Küresel iklim değişikliğine bir duruş olarak yenilenebilir enerji üretiminin artmasının yanında elektrikli araç (EV) üretiminin de artması lityum-iyon pili (LIB) üretiminin de artışına sebep olmuştur. 2030’a kadar kullanımdaki EV sayısının beklenen yükselmesi dünyadaki LIB üretiminin büyük ölçüde artışını tetiklemesi bekleniyor.
LIB üretimi için çok önemli olan maddelerin (Li, Ni, Co, Cu) üretim süreçlerinin zor olması ve ekonomik olarak pahalı olması batarya teknolojilerinin gelişimi için en büyük engellerdendir. Batarya teknolojilerinde kullanılan bu malzemelere yatırım yapılmazsa pillerin üretimi büyük ölçüde zorlaşacaktır. Üretim harici var olan, kullanılmış veya ömrü tükenmiş LIB’lerin geri dönüşümü, çevresel kirliliği azaltmak ve malzemelerin getirdiği ekonomik zorluğu biraz olsun azaltmak için önemlidir. LIB’ler, diğer pillere göre daha yüksek verimliliğe sahiptir ancak geri dönüşümü oldukça zordur. LIB çeşitliliği ve tedarik zincirinin zorluğu, geri dönüşüm stratejilerinin geliştirilmesi için kapsamlı bir yaşam döngüsü değerlendirmesini gerekli kılmaktadır.1
İlk kez 1990’lı yıllarda piyasaya sürülen LIB’ler, cep telefonları, dizüstü bilgisayarlar, kameralar gibi elektronik cihazlarda sıkça kullanılmaya başlanmıştır. Şarj edilebilir geri dönüştürülmesi ve yüksek enerjilerde rahatlıkla çalışabilmesi bu pillerin seçilmesinin en büyük nedenleridir. Son yıllarda ise bu piller, EV’ler için önemli bir enerji kaynağı haline gelmiştir. Bunun sonucunda, LIB’lerin çevresel etkilerinin daha iyi anlaşılması kullanım şartlarının iyileştirilmesi adına büyük önem taşımaktadır.2
Teknolojik yenilikleri ve diğer araçlara kıyasla çevreye daha duyarlı olması nedeniyle küresel olarak EV’lere olan talep artmıştır. EV bataryalarında en fazla kullanılan pil türü lityum iyon pilleridir. Bu pillerin eksi ucunda lityum (Li), kobalt (Co) ve nikel (Ni) gibi elementler yer alırken, artı ucunda grafit kullanılmaktadır. Bu tür araçlarda genellikle kullanılan katot kimyasalları arasında lityum nikel kobalt manganez oksit (NCM), lityum nikel kobalt alüminyum oksit (NCA) ve lityum demir fosfat (LFP) bulunmaktadır. Ancak, bu kimyasallar pek çevre dostu sayılmazlar. Bu yüzden gelecekte çevreye daha duyarlı kimyasalların kullanılması için çalışmalar sürmektedir. EV’ler içten yanmalı motorlu araçlara göre çevreye daha yararlı olduğu için bu pillerin üretimi için birçok çalışma yapılmaktadır.3
EV pillerine yönelik gelecekte üretim analizinin yapılması, üretimde alınan kararlar ve üretimde pratik çözümler sunmak kritik öneme sahiptir. ABD ve Çin gibi bölgelerde bazı araştırmacılar EV’ler için pil gereksinimi incelenmiştir. Yapılan araştırmalar sonucunda LIB’ler için kullanılan, lityum ve kobalt gibi temel malzemelerin gelecekte çok nadir bulunabileceği gözlemlenmiştir. Bunun sebebi doğada az bulunması ve EV’lere olan talep ile doğru orantılı pil üretiminin artmasıdır.3
LIB’lerin kullanımının yaygın olması beraberinde güvenirliklerinin de araştırılmasını zorunlu kılmaktadır. LIB’ler aşırı ısındığında, delinme, ezilme, yanlış kullanım veya üretim hataları gibi durumlarda yangın riski taşımaktadır. Aküler boşken yangın riski çok düşüktür fakat ancak şarj edilmiş veya uygunsuz kullanılmışsa patlama riski artmaktadır. LIB’ler geri dönüştürülürken de çok dikkatli olunmalıdır. Bunun sebebi geri dönüştürülürken eğer sıcaklık 90°C’yi geçerse ve akü iyi havalandırılmazsa yangın riski artabilir. Bu sebeplerle birçok LIB tasarımı, aşırı sıcaklıklarda iyonların hareketini önleyecek bir güvenlik önlemi içermektedir.2
Hakan Berk Uysal
Kaynaklar
- Machala, M. L., Chen, X., Bunke, S. P., Forbes, G., Yegizbay, A., de Chalendar, J. A., … & Tarpeh, W. A. (2025). Life cycle comparison of industrial-scale lithium-ion battery recycling and mining supply chains. Nature Communications, 16(1), 988.
- Winslow, K. M., Laux, S. J., & Townsend, T. G. (2018). A review on the growing concern and potential management strategies of waste lithium-ion batteries. Resources, Conservation and Recycling, 129, 263-277.
- Xu, C., Dai, Q., Gaines, L., Hu, M., Tukker, A., & Steubing, B. (2020). Future material demand for automotive lithium-based batteries. Communications Materials, 1(1), 99.