AR-GE
Enerji Depolama Sistemleri Grubu
AR-GE
Amaç ve Hedefler
Amaç
- Paydaşlarımızın gereksinimlerini anlayan ve karşılayan,
- Stratejik alanlardaki farklı özelliklerdeki batarya formüllerini oluşturan,
- Batarya ekosisteminin pilot ölçekli üretim ve test ihtiyaçlarını karşılayan Ar-Ge çözümleri üretmek.
Hedefler
- Yüksek enerji yoğunluğuna sahip, hammadde bağımlılığını azaltan, çevreci batarya hücreleri tasarlamak ve geliştirmek.
- Bataryaların güvenlik seviyelerini yükselten yöntemler geliştirmek ve güvenirliği yüksek batarya kimyaları konularında Ar-Ge çalışmaları yürütmek.
- Yeni nesil batarya teknolojileri geliştirmek ve ülkemizin bu alandaki çalışmalarına öncülük etmek.
Çalışma Alanları
- Aktif Malzeme Geliştirme
- Enerji Yoğunluğu Yüksek Hücre ve Komponent Geliştirme
- Yeni Nesil Anot ve Katot Kimyaları
- Sodyum İyon Batarya Gibi Yeni Nesil Enerji Depolama Teknolojileri
- Katı Hal Hücre Geliştirme
- Yüksek Gerilimde Çalışabilen Elektrolit
- 3 Boyutlu Akım Taşıyıcılar
- Hızlı Şarj
- Geri Dönüştürülmüş Malzemelerden Hücre Üretimi
- Kobaltı Azaltılmış Katot Kimyası Kullanılarak Hücre Tasarımı ve Üretimi
- Li-iyon Kese tipi ve Prizmatik Tipte Hücre Tasarımı
- Pilot Ölçekte Kese Tipi Ve Prizmatik Tipte Hücre Üretimi
- Farklı Batarya Teknolojilerinde (Lityum İyon Piller, Nikel Metal Hidrür Piller, Kurşun Asit Aküler vb.) Yapılan Testler
- Farklı Geometrilerde Hücreler İçin (Düğme, Silindirik, Kese Tipi, Prizmatik) Kapsamlı Elektriksel Testler
- Batarya Modül ve Paket Seviyesi Elektriksel Performans Testleri
- Ömür ve Depolama Testleri
- Müşteri Tanımlı Elektriksel Performans Testleri
- Farklı Sıcaklık ve Nem Koşullarında Elektriksel Performans Testleri
- Hücre, Modül ve Batarya Paketi Seviyesi AC ve DC İç Direnç Ölçümleri
- Hücre Seviyesi Güvenlik Testleri (Delme Testi (Nail Penetration), Ezme Testi (Crush), Kısa Devre Testi (Short Circuit) Ve Vurma Testi (Impact))
- Vakum ve Helyum Sızdırmazlık Testleri
- Danışmanlık Hizmetleri
Altyapı
TÜBİTAK RUTE Batarya Ar-Ge ve Test Merkezi Laboratuvarı’nda yaklaşık 1.150 metrekarelik alana kurulmuş altyapı, elektrik enerjisi depolama sistemleri için temel araştırma ihtiyaçlarının karşılanmasının yanında pilot boyutta lityum iyon bataryaların üretimi için gerekli ekipmanları bulundurmaktadır. Ayrıca bataryaların uluslararası standartlara uygun olarak sertifikasyonu ve testleri için de cihaz ve ekipmanlara sahiptir. Mevcut altyapıda faaliyet gösteren laboratuvarlar aşağıda listelenmiştir:
- Aktif Malzeme Geliştirme Laboratuvarı
- Anot, Katot ve Elektrolit Geliştirme Laboratuvarı
- Elektrokimyasal Tanımlama Laboratuvarı
- Tasarım ve Kontrol Sistemleri Laboratuvarı
- Prototip [Elektrot, Kese Tipi (Pouch) Pil ve Silindirik Pil] Geliştirme Laboratuvarı
- Prototip (Prizmatik Pil) Geliştirme Laboratuvarı
- Elektriksel Test Sistemleri Laboratuvarı
- Güvenlik Test Sistemleri Laboratuvarı
Projeler/Ürünler
- Geliştirilen Piller
- Kese tipi (Pouch) Pil
- Prizmatik Pil
- Geliştirilen Batarya Modülleri
- 2 Seri 2 Paralel Batarya Modülü
- 12 Seri 2 Paralel Batarya Modülü
- 3 Seri 2 Paralel Batarya Modülü
- 7 Seri 8 Paralel Batarya Modülü
- Geliştirilen Batarya Paketleri
- 1 kWh Batarya Paketi
- 5 kWh Batarya Paketi
- Geliştiren Batarya Yönetim Sistemleri (BMS)
- Stand-alone Batarya Yönetim Sistemi
- Batarya Yönetim Sistemi
TÜBİTAK RUTE Batarya Ar-Ge ve Test Merkezi Laboratuvarı’nda aktif malzeme geliştirme faaliyetleri için mikser, bilyalı değirmen, öğütücü, tüp fırını, ergitme fırını, kül fırını, hidrolik pres, reaktör, mikrodalga vb. cihazlar ve gerekli ekipmanlar; laboratuvar ölçekli elektrot üretimi için mikser, kaplama cihazı (coater) ve hadde (calender); düğme pil üretimi için de 2 adet glove box ve gerekli ekipmanlar bulunmaktadır.
Anot ve katot elektrot üretimi ve sonrasında pil üretim sürecinin geliştirilmesi çalışmaları yoğun bir şekilde yürütülmektedir. Mevcut pilot ölçekli elektrot üretim hattında anot ve katot çamurları (slurry) hazırlamak için 5lt kapasiteli ayrı iki mikser, bir adet kaplama cihazı ve bir adet de hadde cihazı bulunmaktadır. Anot ve katot çamurlarının akışkanlık ölçümü için kinematik viskozite cihazı mevcuttur. Pilot ölçekli elektrot (anot/katot) üretim hattı ile dakikada 0,5 metre hızında ve 15 cm genişliğinde elektrot üretimi gerçekleştirilebilmektedir.
TÜBİTAK RUTE Batarya Ar-Ge ve Test Merkezi Laboratuvarı’nda pilot ölçekli kese (pouch) tipi pil üretim alt yapısı kuru oda içerisinde konumlandırılmıştır. Kese tipi lityum iyon pil pilot üretim hattında, elektrot boyutlandırma, elektrot dizge, presleme, kese oluşturma, kutup başı montaj, üç taraflı kapama, elektrolit dolumu ve son kapama cihazları mevcuttur. Üretim hattında pil boyutları (mm) 70*120 ve 100*150 ve pil kalınlığı en fazla 12mm olan 1-20 Ah kapasiteli kese tipi lityum iyon pil üretimi gerçekleştirilmektedir. Mevcut kuru oda içerisinde elektrolit üretimi de gerçekleştirilebilmektedir.
Pilot ölçekli elektrot üretim ve kese (pouch) tipi pil üretim alt yapısına ilave olarak, çiğlenme noktası -65 °C, nem seviyesi (RH) < % 0,05 ve 10.000 sınıfı temiz oda standartlarını sağlayan kuru ve temiz oda içerisinde konumlandırılmış prizmatik tipte lityum iyon pil üretim hattı alt yapısı mevcuttur. Mevcut prizmatik pil üretim hattında, elektrot sarım, presleme, ultrasonik kaynak, sarım yerleştirme, lazer kaynak, sızıntı kontrol, elektrolit dolum, ıslatma, ön şarj ve son kapama cihazları bulunmaktadır. Üretim hattında 3–60 Ah kapasite aralığında prizmatik tipte pil üretimi gerçekleştirilebilmektedir.
AR-GE
Pil Test Sistemleri Altyapısı
Modül/Batarya Paketi Test Sistemi:
- 600V-150A-90kW, 2 Kanal (Paralelde 600V-300A-180kW)
- 200V-800A-250kW, 1 Kanal
- 72V-200A, 10 Kanal (Paralelde 72V-2000A)
- 200V-600A, 1 Kanal
Hücre Test Sistemleri:
- 5V-1mA, 8 Kanal
- 5V-10mA, 56 Kanal
- 5V-20mA, 24 Kanal
- 5V-3A, 8 Kanal
- 10V-10A, 16 Kanal
- 5V-12A, 24 Kanal
- 5V-20A, 40 Kanal
- 5V-50A, 24 Kanal
- 5V-100A, 16 Kanal
- 6V-500A, 6 Kanal (Paralelde 6V-3000A)
İlk Şarj Sistemi:
- 6V-20A, 10 kanal prizmatik pil test sistemi
- Potansiyostat-Galvanostat
- AC İç direnç ölçüm cihazı
- Termal şok kabini
- İklimlendirme kabinleri
- HL6’ya dayanıklı iklimlendirme kabini
- Hücre formasyon sistemi
- Helyum sızdırmazlık test cihazı
- Sızdırmazlık testi vakum cihazı
- Güvenlik test cihazları (Delme Testi, Ezme Testi, Kısa Devre Testi ve Vurma Testi)
- Düğme tipi hücre üretimi ve test ekipmanları
- Elektrot üretimi ve test ekipmanları
- Kese tipi hücre üretimi ve test ekipmanları
- Prizmatik tipte hücre üretimi ve test ekipmanları
- Prizmatik tipte hücre üretimi ve test ekipmanları
