lityum piller li ion lithium lipo li po lityum polimer lithium polymer battery batarya lityum pil türleri çeşitleri özellikleri elektrikli arabada lityum

Piller ve aküler-taşınabilir elektrik.

Şarj edilebilir piller:

Lityum piller:

Lityum tabiattaki bilinen en hafifi metaldir. Atom numarası 3 tür. Hidrojen ve helyumdan sonra gelir. Kendinden önceki maddelerin gaz oluşu lityumun hafifliği konusunda fikir verecektir.

Lityum da 8 elektron derdi olmayan maddelerdendir. 2 elektronun yettiği temel elektron kabuğundan sonra tek elektron fazlası olduğu için elektronunu vererek kolaylıkla karalı hale geçer. Bu nedenle elektronunu vermeye fazlasıyla hazırdır. Bu sayede çok hızlı reaksiyon verebilir. Lityum pillerde asıl mesele reaksiyonu kontrol etmektir.

Lityumun çoğu bileşiği diğer metallerin yapamadığını yapar ve susuz çözücülerde çözülür. Bu nedenle lityum pillerde su ya bulunmaz ya da çok az bulunur. Bu sayede lityum pillerin çoğunluğu çok düşük sıcaklıklarda sorunsuz çalışır. Susuz çözelti kullanılmasının bir diğer nedeni de lityumun reaksiyon hızını azaltmaktır.

Lityum dünyada bolca bulunur ancak hem lityumu saflaştırmak zor olduğundan hem de çok yaygın bulunmasına rağmen çok seyrek bir dağılım göstermesi nedeniyle pahalıdır. Hemen her kayalıkta lityum bir miktar vardır ancak bu miktar genelde o kadar azdır ki ekonomik olarak lityum elde etmeye elverişli havza sayısı dünyada çok azdır. Lityum çok hızlı reaksiyon verdiği için elde edilen lityumu pil için uygun forma sokmak hem zordur hem de pahalıdır. Ancak asıl sorun o halde tutabilmektir. O yüzden hammadde olan lityum bileşiklerinin taşınması lityumun elde edilmesinden daha masraflıdır.

Lityum piller çok düşük ağırlığa sahiptir. Bu nedenle ağırlık güç oranı çok yüksektir. 1 kiloluk lityum pilin saklayabileceği güç miktarı 1 kiloluk nikel pilden bir hayli fazladır. Hacim başına düşen enerji miktarında da avantajlıdırlar ancak asıl avantajları ağırlıktır. Sürekli taşınacak telefon gibi elektronik cihazlarla uzun zaman zor koşullarda taşınacak kafa feneri gibi koşullarda çok avantajlıdır. Madende veya dağcılıkta kafanızdaki fener ne kadar hafifse dikkatiniz o kadar az dağılır ve o kadar geç yorulursunuz. Ağzınızdaki elektronik sigara ne kadar hafifse dudaklarınız ve çeneniz o kadar az yorulur. Bisikletinizin ışık kaynağı hafif olduğu oranda performansınız artacaktır. İşe ya da okula giderken veya gelirken yürüdüğünüzde laptop giderek ağırlaşır. 5 kilonun ağırlaşması ile 3 kilonun ağırlaşması aynı değildir.

Lityum pillerin diğer bir avantajı da yüksek gerilim verebilmeleridir. Genelde pillerin üzerinde 3.6 volt yazsa da bu en uzun süre kaldığı voltajdır. Gerçekte 4,2-3,0 volt aralığında gerilim sağlarlar. Bu sayede 3 nikel pille sağlayacağınız voltajı 1 lityum pille sağlayabilirsiniz. Bu nedenle haberleşeme gibi yüksek akımın yanında yüksek gerilim isteyen sistemlerde büyük kolaylık sağlar. Arabanızdaki gps cihazının lityum pille çalışmasının nedeni büyük batarya ihtiyacı veya zaten cama yapışık aletin hafif olması değil 3.6 volt ile devre çalıştırmanın kolaylığıdır.

Yuvarlak yapı sisteme fiziksel sağlamlık sağladığından ekonomik olmamasına rağmen pillerin genelinde tercih edilen şekildir. Patlama genleşeme, şişme sorunu daha çok olan lityum pillerde daha çok yuvarlak yapı bulunmasının nedeni budur. Lityum pillerin de köşeli modelleri vardır ancak inceliğin gerektiği elektroniğin bazı alanları hariç (örn cep telefonları) bu köşeli modeller kullanılmaz. Büyük formlarını bulmaksa neredeyse imkansızdır.

Lityum piller son kullanıcı için kullanıma sunulmalarından çok önce sanayide ve teknik işlerde kullanıldıkları için üretildikleri boyutlar son kullanıcı için yapılan pillerden farklılık gösterir ve isimlendirilmeleri de farklıdır. AA, AAA, C,D gibi şarj edilemeyen pillerin boyut isimlendirilmesi de küçük düğme pillerde kullanılan LR ve Ag tabanlı isimlendirme de lityumlarda kullanılmaz. Lityum piller içerdikleri kimyasal madde, şekil ve boyut olarak isimlendirilir.

Örneğin AA pil boyutunda olmasına rağmen bu ebattaki lityum pil 14500 olarak isimlendirilir. İlk iki rakam pilin yüksekliğini diğer 3 rakam genişliğini gösterir. 14500 demek 14 santim uzunluğunda 5 santim genişliğinde demektir.  Dairesel olmayan pillerde genişlik çok daha standart dışı olabileceğinden 3 basamaklı yazılır. Ayrıca dairesel olmayan pillerde bir de yükseklik değeri bulunur ve rakam uzar gider.

Lityum yanında kullanılan metal de isimlendirmede yer alır ve boyut belirten rakamdan önce belirtilir. Örneğin en sık göreceğiniz ICR 18650 pilde I lityum bulunduğunu, c Kobalt içerdiğini, r round yuvarlak şekilli olduğunu 18 cm boyunda 6.5 santim genişliğinde olduğunu ifade eder. Ancak uzunluk pilin + kutbundaki çıkıntıyı hesaba katmaz. Bu yüzden lityum pil alırken başlı veya başsız diye de ayrım yapılır. Başlı piller birkaç milimetre daha uzundur. Pilin değişebildiği yay içeren yuvalarda başlı pil kullanılırken pilin sisteme gömülü olduğu laptop bataryası gibi sistemlerde pil genelde başsız olur. Başsız pillerin + ucu daha yassı ve geniş olduğundan punta yapılabilir. Başlı pile punta yapmak çoğunlukla mümkün olmaz. Bu nedenle bir pilin içeriği değişecekse model numarası yanında  pilin başlı olup olmamasına da bakın. Bazen bu isimlendirmenin arkasında başka bir sayı veya harf olabilir ancak bunlar genelde o firmanın özel isimlendirmesi olduğundan belirli bir standart yaratmak mümkün değildir. Örneğin samsungun ICR18650 p,r,S,d gibi pilin yapısına bağlı verdiği ek kodlar vardır. Bunları firma açıklamışsa ne mutlu. Yoksa geçmiş olsun.

Lityum pillerin tür ve kalitesine göre değişmekle beraber 300-700 döngü ömrü vardır ancak nikelin aksine lityum pilin ömrü zamanla da orantılıdır. Yine pilin tür ve kalitesine göre değişmekle beraber 1-5 yıl arasında değişen bir sürede pil özelliğini kaybeder. Lityum pil üretildiği andan itibaren eskimeye başlar ve hiç kullanılmasa da birkaç yıl içinde bozulur. Bozulan lityum pil nikel gibi sadece şarj kapasitesi azalarak tepki vermez. İç direnci değişeceği için standart şarj akımında bile aşırı derecede ısınıp ısıl kararsızlığa sürüklenir ve şanslıysanız akar değilseniz patlar.

Lityum piller sıcağa karşı çok hassastır ve elinizde uzun süre taşımanızdan bile bozulurlar. Ayrıca devreye yük sağlamıyor hatta herhangi bir devreye bağlı olmasalar bile dış sıcaklık 50 derecelere geldiğinde ısıl kararsızlık durumu ve patlama yaparlar. 50 derece yazın arabanın içinde kolaylıkla ulaşılabilecek bir sıcaklık olduğundan lityum pil taşıyan biri bu durumu düşünmelidir.

Lityum piller avantajlarına rağmen nazlı bebekler gibidirler ve hem kolaylıkla zarar görürler hem de tepkileri masum bir kapasite azalışı değil bildiğiniz patlamadır. Cam önünde unuttuğunuz telefonlarınızın patlamama nedeni şansınız ve telefon bataryalarının çok sağlam bir çelik kap içinde bulunmasıdır. Yan sanayi bataryalar bu kadar özenli olmadığı için şansınız daha azdır. Gps cihazı gibi cihazlarda ısınmayı önleyecek hava kanalı ve soğutucu demir yanında sistemde biriken enerjiyi azaltacak akım çekme devreleri de bulunur. Ancak hiçbir koruma lityumda tam anlamıyla koruma değildir. Dış sıcaklık nedeniyle ısınan lityum pilde iç reaksiyonlar oluşur ve sistemde aşırı bir enerji birikmesi olur. Bunu önlemek için pili kullandığınız devreye sıcaklık arttığı zaman düşük miktarda elektrik tüketecek bir sistem koyarsanız bir nebze daha iyi koruma sağlarsınız.

Normalde üreticiler lityum pillerin amatör ellerde bulunmasını istemezler. Haklıdırlar da çünkü gerek şarj gerek saklama koşullarındaki olumsuzluklarda çok kolay patlama veya akma yaparlar. Patlamaları da naif değildir. Aksine blast etkileri güçlüdür ve açığa çıkan alev kolay kolay sönmez. Çoğunlukla suyla bile sönmez.

Lityum normalde hemen zehirleyecek bir madde değildir. Depresyon ve bazı manilerde ilaç olarak kullanılır. Kullanılan lityum karbonat türevidir ve çok kararlı olduğundan moleküler yakıcı özellik göstermez. Yine de bu ilaçları kullananların lityum zehirlenmesine karşı sürekli kan lityum düzeyleri ölçülür. Korkusuzca kullanabileceğiniz bir ilaç değildir ve tedavi edici dozuyla zehirleyici dozu birbirine çok yakındır. Bu nedenle lityumla temas durumu nikeldeki gibi elinizi yıkayın geçer durumu değildir. Ayrıca pildeki lityum türevleri perklorat gibi daha kararsız türevlerdir ve temas halinde yakıcı özellik gösterir. Hemen hiçbir tıp fakültesinde lityum yanığına nasıl müdahale edileceği gösterilmediği için kalıcı iz bırakma olasılığı yüksektir.

Lityum piller aşırı şarj durumuna çok duyarlıdır ve şarj tamamlandığında akım kesilmezse akar veya patlarlar. Maalesef ömürlerini tamamlamadan önce eskimeleri nedeniyle iç dirençleri çok fazla değiştiğinden şarj aleti hata yapabilir ve akımı kesemeyebilir. Bu nedenle lityum pilin kullanıldığı çoğu sistemde zaman veya döngü sayısına bağlı olarak pilin kullanılmasını engelleyen bir güvenlik sistemi daha bulunur.

Lityum pillerin şarj akımı yanında şarj voltajı da çok önemlidir ve belirli sınırlar içinde kalması gerekir. Hatta şarj sırasında bile kullanılması gereken voltaj değişken olduğundan lityum pillerin şarj aletleri lityuma özel olur ve nikel şarj aletleri lityumu şarj etmeyecek şekilde dizayn edilir. Çok ileri birkaç marka hariç hem lityum hem de nikel şarj eden cihaz pek bulunmaz. Bunu yapabilmek ciddi bir işlemci ve yazılım gerektirir.

Lityum pillerin farklı kimyasal türevlerinin de şarj voltajları farklılık gösterdiğinden özellikle ucuz bir şarj aleti alıyorsanız hangi tip için olduğunu sorun veya şarj sırasında akım gerilim oranını izleyin. ICR için yapılmış bir şarj aleti demir fosfatlı (LiFePO4) pili patlatabilir. Şarj aletinin yazdığı türlerin dışına kesinlikle çıkmayın. Piyasada ucuza satılan 18650 veya 14500 şarj aletleri genel olarak ICRler için üretilmiştir. IMR ve NMR ler genelde bu cihazlarla uyumludur ancak siz yine de şarj işini kontrol edebileceğiniz bir ortamda yapın. Nikel pil gibi şarja tak ve yat uyu yapmayın.

Lityum pillerin yapılarına göre hatta aynı kimyasal yapıdaki oransal farklılıklarda bile c değerleri değişir. Pil değişimi yapacağınızda pilinizden verim almak için birebir aynı pil türünü kullanmaya gayret gösterin. Samsung ICR 18650M ile R aynı işi görmeyebilir.

Lityum pillerde diğer piller gibi seri ve paralel olarak bağlanabilir ancak kullanacağınız pillerin kesinlikle özdeş olması gerekir. Aynı marka aynı model yanında aynı yaşta pilleri bir arada kullanmanız sağlık için iyi olacaktır. İlk başlarda farklı türdeki pilleri bağlasanız bile çalışmıyorum demeyeceklerdir ancak iç dirençlerindeki farklar nedeniyle zamanla biri diğerini direnç olarak görecek ve akım yüklemeye çalışacak, bazen de diğerini şarj etmeye çalışacaktır.  Bu durumda şanslıysanız pilleriniz çabuk eskir veya sadece akar. Yoksa ısıl kararsızlığa varmış birkaç lityum pilin yanında olmak kötü bir fikirdir.

Paralel bağlı lityum pilleri şarj etmek nispeten kolaydır ancak seri bağlı pilleri şarj etmek zor bir iştir. Akım kaynağına yakın piller daha önce dolacağından dirençleri artacak ve daha uzak pillerin tam şarj olamadan akımın kesilmesine neden olacaklardır. Bu dengesizlik zamanla her pilin verdiği akımın farklı olmasına neden olacak ve şanslıysanız devrenizi yakacak ve akacak; şanssızsanız bazı piller patlayacaktır. Bu nedenle seri ve paralel bağlı karmaşık lityum pil için paralel grupları ayrı ayrı şarj edecek bir sistem yapmanız menfaatinize olur. İnternetteki seri lityum batarya şarj devreleri de zaten bu mantıkla çalışır. Tüm batarya sistemini şarj eden cihazlar da genelde toplam direnç üzerinden değişken akımlar uygulayarak bunu başarır veya ara bağlantı ister.

Lityum pillerin belirli bir oranda dolana kadar sabit akım değişen voltaj; belirli bir noktadan sonra da sabit voltaj değişen akım ihtiyacı vardır. Bu en basit sistemde bile entegre gerektirir ki bu yüzden asla lityum pilleri standart adaptörle şarj etmeye çalışmayın. Sonuç iyi olmuyor. Zamanında denedim. Cc/cv fonksiyonlu şarj cihazlarını tercih edin. Constant current -sabit akım ve constant voltage-sabit voltaj fonksiyonunu verebildiğini gösterir. Daha güvenilirdir. Bazı firmalar kendi pilleri için kendi şarj cihazları kullanıldığında sorumluluk almadıklarını açıkça beyan ederler.

Lityum pilleri iyi tanımıyorsanız uzak durun. Amatör son kullanıcı için iyi değillerdir. Ancak kampçılık, açık hava fotoğrafçılığı gibi durumlarda hafif olmaları açık ara avantaj sağladığından; elektronik sigarada küçük alanda yüksek voltaj ve akım imkanı sunduklarından maalesef bir şekilde karşınıza çıkar. Uyarıları mutlaka iyi okuyun ve emin olmadığınız modifikasyonları yapmayın. Örneğin 18650 ile çalışan bir elektronik sigaraya 2 adet 10650 sığdırırsanız sargının direnç değeri değişeceğinden pilin kapasitesinden fazla akım çekip yüzünüzü yakma olasılığınız vardır veya sargıyı aşırı düşük dirençli bir sistemle değiştirirseniz muhtemelen c değerini aşarsınız ve pili ısıl karasızlığa sürükleyebilirsiniz.  Sonuç iyi olmaz.

Bazı lityum pillerde koruma devresi vardır. Bu tür piller protected-korumalı olarak belirtilir. Bu pillerin genelde – ucunda bir koruma devresi bulunur. Ancak bu devrenin sizi her şeyden koruyacağını sanıp pervasızca davranmayın. Bu kadar küçük bir alanda her şeyi koruyacak bir devre yerleştirmek genelde zordur. O devre aşırı akım çekilmesini önlüyor olabilir ve bu sizin ısınan pile karşı korumanız olduğu anlamına gelmez. Benzer şekilde artan sıcaklıkla akımı kesen bir devre olabilir ancak onunda her şartta sizi koruması beklenmemelidir. Aşırı akım çekerek zaten ısıl kararsızlığa sürüklediğiniz bir pili devre akımı kesse de patlamaktan alıkoyamayabilirsiniz. Zaten o korumalar genelde sizi değil pili korumak için yapılır.

Lityum pillerde psikolojik bir yüksek sığa beklentisi olduğundan dürüst olmayan firmalar yalan söylerken daha pervasızca davranır. örneğin 18650 pillerde genelde kapasite sınırı en son teknoloji NMR türlerinde bile 3000-3500mAh civarıdır. ICRlerde 2500 bile çok iyi bir rakamdır. Ancak bazı markalarda 4000 5000 hatta 6000 rakamını görürsünüz. 5000 6000 mAh gibi rakamlar tamamen boştur. Genelde bu pillerde gaz çıkış valfi bile olmadığından kolaylıkla sorun çıkarırlar. 3000 4000 gibi rakamlarda da pilin hesaplanan lityum içeriği üzerinden verilen değerlerdir. İçinde 10 gram lityum koydum o zaman 3500 rahat çıkar gibi hesaplanır veya tamamen varsayımsal bir rakam verilir. Lityum pili kullanabileceğiniz voltaj aralığı 4.2-3,1 volt arası olduğundan o 4000 asla kullanılamaz. Kullansanız da o pili son kullanışınız olur. Normal hesaplama bu voltaj aralığında pilin verebileceği elektrik miktarı üzerinden yapılır.

Benzer durum c değerinde de yaşanır. Bazı markalar standart c değerini değil Cmax değerini yazar. Ancak onun cmax olduğunu belirtmez. Siz de o akama güvenip hesabınızı yaparsınız ve sonuç çok acı olabilir.

Bu gibi durumlardan kaçınmak için öncelikle düzgün markaları tercih edin. Alacağınız pilin datasheet denilen bilgi prospektüsünü/bilgi tablosunu okuyun. Bu bilgiye ulaşamadığınız pillerden uzak durun. Bir de pillerin genel yapıları hakkında fikir sahibi olun. Örneğin 3C yazan ICR pilde bu değer büyük ihtimalle Cmaxtır veya yalandır çünkü bu kimyadaki piller en iyi günlerinde 1 c’dir.

Lityum piller hakkında genel bir tartışma yazısı daha sonra yazılacak. Ancak lityum pillerden büyük mucizeler beklemeyin. Onların da zayıf yönleri, kapasite sınırları ve ömürleri var.

Lityum pillerin ömürleri modellerine göre çok değişken olabilir. Bu nedenle lityum pillerin geneli değil türlerini iyi bilmekte fayda var. Tekrar etmek zorundayım: lityum piller amatör kullanıcılar için iyi piller değildir.

Lityum pilleri içlerinde elektron alıcı olarak kullanılan diğer maddeye göre sınıflandırmak genelde ihtiyaca cevap verir. Bir tek lityum polimer pillerde bu durum geçerli değildir. Onları da ayrı bir grup olarak ele almak yeterlidir. Bazı türler piyasada son kullanıcı için bulunmayacağından ya yer verilmedi ya da çok az yer verildi. Bazı türler de piyasadan kalktığı halde ne olur ne olmaz diye kabaca anlatıldı.

Türlerine göre lityum piller:

ICR:

Elektron alıcı olarak lityumun karşısında kobaltın kullanıldığı pillerdir. Kobaltın kimyasal sembolü Co dur ve bunun C si kullanılmış. En ucuz lityum türüdür ancak sakladığı enerji açısından bunun karşılığını pek vermez. Güvenilirliği de yok denecek kadar azdır.  C değeri nadiren 1 den fazladır. Geneli 0,5 civarında seyreder. Yani yüksek akım çeken sistemler için uygun değillerdir. Genelde fenerlerde kullanılırlar. Çok ucuz olmaları ve piyasada işi bilenin az olması nedeniyle en çok bulunan pil türüdür ve son kullanıcıya yönelik satışlarda büyük yer tutar. Led fenerler dışında kullanılması anlamsızdır ancak tehlikesine rağmen elektronik sigaralarda da kullanılırlar.

Çok kolay ısıl kararsızlığa sürüklenirler ve patlamaları yakıcıdır. 2000lerin başında Türkiye’ye ilk giren lityum pil türleri oldular ve bir heves laptop bataryalarının içini değiştirmekte kullanıldılar. Sonuçlar hiç iyi olmadı. Kazara iyi kalite patlamayan piller veya düzgün korumaya sahip şarj devresi olan batarya ünitelerinde de yeterli c değerine ulaşılamadığı için zavallı laptoplar elektrik ihtiyaçlarını karşılayamadı. Sırf bu uygulama yapılmasın diye çoğu marka akım kesilince kendini çalışmaz hale getiren batarya koruma devresi yaptı.

En çok yan sanayi pil bu türde yapılır. Orijinalliğinden emin olmadığınız veya güvenilir olmayan markalardan almamaya çalışın. Zaten güvenilir olmayan piller iyice sorunlu olur. Tavsiyem fener dışında kullanmaya çalışmayın.

Döngü sayıları düşüktür. 300-600 döngüde ömürleri biter. Şarjı tutma süreleri diğer türlere denktir ancak ısıdan daha fazla etkilendikleri için yaz sonlarında boşalmış olabilirler. Yedekleme devresi için iyi tercih değildirler.

Akma yapmaları kolay olduğundan amatör kullanım veya oyuncak için de tavsiye edilecek piller değildir.

IGR:

Lityum karşısında karbon elementinin kullanıldığı pillerdi. Geçmiş zaman çünkü artık piyasada yoklar. Bildiğimiz kurşun kalem uçları karbondur ve karbonun o haline grafit adı verilir. Genelde sanayi uygulamalarında kullanılan karbon şekli de budur. Karbonun  kimyasal sembolü olan c harfi genelde kobalt için kullanıldığından çoğu yerde karbon için grafitin kısaltılmışı olan g harfi kullanılır.

Grafit karbon çok ucuzdur ve hızla alıp verebildiği 4 elektronu olduğundan pillerde de kullanımı yaygındır. Ancak kömürle yakın akraba olan grafit kolay yanar. Grafitle uyumlu lityum çözücüsü de kolay yanan bir çözücü olduğundan bu piller çok sıkıntılıydı. Ticari kullanıma ilk giren türlerdi ancak o kadar güvenilmezlerdi ki ilk çıkanlar oldular. Bildiğim kadarıyla 20 yıldır üretilmiyorlar ancak ola ki çok eski bir elektronik devre içinde görürseniz kurcalamayın. O yıllarda kimyasal isimlendirme kullanılmadığı için üzerinde hiçbir şey yazmayabilir. Böyle eski, hafif ve üzerinde standart dışı bilgi olan pillerden uzak durun.

IMR:

Karasız ve patlayıcı ICR piller yerine daha kararlı ve sorunsuz pil yapmak için manganezin kullanıldığı pillerdir. ICR pillerden çok daha güvenilirdirler ve patlamaları daha zordur (imkansız değil). Elektronik sigara gibi patlaması hiç istenmeyen yerler için geliştirildiler ancak güvenliğin karşılığı kapasite kaybı oldu.

 Manganez kobalta göre daha çevreci bir metal olduğundan yaratılan kirlilik daha azdı. Manganez lityum bileşikleri daha stabil olduğundan yanma, akma, patlama gibi sorunların ortaya çıkması için oda sıcaklığından çok daha yüksek sıcaklıklar gerektiğinden güvenlik çok daha fazlaydı.

Ancak bu güvenliğin karşılığı yaklaşık %20 enerji kaybıyla ödendi. Üstelik döngü sayısında ciddi bir artış olmadığı gibi 50 derecenin üzerinde IMR piller güçlerini yarı yarıya kaybeder. Sıcak bir yaz gününde pil kapasitenizi yarı yarıya kaybetmek demek yazın kampa gittiğinizde veya fotoğraf çekeceğinizde ihtiyacınızın 2- 3 katı sayıda pil taşımanız anlamına gelir ki bu durumda lityum pilin hafif olmasının bir anlamı kalmaz.

Getirdiği güvenlik avantajının yanında getiremediği performans ve fiyat avantajı nedeniyle IMR piller çok dar alanlar hariç kullanılmamakta ve üretimleri durma noktasında. Özellikle aynı fiyata daha avantajlı melez pillerin yapımı bu pilleri kullanımdan kaldırmak üzere. Büyük ihtimalle bu pillere rastlamayacaksınız. C değeri açısından da büyük avantajlar getirmezler. Her ne kadar 10 c ye kadar çıkabilen piller yapılabilse de düşük enerji potansiyelleri nedeniyle pratik önemlerini kaybetmişlerdir.

INR:

Kobalt yerine manganez başarılı olmayınca eski dostumuz nikel kullanılarak pil yapılmaya çalışıldı. Manganezdeki düşük pil kapasitesi sorunu çözüldü ve güvenlik aynen devam etti ancak c değeri 2yi aşan pil yapılamadı. Manganez kadar güvenlik avantajı da sunulamadı.

 Ayrıca sıcakta yaşanan kapasite kaybı azalarak da olsa devam etti. Döngü sayıları 500ü bile bulamadı ve aynı IMR piller gibi ucuzlayan melez piller nedeniyle piyasadan silinmek üzereler. Bildiğim pratik bir kullanımları yok.

NMR:

Nikel yüksek güç, manganez de yüksek güvenlik sağlıyorsa bu ikisini bir arada kullanırsak güçlü ve güvenilir pil yapabilir miyiz? sorusundan yola çıkılarak yapıldığını düşündüğüm pillerdir. Büyük oranda da başarılı bir uygulamadır. Birden fazla maddenin avantajını bir arada kullandığı için melez pil olarak da adlandırılır. Bu melezlik sayesinde güvenilir bir ortamda 3000mAh kapasitesinin üzerine çıkmak mümkün oldu.

 C değeri 1-3 arası kalsa da kapasite büyüdüğü için alınabilen anlık akım miktarı da diğer türlerden fazla. Sıcağa dayanımı çok daha iyi ve güvenilirliği yüksek, ayrıca patlatmak çok daha zor. Hatta aşırı koşullar (tam dolu pili kısa devre etmek, 80 derece sıcaklık gibi) hariç patlama yerine akmayı tercih eder.

Elektronik sigara gibi fazla pil taşımak istemeyen kitlenin yüzünde taşıyacağı sistemlerde güvenlik açısından iyi sonuç verir.

Çevrim ömrü 1000lerle ifade edildiğinden elektrikli bisiklet ve arabalarda tercih edilir. Yüksek kapasite nedeniyle fotoğrafçılık ve kampçılık için uygun bir tercihtir. Sıcağa dayanımı da INR ve IMR atalarından daha iyi olduğu için seyahatte yazın sıkıntı yaratmaz. Şarj güvenliği de diğer türlere göre daha iyidir. Ağırlık olarak ICRlerden fazla olmakla beraber diğer türlere göre avantajlıdırlar.

Yavaş şarj edilmeleri uzun ömürlü olmaları için gereklidir. Neyse ki iç dirençlerinin şarjla değişim fonksiyonu bunu kolaylaştıracak şekildedir ve aşırı gelişmiş olmayan şarj cihazlarında da kullanılabilirler. Yaşlandıkça pil kapasite ve güvenlik kayıpları da daha azdır.

Ancak pahalıdırlar. Her ne kadar fiyat olarak IMR ve INR pilleri piyasadan silecek kadar ucuzlamış olsalar ve içerdikleri güce göre birim enerji başına maliyette uygun olsalar da hala ICRlerden çok daha pahalıdırlar. Bu nedenle bu pilleri kullanmak isteyenler için ilk yatırım maliyeti biraz yüksektir.

Telefon ve tablet gibi yüksek güç isteyen sistemlerde genelde bu piller kullanılırlar. Bu nedenle bu sistemlere ek batarya yapacağınızda kullanabilirsiniz.

Bu pil kimyasını yapan az sayıda firma vardır ve büyük firmalardır. Bu nedenle ne bulacağınızı daha iyi bilebilirsiniz ancak sahte mal her yer gibi burada da karşınıza çıkar ve gerçeği ile ayrım zordur. Bu nedenle güvendiğiniz tedarikçiden alın.

Seri ve paralel bağlı türlerin şarjı ICRlerden daha güvenli olsa da büyük sistemlerde ara bağlantı gerekir bu nedenle bataryanın içini değiştireceğinizde ilk bağlantıya sadık kalın.

NGR, MGR:

NMR piller güvenilir ve yüksek kapasitelidir ancak c değerleri düşük olduğundan özellikle lap top gibi yüksek akımlı ve dalgalı tüketim yapan cihazlarda çok efektif sonuçlar veremezler. Üstelik pahalıdırlar.

Bunun için grafitin yüksek güç, düşük fiyat avantajını kullanabilmek için nikel veya manganez veya her ikisinin de bulunduğu grafit melezi piller yapıldı. Laptopunuzun bataryası öldüğünde içini açanlar büyük ihtimalle bu pillerden birini; büyük ihtimalle daha ucuz ve yüksek kapasiteli olduğu için NGRyi; bulacaktır.

10Cye kadar c değeri olan piller bu kimya ile yapılabilir. üstelik ağırlık açısından bir kayıp olmaz. Kapasite de genelde 2000-2500 mAh arasındadır (çoğunluk 2200 mAh) ve pek çok uygulamada yeterli bir kapasitedir.

ICRlerden daha güvenilirdirler. Ömürleri ICR, IMR ve INR lerden uzun NMRlerden kısadır. 500-1000 döngü arasında ömürleri vardır. sıcağa dayanımları da daha iyidir.

Ancak yaşlandıkça güvenilirlikleri azalır. Daha da kötüsü bozulan bir pilin iç direnci hala devreyi tamamlamaya yeter düzeyde olduğundan çoklu batarya sistemlerinde pillerden biri bozulduğunda diğerleri çalışmaya devam eder ancak hem bozulan pilin veremediği akımı verebilmek hem de onun artan iç direnci daha fazla akım gerektirdiği için henüz sağlam piller daha fazla zorlanır ve ısıl kararsızlığa daha hazır hale gelirler. Maalesef bu sorun şarj sırasında da devam eder.

Bu nedenle bu pillerin kullanıldığı ortamlarda piller tamamen ölmeden sistemi kapatacak önlemler alınır. Bozuk laptop pilinin içindeki pillerden sağlam olanları kullanmayı düşünenler bu hususu göz önünde bulundursunlar. Çok güvenilir piller değildirler ve pil tamamen ölmeden şarj tutma süresi haftalara indiğinde pili kullanımdan kaldırmak iyi bir fikirdir.

Bu piller ömürlerinin sonlarına kadar ciddi bir kapasite kaybı yaşamaz ancak şarj sırasında depolanan enerjiyi tuttukları zaman gittikçe kısalır. Kullandığım ömrü bitmiş laptop bataryaları orjinalde 2200 mAh kapasitelerinin 1500mAhlık kısmını ömürlerinin %90ını doldurduklarında hala tutabiliyorlardı. Ancak ilk başlarda 1 yıl gücünü koruyan piller artık haftalar içinde yarı yarıya boşalıyordu. Ateşle oynamaya devam edecekseniz güvenilir devreler kullanın ve şarjı banyo, tuvalet gibi evinizi yakmayacak ortamlarda yapın.

Bu piller nadiren piyasada satıştadırlar. Bulduğunuzda pilin üretim tarihine mutlaka bakın. Yaşlı veya eski bir pilde kaybedeceğiniz tek şey kapasite olmayacaktır.

LiFePO4:

Fe demirin simgesidir. LiFePO4 lityum demir fosfat anlamına gelir. Demir hem bol elektron sağlayabilen hem de geri dönüşlü yani şarj edilebilir reaksiyon vermesi kolay bir metal olduğu için lityumun demirle bileşikleri uzun zamandır denemekte. Şu ana kadar lityum demir fosfat haricinde bir bileşik piyasaya çıkmadı ancak hala lityum demir türevi piller diye çoğu kaynakta görebilirsiniz.

Bu pillerin IFR gibi bir isimlendirmesi yoktur. Direk LiFePO4 olarak geçer. Çünkü kimyası ve mekanizması diğer pillerden farklıdır. Lityum serbest halden demir bileşiği haline gelmez. Daima demirle bileşik haldedir. Bu nedenle IFR gibi bir isimlendirme teknik olarak da yanlış olur. Kullanım alanları da farklı olduğundan bu piller LiFePO4 pildir. (artık life pil diye bahsedilecek).

Life piller çok güvenilirdir. Hemen hiç patlamazlar. Sıcağa dayanımları da soğuğa dayanımları da çok iyidir. Öğrenebildiğim kadarıyla -20 +60 derece arasında ciddi bir kapasite kaybı olmaksızın çalışabilirler.

Ömürleri uzundur ve iyi kalite bir life pil 3000-5000 döngü arası dayanır. Yaşlandıkça güvenilirliği azalmaz ve kapasite kaybı son anlara kadar pek olmaz. Zaman olarak da diğer türlerin hepsinden daha uzun dayanırlar. Bazı kaynaklarda 10 yıla kadar dayandıkları yazıyor.

-20 +60 derece gibi geniş bir aralıkta ciddi bir kapasite kaybı olmaksızın çalışabilirler.

Çok yüksek miktarda enerji depolayabilirler. Saklama süreleri de uzundur. Diğer piller 1 yıldan sonra kayıp yaşarken life piller 2 yıl kadar depoladıkları enerjiyi saklayabiliyor.

NMR pillere göre eşdeğer kapasite ve kalitede daha ucuzdurlar. Ömürleri de hesaba katıldığında bir hayli avantajlıdırlar.

Aşırı şarj ve aşırı deşarja dayanım açısından diğer lityum pillere benzerler.

Ancak life piller ağırdır. Bu nedenle ağırlık avantajları diğer lityum türevleriyle değil kurşun bataryalarla karşılaştırılır. Kurşun akülerin yarı ağırlığında birkaç kat fazla enerji depolayabilmeleri ile öne çıkarlar.

Ayrıca voltajları diğer lityum pillerden farklıdır. Genel voltajları diğer lityum pillerin 3,6 voltluk değerleri yerine 3,3; şarj ve maksimum voltajı da yine 4,2 volt yerine 3,6 volttur. Bu nedenle diğer lityum pillere göre yapılan sistemlerde ya kullanılamazlar ya da verim alınamaz. Aynı şekilde diğer lityum piller için yapılmış şarj aletleri yerine life pilleri tanıyan akıllı sistemler veya özel life pil şarj cihazları kullanılmalıdır.  

Ağırlık ve voltaj nedeniyle ya kendilerine özel alanlarda, kesintisiz güç kaynağı sistemlerinde, seyyar güç sistemlerinde veya hareket sistemlerinde kurşun akülere alternatif olarak kendilerine yer bulurlar. Bir anlamda kurşun akülerin rakibidir. Diğer lityum pillerin değil. Bu yüzden 14500, 18650 gibi boyutlarda çok seyrek bulunurlar.

25c değerine kadar çıkabilirler. C değerini belirleyen diğer katkılardan ziyade kullanım üretim anındaki planlanan iç dirençtir. Farklı c değeri olan life pillerin içi büyük oranda aynı olduğundan aynı şarj aletiyle şarj edilebilirler.

Lityum alüminyum pilleri ve melezleri:

Alüminyum çok sayıda elektron transferi yapabilen bir bileşik olduğundan pillerde tercih edilmesi beklenir ancak o elektronları vermesi biraz karışık bir mekanizma ile ve yavaş olduğundan; daha da kötüsü elektron miktarı arttıkça daha da yavaşladığından pek tercih edilmez. Ancak yüksek kapasiteli, düşük deşarj hızı istenen ve düşük akımın yeterli olduğu sistemlerde alüminyum katkılı piller fayda sağlar.

Şarj edilebilir kalp pilleri, şarj edilebilir ilaç salım cihazları, bazı seyyar diyaliz makinaları ve ölçüm cihazları gibi uzun süre kullanımı düşünülen düşük akımla çalışabilecek cihazlarda lityum alüminyum pilleri veya lityum alüminyum nikel melez pilleri kullanılır.

Bu piller piyasada özel servisler hariç bulunmaz. Zaten tıbbi kullanımlar hariç pek bir kullanım alanları da yoktur avantajları da. Büyük ihtimalle hiç karşılaşmayacağınız pillerdir.

C değerleri 1in altındadır ancak kapasiteleri NMRler düzeyinde veya daha fazladır.  Polimer piller hariç en düşük ağırlığa ve inceliğe sahiptirler.

Sıcağa dayanımları life piller kadar olmasa da çok iyidir. Sonuçta yaşayan birinin zaten -20 dereceye düşmesi beklenmez. Benzer şekilde kalp pili taşıyan birinin +60 derecede bulunması beklenmez.

Alüminyum iyonik halde vücuda alınırsa Alzheimer hastalığı yapar ancak alüminyumun iyon haline geçmesi zordur. Uzun zaman paslanmaya dayanıklı olduğu için matara evye gibi ıslak malzeme yapımında kullanıldılar. Biraz da iyi bir izolasyon yapılırsa vücuda hiç zararı olmayan ve çok ucuz bir pil imkanı sunar.

Tıbbi bir cihazın pilini değiştirmeyi amaçlıyorsanız pili iyi tespit edin çünkü lityum alüminyum pil yerine başka bir lityum türü kullanırsanız büyük ihtimalle kısa zamanda sistemi yakarsınız. Daha da kötüsü hastaya zarar verebilirsiniz.

Bu pillerin çevreye zararları azdır ve geri dönüşümleri kolaydır ancak düşük c nedeniyle tıbbi amaçlar hariç kendilerine pratik bir yer bulamazlar. Ayrıca şarjları da özel şarj cihazı gerektirir.

Tıbbi uygulamalar haricinde sık ve uzun süreli elektriksiz kalan bazı veri sistemlerinde de kullanılırlar.

LiS (lityum sülfür/kükürt) piller:

Lityum pillerin şimdiki ana kullanım yeri elektronik cihazlar. Hafiflikleri ve kapasiteleriyle bu konuda daha uzun süre kalacaklarını düşünmek makul. Ancak lityum pillerin asıl yer edinmek istediği Pazar ulaştırma. Geleceğin teknolojisi olarak görülen elektrikli arabalar için geleceğin teknolojisi olarak kendilerini lanse ediyorlar. Kişisel olarak böyle düşünmesem de üreticiler düşünmüş ve geliştirme şu an daha çok bu alanda. Telefon üreticileri neden daha yüksek kapasiteli pil yapmıyor sorusunun cevaplarından biri bu.

Şu an NMR ve life piller elektrikli arabalarda ana kaynak olarak kullanılıyor. Ancak her iki pilde de mesafe sorunu var. Şu anki en iyi teknoloji olsalar da bir arabaya yerleştirilebilecek pil boyutu içerisinde menzilleri çok kısa.

Metal ametal arasındaki elektron çekimi metal metal arasındakinden birkaç kat fazla olduğundan lityum-oksitleyici ametal ikilisi kullanılmaya çalışılmış. Bu özelliğe sahip maddelerin hemen hepsi gaz halinde olduğundan pilin içine sıkıştırılmaları çok zor ve verimsizdir. Bu nedenle katı hali de doğada bulunabilen sülfür/kükürt kullanılmış.

Allotropi adı verilen bir olay vardır. Bir madde aynı madde olmasına ve özellikleri aynı olmasına rağmen farklı şekillerde bulunabilir. Maddeye ait kimyasal özellikler tamamen aynıdır ve ortada farklı kimyasal maddeler yoktur. Ancak fiziksel görünüm ve özellikler farklı olabilir.

Bu gereksiz bilgi konu elektron almaya çok yatkın 6A ve /a grubu elementlerden pil yapmak olduğunda işe yarar. Bu maddelerin kullanılabilecek kadar ucuz, bulunabilir ve tehlikesiz olanları gazdır. Sadece kükürtün katı allotropları vardır. pilin içine koyabileceğiniz toz veya granül şeklinde kükürtü çok ucuza bulup pilde kullanabilirsiniz.

LiS piller bu mantıkla yapıldı ve enerji açısından büyük başarı sağladı. LiS pilin içindeki enerji miktarı eşdeğer ağırlıktaki benzininkine eşittir. Hala yük taşımacılığı için uygun değilse de bireysel kara taşımacılığında büyük avantaj sağlar.

Ancak LiS pil kullanılıp da şarj edildiğinde her zaman başlangıç saf ve toz kükürt aşamasına dönülmez. Arada gaz kükürt ve içlerinde sülfirik asitin kendi ve benzerlerinin hammaddesi olan kükürt oksitler de açığa çıkar.

Bu nedenle LiS pillerin şarjı patlama yanma haricinde başka bir sorunla karşımıza çıkar: Zehirli gaz salımı. LiS pili açık havada veya çok güçlü havalandırma tertibatı olan yerlerde şarj edebilirsiniz. Standart elektrik şebekesi ile şarjı zaten zor olduğu için fazladan evinize elektrik yatırımı gerektiren bu araçlardan edindiğinizde bir de yüksek maliyetli havalandırma tertibatı kurdurmak  olayın cazibesini fazlasıyla bitirir. Açık havada şarj bile iyi bir seçenek değildir çünkü açığa çıkan gazlar havadan ağır olduğu için arabanın içinde veya çok yakın çevresinde birikeceğinden yeni şarjdan çektiğiniz arabanıza binip işinize gidene kadar zehirlenmeniz mümkün. Zehirlenmeseniz bile uzun vadeli gaz maruziyeti iyi sonuçlar doğurmaz.

Siz bütün bu tedbirleri alsanız da kükürt ve oksitlerinden oluşan gazlar ciddi hava kirleticilerdir ve açığa çıkan kirlilik petrol türevi akaryakıtlardan fazladır. Bu açıdan bu pil başarılı bir kullanıma sahip olamadı. Bildiğim kadarıyla bu pilden piyasada standart boyutlarda üretilmiş modelleri bulunmuyor. Paranızla 18650 LiS alabileceğiniz zannetmem. Ama alırsanız bilginiz olsun. Patlama sorunu küçük sorununuz. Ayrıca LiS pile sahip elektrikli arabayla çevrecilik yapanlara da ağızlarının payını verirsiniz. Ancak LiS piller hala arabalarda kullanılmakta ve bu enerji seviyesinin sağlanabileceğini göstermesi açısından önemli bir basamak oldu.

Lityum hava pilleri: (Liair/lihava)

LiS pillerden sonra kükürtten daha kolay bulunan ve ucuz bir malzeme arayışında periyodik tabloda kükürtün hemen üzerinde bulunan, daha iyi elektron alışverişi kapasitesine sahip ve bedava bir kaynak fark edildi. Daha önce de örneği olduğu için mantıklı bir tercih gibi görünmekteydi. Oksijen.

Oksijen soluduğumuz havada %20 oranında bulunduğu için görece bol bulunuyordu. Havadaki oranı da pil için biraz azdı ama yeterliydi. Şarj edilemeyen pillerde çinko hava pilleri kısmında gördüğümüz gibi daha önce denemiş bir teknolojiydi. Mükemmel değilse de başarı öyküsü vardı.

Pilin içine oksitleyici koymadan sadece lityumun kendi veya uygun bileşiği ile havanın teması yeteceğinden aynı alana daha fazla lityum sığdırılabilirdi. Lityum çinkodan daha aktif bir element olduğu için daha yüksek c değerine de ulaşmak mümkündü.

Nitekim öyle de oldu. LiS piller kadar güçlü hatta bazı durumlarda daha güçlü pil yapılabildi. Çevrim ömrü çok uzundu çünkü pilin ömrünü bitiren yan maddeleri oluşturacak bir kimya yoktu. 5000 döngü görmek sıradan bir olaydı. Bazı kaynaklarda 20 000 döngüden bahsedilmekte.

LiS veya akaryakıtlı taşıtlar gibi havaya kirletici gaz salımı sorunu da yoktu. Görünürde havadan oksijen çekileceği için uzun vadede zarar verebilirdi ancak şarj esnasında o oksijeni geri vereceğinden anlamlı bir sorun yoktu.

Ancak şarj yine sorun oldu. Şarj sırasında havaya kirletici kükürt salınmıyordu ancak büyük miktarda saf oksijen salınımı söz konusuydu. Saf oksijen kükürt gibi zehirli veya kirletici değildir. Hatta yanıcı bile değildir. Oksijen asla patlamaz. Ancak yanma ve paylama için gerektiğinden yakıcı ve patlatıcıdır.

İyi havalandırılmamış ortamlarda şarj yapıldığında açığa çıkan saf oksijenin etkisiyle normalde yaşanmaması gereken patlama ve yanmalar yaşanabilir. Sadece lityum kaynaklı da değil. Arabanızdan akmış yağ havadaki oksijen miktarı %21 yerine %25 olduğunda yaz aylarında öğlen sıcağında kendiliğinden alev alabilir. Ortamda bulunabilecek ahşap, kumaş, kağıt gibi diğer yanıcılar için de durum farklı değildir. Elektrik düğmesine bastığınızda açığa çıkan küçücük kıvılcımla bile perdeleriniz veya üzerinizdeki elbiseler alev alabilir. Bunlar uç örneklerdir ancak mümkündür.

Açık alanda şarj burada da çözüm değildir çünkü arabanın içinde birikecek oksijen hala sorundur. Üstelik oksijene bağımlı yaşayan pek çok hastada uzun vadede oksijen fazlasına bağlı pek çok fizyolojik sorun yaşandığı görülmüş. Temiz hava bol güneş tekerlemesi burada geçerli değil.

Bildiğim kadarıyla henüz bu pillerden de piyasada bulmak pek olası değil.

Lityum titanyum piller (lito)

Life pillerin başarısını kıskanan rakip firma yapmış desem ne kadar doğru olur bilemem ancak bildiğim kadarıyla amaç gerçekten life bataryanın daha uzun ömürlü ve daha hafifini yapmaktı. Başarılı da olunmuş. Bazı kaynaklarda 50 000 döngü ömürden bahsedilmekte.

Ancak titanyum lityum gibi tabiatta bolca bulunan ancak elde edilmesi ucuz olmayan bir maden. Hafif ve sert olması, insan vücuduyla geçimi büyük avantaj ancak fiyat açısından life lerden çok daha pahalı. Hatta bildiğim kadarıyla mevcut tüm bataryalardan pahalı. Bu nedenle araba veya telefon yerine uzay teknolojisinde kullanılıyor. Hakkında çok fazla bilgi yok ancak anlaşıldığı kadarıyla ekstrem koşullarda sorunsuz çalışıyor ancak voltaj değeri ve şarj rejimi lifeler gibi diğer pillerle uyumsuz.

Lityum polimer piller (lipo):

Polimer daha küçük ve basit yapılı maddelerin çok sayıda bir araya gelerek uzun zincirli ve çok büyük moleküllü yeni maddeler oluşturmasıdır. Örneklendirirsek tek tek bir sürü insan ele ele tutuşarak uzun bir zincir oluşturursa bir anlamda polimer oluşturmuştur.

Tek tek kişilerin özelliği bu büyük yapıda ortaya çıkmaz ancak bu zincirin genel karakteri bu tek tek kişilerin karakterlerinin toplamı veya birleşimi gibidir. Bu cümledeki maksat polimerlerin karakterlerinin ilk başlangıç maddelerin özelliklerinden farklı olduğunu ancak polimerin karakterinin farklı olduğu ilk başlangıç maddeleri ile orantılı olduğunu anlatmaktır.

Karbon atomunun elektron kapasitesinin çokluğundan daha önce bahsetmiştik. Grafit formu olarak doğada kolay ve bolca bulunduğu için ucuz bir kaynak olduğunu da. Ancak bir o kadar da lityumla birlikteliğinin güvenilmez olduğunu da.

Karbonun bu elektriksel özelliği onun çok fazla sayı ve çeşitte bileşik yapmasına olanak verir. Bugün periyodik tabloda karbonu ayırsak kalan 100den fazla bileşiğin yapabileceği toplam yeni madde miktarı 100-200 bin arasıdır. Ancak karbon tek başına 4-6 milyon arası bileşik yapabilir ve ihtimaller o çok daha fazla olduğundan her gün 100 kadar yeni karbon bileşiği bulunuyor.

Bu zenginlikte karbonu oksijen, azot gibi elektronu bol ve alışverişe yatkın atom ile küçük bağlar yapmaya zorlayıp daha sonra o küçük maddelerden de polimerler yapılırsa elektron alışverişinde hızlı ve büyük kapasitelere sahip maddeler yapılabilir. Zaten yapılmış da.

Bu polimerleri lityumun karşısına koyarak veya bizzat lityumu bu polimerin bir parçası haline getirerek lityum polimer/lipo piller yapılır.

Lipo piller çok az veya hiç anorganik madde ve ağır metal içermediğinden hemen hiç zehirli değildir. Elektrik üretimi polimerin üzerinde gerçekleştiğinden reaksiyonun olacağı ayrı bir sulu çözelti alanı gerekmez. Bu nedenle lipo pillerde su hemen hiç bulunmaz. Bu nedenle şarj ve deşarj süresince suya bağlı genleşme olmaz. Bu nedenle çelik hazneler konmaları gerekmez. Bu sayede pilin dış katmanının ağırlığı da ortadan kalktığı için daha da hafiftirler.

Sert dış kaplama ihtiyacı olmadığı için alüminyum folyo gibi basit ve hafif dış kaplama yeterli olur. Bu sayede çok ince ve istenen şekil ve boyutta üretimleri mümkündür.

Çok yüksek c değerli lipo piller yapılabilir. 50-60 c gibi değerler piyasada mevcuttur. Dar bir alana daha fazla lityum sığdığı için ve bol elektron içeren polimere sahip olduğu için çok ciddi kapasiteler söz konusudur. Ortalama bir sigara paketi büyüklüğüne 50 c, 100 Cmax değerinde 6000mAh kapasiteli pil sığabilir. Bu pilin vereceği anlık akım yaklaşık 600 amperdir ve rahatlıkla bir ticari aracı çalıştırabilir. Zaten internette lipo pil ile arabasını çalıştıran çok sayıda akıllının videosu bulunabilir.

Şekil avantajları nedeniyle lipo piller elektronikte yaygın kullanım alanına sahiptir. Ancak bazı tabletlerde bulunmalarına rağmen telefonlarda neden seyrek kullanıldıkları hakkında bir bilgim yok. Anlayabildiğim kadarıyla güvenli olmadıkları için.

Lipo piller de patlayabilir. Dış kabukları zayıf olduğu için güçlü bir blast etkisi beklemiyorum ancak yanıcılığının çok daha güçlü olduğuna eminim. İşin kötü yanı sıcağa dayanımları fazladır, sıcaklıkla yaşadıkları ömür kaybı daha azdır ancak 50 derece gibi sıcaklıklarda alev alabilirler.

Pahalı olmaları yüzünden ve diğer lityum piller gibi güvenilir olmamaları nedeniyle bildiğim kadarıyla ulaştırma teknolojisinde yerleri yok ancak yüksek c ve cmax değerleri nedeniyle profesyonel modelcilikte ciddi bir pazarları var. Uzaktan kumandalı araba yarışlarında, helikopter ve uçak yapımında birinci tercihler. İnsansız hava araçlarında kullanılıp kullanılmadıklarını bilmiyorum ama şarj kolaylığı ve yer sıkıntısının daha az olduğunu düşünürsek NMR pillerin kullanılması daha büyük ihtimal ancak düşük sıcaklıkta seyir ve şekil kolaylığı açısından düşünüldüğünde de lipo piller avantajlı gibi. Bildiğiniz iha üreticisi varsa sorun benim yok.

Lipo pillerin çevrim ömürleri nispeten kısadır. Kalite ve kullanıma göre 500-1000 çevrim arası dayanırlar. Seri bağlı halde şarj edilmeleri daha kolay olduğundan yüksek voltaj bataryalarının çıkış kablosu üzerinden şarjı daha kolay ve güvenilirdir. Oyuncaklardaki kullanımlarının bir diğer nedeni de budur. Amatör kombinasyonlara da yatkındırlar.

Bu arada amatör kullanımı yaygın olduğu için belirtmekte yarar var. farklı c değerli pilleri seri veya paralel bağladığınızda küçük olan c değeri geçerlidir ve onu aşmayın. Yani 10 c ve 50 c iki pili bağladığınızda c değeriniz iki değerin toplamı olan 60 veya ortalamaları olan 30 olmaz. Sadece 10 dur.

Kullanım sırasında bu c değerini aşarsanız büyük c değerli olan pil küçük c değerli pili şarj etmeye çalışacaktır. Ancak küçük c değerli pilden de dışarı bir akım çıkışı olduğundan büyük c li pil önce bunu yenecek sonra şarj etmeyi deneyecektir. Bu nedenle küçük c li pil aşırı ısınıp patlama sorunu büyük ihtimalle yaşamaz ancak büyük c değerli pil kısa zamanda tükenir ve akımın çoğu boşa gider.

Örneklendirirsek 10 c ve 50 c 2000 mAh iki pil var. paralel bağladık ve motorumuzu çalıştırdık. Anlık demeraj eğer 10*2000=20 amper değerinden azsa veya sadece demeraj bu değeri aşıyor normal kullanım aşmıyorsa sorun yok. Ancak normal kullanımda 25-30 amperlik akım ihtiyacı varsa 10 clik pil 20 amper akımı vermeye çalışırken 50 c pil kolaylıkla 100 ampere çıkabileceğinden akımda bir asimetri oluşur ve 50 c pil devreye 30 amper diğer pile de 20-25 amper akım uygular. Pilleriniz eski değilse patlama beklemiyorum. (sadece beklemiyorum dedim. Denemedim. Siz de denemeyin) ancak 50 c pil normalden 2-3 kat hızlı biter. O pil hızla bittiği için bir süre sonra 10 c pil demin anlatılanları yapmaya çalışacağı için o da zamanından önce biter ve her iki pil de hızla eskiyip çöpe gider.

Lipo piller genelde şarj rejimi açısından diğer lityum pillerle uyumludur ancak iç direnç değişimi diğer pillerden farklı olduğundan bazen akıllı cihazlar da hata yapabiliyor. Ayrıca lipo piller genelde paralel veya seri bağlı olduğundan genelde lityum şarj aletlerine uyumlu olmayabilir. Bu nedenle kullanım amacınıza uygun bir şarj cihazı alırsanız iyi olur.

Nanoteknolojik siliko lityum piller:

Lipo pillerin başarıları biraz da elektrik sağlayıcıların homojen dağılımından ileri gelir. Diğer pil türlerinde elektrik sağlayıcıların parçacık büyüklüğü farklı farklı olduğundan dağılımları da dengesizdir. Bu nedenle ciddi kapasite kaybı yaşanır.

Silikon periyodik tabloda karbonun hemen altında bulunur. Elektrik yoğunluğu karbona çok benzer. Ayrıca karbonla bileşikleri nano teknolojik boyutta küçük malzeme yapımı için uygundur. Bu nedenle anot ve katodu santimetrenin milyonda biri çapında nano teknolojik maddelerle kaplayarak lipolardakine benzer homojen bir iç yapı oluşturulmak istenmiş. Yapılıp yapılamadığını bilmiyorum. Piyasada yoklar. Anlayabildiğim kadarıyla henüz deney aşamasındalar. Mantık doğru ve güzel ancak pratik kullanımda ne derece işe yararlar bilmek mümkün değil. Geliştirilme amaçları ulaşım. Cep telefonunuza ne kadar fayda sağlar bilemem.

Son söz:

Lityum piller mucize değildir. Çoğu yerde geleceğin teknolojisi olarak adlandırılırlar ancak ben buna da katılmıyorum.

 Lityum sorunlu bir pildir ve alınan güvenlik önlemleri ciddi kapasite kayıplarına yol açar. Eğer cebinizdeki telefon güvenlik devreleri olmasaydı %20 daha fazla dayanırdı. 1920lerde bulunmalarına rağmen elektronik sanayi yeterince gelişene ve piyasa ihtiyaç duyana kadar 50 yıl bekleyip 1970lerde yeniden çalışılması boşuna değildir. Ticari değeri olan kullanılabilir lityum pillerin yapımının 1990larda başarılması ve yaygın kullanımın 2010lara kalması da boşuna değildir. Konu lityum olunca ya kapasiteden ya da güvenlikten feragat edilecektir. 1970lerde sony birkaç milyon dolar daha harcamayı göze alıp alüminyum piller üzerine yoğunlaşsaydı bugünkü enerji piyasası çok daha farklı olurdu.

Ulaştırma konusunda lityum yine iyi bir tercih değildir. Lityum kısıtlı bir kaynaktır. Sorunlu bir maddedir. Lityum pil pahalı olduğu için elektrikli arabalarda ya fiyat yüksek olur ya da depozito kirası sorunu vardır.

Ayrıca lityum pili sadece elektrik ile şarj edebilirsiniz. Bu sizin kullanımınıza uygun elektrik şebekesi ile sınırlı olmak demektir ki bu da karayolu taşımacılığının baş avantajından vazgeçmektir. Özgür değil noktalar arası taşımacılık yapılabilir anlamına gelir.

Diğer yandan şarj zaman alıcı bir süreçtir. Her 300-400 kilometrede bir birkaç saat şarj beklemek ne kadar anlamlıdır. Bu nedenle elektrikli araçların daha başka bir elektrik kaynağına ihtiyacı vardır.


uyarı:

Burada yazılanlar kişisel denemeler sonucu öğrenilen bilgilerdir ve bilgi paylaşımı amacıyla yazılırlar. Uygulama sırasında kendinize, çevrenize ve eşyalarınıza vereceğiniz zararlardan sorumluluk almam.

Devrim Tuncer