elektrikli tekne motoru için kurşun-asit aküler ve lityum aküler olmak üzere iki tür akü bulunur. Ağırlık başına enerji yoğunluğu, hacimsel enerji yoğunluğu, kullanım ömrü, fiyat, kullanılabilirlik ve ulusal politikalar gibi konularda birbirlerinden farklı özelliklere sahiptirler.
Günümüzde lityum akülerin enerji yoğunluğu genellikle 200-260 wh / g, kurşun-asit akülerin ise 50-70 wh / g arasındadır. Lityum akülerin ağırlık başına enerji yoğunluğu, kurşun-asit akülerin 3-5 katıdır. Bu, aynı kapasitedeki kurşun-asit akünün lityum akünün 3-5 katı ağırlığında olduğu anlamına gelir. Dolayısıyla lityum aküler, enerji depolama cihazlarının ağırlığını azaltma konusunda kesin bir avantaja sahiptir. Lityum akünün hacimsel kapasite yoğunluğu genellikle kurşun-asit akünün yaklaşık 1,5 katıdır. Bu nedenle aynı kapasitede lityum akü, kurşun-asit aküden yaklaşık %30 daha küçüktür. Günümüzde en yaygın malzeme sistemleri üçlü ve lityum-demir sistemleridir. Üçlü lityum güç akülerinin çevrim sayısı genellikle 500’ün üzerindedir. Lityum demir fosfat akülerin çevrim sayısı 600’ün üzerindedir. Kurşun-asit akülerin çevrim sayısı ise genellikle yalnızca 300-350’dir. Bu nedenle lityum akünün ömrü, kurşun-asit akünün ömrünün yaklaşık 1-2 katıdır.
Ancak günümüzde otomobiller ve balıkçılıkta kullanılan şişme botlar gibi bazı büyük makinelerde hâlâ kurşun-asit aküler kullanılmaktadır. Araştırmaya göre müşterilerin %86’sı kurşun-asit akü kullanmayı tercih ediyor. Lityum aküler hafif, küçük ve uzun ömürlüdür. Peki insanlar neden hâlâ kurşun-asit akü kullanıyor?
1. Kullanım koşullarına uygunluk
Kurşun-asit aküler düşük sıcaklıklarda ve yüksek akımda iyi performans gösterir. -10 °C sıcaklıkta 10C oranında deşarj edilirken, 10 V’un üzerindeki voltajı 90 saniyeden uzun süre koruyabilir. Bu, çoğu bölgedeki zorlu koşullara dayanmak için yeterlidir. Lityum iyon akülerin düşük sıcaklık performansı ise çok daha kötüdür. Düşük sıcaklıklarda deşarj performansı keskin biçimde azalır ve soğuk bölgelerde pratik kullanım sağlamak zordur. İkinci olarak, motor çalıştırılırken anlık akım oldukça yüksektir; yüksek güçlü motorlarda bu değer daha da yüksek olabilir. Lityum iyon akülerde kullanılan güncel pozitif ve negatif elektrot malzemeleri olan grafit ve lityum kobalt oksitten hiçbiri yüksek güçlü anot malzemesi değildir. Yüksek güçte performansları keskin biçimde düşer. Bu nedenle lityum aküler düşük sıcaklıklı ortamlarda kullanıma uygun değildir. Kurşun-asit aküler ise bu koşullarda çok daha iyi performans gösterir.
2. Yüksek güvenlik
Kurşun-asit aküler, mevcut akü sistemleri arasında son derece güvenlidir.
1) Yüksek akım performansı, akünün kazaya neden olma olasılığını düşürür.
2) Bir kaza durumunda bile pozitif ve negatif elektrot malzemeleri kurşun bileşikleridir. Elektrolit sıvısı da bir sülfürik asit çözeltisidir. Yanıcı değildirler ve yalnızca çevredeki parçaların yanmasına neden olabilirler. Lityum iyon akünün negatif elektrot malzemesi grafittir; bir tür karbon malzemesi olan grafit yanıcıdır. Elektrolit, bir ester çözücüsü ve lityum tuzundan oluşur. Ester çözücüsü yalnızca yanıcı değil, aynı zamanda son derece uçucudur. Çarpışma sırasında çok miktarda ısı açığa çıktığında ya da yanma veya patlama olasılığı bulunduğunda, gemi kullanırken çarpışmaların kaçınılmaz olması nedeniyle sonuçları hayal bile edilemez.
3) Yüksek akımla deşarj sırasında lityum iyon akülerde negatif elektrotta lityum dendritleri oluşma eğilimi vardır. Bu durum akü içinde kısa devreye ve patlamaya yol açabilir. Bu, lityum akü sektöründe kabul gören bir görüştür. Aslında başka birçok sorun da vardır. Önemli sorunlardan biri, akünün uzun süre yüksek şarj seviyesinde (SOC) tutulmasından kaynaklanan elektrot malzemesi kararlılığıdır.
3. Düşük maliyet
Kurşun-asit akülerin maliyeti şüphesiz en düşüktür. Elektrot malzemeleri, elektrolit veya montaj ortamına yönelik gereksinimler, lityum iyon akülere kıyasla çok daha düşüktür. Aynı kapasitede lityum akülerin fiyatı, kurşun-asit akülerin yaklaşık 3-5 katıdır. Bir lityum aküye harcanacak parayla 3-5 kurşun-asit akü alınabilir. Lityum akü daha uzun ömürlü olsa da müşterilerin gereksinimlerini karşılamaktan hâlâ uzaktır.
4. Yüksek geri dönüşüm oranı
Kurşun-asit akülerin çevreyi kirlettiği, lityum iyon akülerin ise çevre dostu olduğu söylenir. Aslında bu, büyük bir yanlış anlamadır. Kurşun-asit akülerin en büyük avantajı, geri dönüşüm sistemlerinin iyi işlemesidir. Kurşun-asit aküler günümüzde motorlarda ve marş güç kaynaklarında kullanılmaktadır. Bu iki alanda aküler kolayca takip edilebilir; kullanıcılar akülerini değiştirmek için özel mağazalara gider. Peki neden? Eski aküleri para karşılığında verip yenisini alabilirsiniz! Lityum iyon aküler az miktarda ağır metal içerir. Yalnızca pozitif elektrot malzemesinde kobalt metali bulunur. Ancak dünya genelinde bu aküler çok sayıda kullanıcıya ulaşmıştır. Uzun vadede bu durum hâlâ bir sorundur; ancak bu konuya odaklanan bir mekanizma olmadığı gibi lityum aküleri geri dönüştüren bir sistem de yoktur.
Özetle, lityum aküler küçük, hafif ve uzun ömürlü olsa da hâlâ cep telefonlarında, tabletlerde ve bilgisayarlarda kullanılır. Büyük cihazlarda ise piyasada şu anda kurşun-asit aküler tercih edilmektedir. Kullanım koşullarına uygunluk, güvenlik ve maliyet açısından kurşun-asit aküler, elektrikli tekne motoru için enerji kaynağı olarak lityum akülerden hâlâ daha üstündür.
