Alman otomotiv devi Mercedes, yeni konsepti VISION EQXX ile yeni modellerinde tek bir şarjla 1.000 kilometreyi geçeceğini ilan etti. Bu hamleyle beraber katı hal pillerinin kullanılacağının duyurulması haberi de geldi. 2022’de tanıtımı yapılmış olan prototip 1.000 km. sınırını aşmayı başarmıştı (tüketim: 8,7 kWh/100 km).

Mercedes’in bu hedefe nasıl ulaştığını anlamak için hangi faktörlerin etkili olduğuna bakmak gerekiyor. Bunlar Çinli batarya devi CATL tarafından enerji yoğunluğu artırılarak geliştirilen yüksek verimli batarya, 0,17 gibi çok düşük bir dirence getirilen sürtünme katsayısı ve geri dönüştürülmüş karbon fiber/doğal materyal kullanılan hafif malzeme yapısı ile çatıya eklenen ve 25 km. menzil veren güneş paneli. 

2024-2025’te EQXX için geliştirilen sistemlerin, daha sonrasında CLA Elektrikli gibi modellere uyarlanması planlanıyor. Ancak 1.000 km olarak duyurulan menzil, özel konseptlerle sınırlı olarak pazara sunulacak. Seri üretim modellerde 800 km daha realist bir hedef olduğu için Mercedes CLA gibi modellerde Mercedes bu kilometreleri paylaşmayı şimdilik yeterli görüyor. Diğer taraftan Tesla Roadster gibi güçlü rakipler de benzer kilometreleri hedefliyor. Gerçek yol şartlarında ise (hız, iklim, yol şartları) menzilin %30’a kadar düşmesi mümkün. Sonuçta Mercedes’in bu yeni teknolojiyi piyasaya süreceği tüm modellerde kullanması biraz zaman alacak.

Mercedes-Benz VISION EQXX konseptinde lityum-iyon pil teknolojisi kullanacak. CATL tarafından geliştirilen yüksek yoğunluklu lityum-iyon piller NMC (Niksel-Mangan-Kobalt) bazlı ancak kobalt oranı düşürülmüş bir yapıda olacak. Enerji yoğunluğu ise ~200 Wh/kg (normal NMC'lerden %20 daha randımanlı)

Mercedes’in EQS ve EQE gibi diğer seri üretim modellerinde halihazırda NMC tipi piller var. LFP piller ise, daha düşük segment modellerde (örneğin CLA Elektrikli) tercih sebebi olabilir. LFP'ler daha uzun ömürlü ve güvenli olmasına rağmen enerji yoğunluğu düşük seviyede. NMC EQXX teknolojisine sahip pillerde ise yüksek enerji verimi, yüksek termal koruma ve tüketici açısından en önemli faktörlerden sayılan hızlı şarj desteği bulunuyor.

Mercedes, 2025 sonrası için katı hal bataryalarını devreye almayı öncelikli olarak programına almış durumda. Katı hal batarya teknolojisi enerji yoğunluğunu artırmayı ve kobalt bağımlılığını azaltmayı hedefliyor. EQXX, NMC temelli lityum-iyon piller kullanıyor, ancak 1.000 km hedefinde asıl faktörün kimyasal optimizasyon ve aerodinamik tasarım olacağı görülüyor.  NMC (Nikel-Mangan-Kobalt) temelli lityum-iyon piller dört elementi (lityum, nikel, mangan, kobalt) bir arada kullanıyor.

NMC pillerin katot (pozitif elektrot) kısmı, şu metal oksitlerden oluşuyor:

Nikel (Ni) → Yüksek enerji yoğunluğu

Mangan (Mn) → Termal koruma ve güvenlik

Kobalt (Co) → Katotik stabilizasyon ve uzun ömür

Anot genellikle grafit (karbon) bazlıdır, lityum iyonları burada depolanıyor.

Kimyasal formül aşağıdaki şekillerde olabilir:

NMC 532: %50 Nikel, %30 Mangan, %20 Kobalt (yüksek güven / düşük enerji).

NMC 622: %60 Nikel, %20 Mangan, %20 Kobalt (dengeli performans).

NMC 811: %80 Nikel, %10 Mangan, %10 Kobalt (yüksek enerji/düşük kobalt).

Mercedes EQXX'te NMC 811 veya kobaltsız 9xx serisi yüksek nikel muhtevalı seçeneklerden birini kullanacak. NMC bataryanın termal dayanıklılığı LFP’ye göre daha iyi olmasına rağmen kobaltın maliyet ve iş sağlığı/güvenliği gibi sorunları nedeniyle, Mercedes katı hal pillerine veya kobaltsız NMC (NMA: Nikel-Mangan-Alüminyum) gibi seçeneklere yönelim gösterebilir. Otomotiv sektörü kobalt miktarını azaltmak veya tamamen devre dışı bırakma eğiliminde.

NMC pillerde "Lityum" (Li) simgesinin kısaltmaya dahil olmaması katot malzemesinin kimyasal formülünden kaynaklanıyor. NMC (Nikel-Mangan-Kobalt), katodun aktif olarak kullanılan malzemesinin bileşenlerini temsil ediyor. Katot formülü LiNiMnCoO₂ (Lityum Nikel Mangan Kobalt Oksit) şeklinde olsa da katot yapısına dahil olan lityum (Li), metal karışımın içinde yer almıyor. Örneğin NMC 811’de lityum iyonları (şarj/deşarj sırasında hareket ediyor). “Lityum-İyon" pilin çalışma ilkesini başka bir ifadeyle Li⁺ iyonlarının iki kutup arası hareketini gösterir. "NMC" ise katot malzemesinin özel kimyasal formülünün ifadesidir. Tüm NMC piller lityum-iyon pilidir, ama tüm lityum-iyon piller NMC pil değildir.

NMC, lityum-iyon pillerin sadece bir alt türü olarak da tanımlanabilir. Diğer katot malzemeleriyle kıyas edersek şu tabloyla karşılaşıyoruz:

NMC'nin esas farklılığı olarak katotta nikel/mangan/kobalt alaşımı ile daha yüksek enerji yoğunluğuna (~250 Wh/kg vs. LFP'nin ~150 Wh/kg) ulaşılıyor. Mercedes-Benz 2025 CLA Elektrikli modeli katalog bilgileri, VISION EQXX'te kullanılan bazı teknolojilerden faydalanılıyor olsa da 1.000 km menzil hedefini henüz veremiyor.

2025 Mercedes-Benz CLA EV                                            VISION EQXX

CLA Elektrikli'de EQXX yazılım sistemi ile sağlanan verimli enerji yönetimi, hafif materyal kullanımı (karbon fiber) ve termal sistem bulunacak. Mercedes, EQXX teknolojisini 2026-2027'de genişleterek yeni modellerine uyarlamayı amaçlıyor.