Sarj edilebilir piller

Uzun yıllar NİCd bataryalar ufak elektronik sistemlerin standart besleme
kaynaklarını oluşturmuştur. Biraz daha büyük sistemler (Laptop
bilgisayarlar, güçlü radyolar gibi) Lead-Acid bataryalar kullanıyorlardı.
Sonunda, daha küçük olsun,daha hafif olsun, daha uzun dayansın,çevreci
de olsun talepleri yeni batarya teknolojilerinin geliştirilmesine sebep oldu.

Bu gelişmelerin sonunda da: nickel-metal hydride (NiMH), şarj edilebilir
(Alkalin) ve lithium-ion (Li+) piller ortaya çıktı.
Ancak,bu yeni geliştirilen piller daha karmaşık şarj ve koruma devrelerini
de beraberlerine getirdiler.

NICD ve NIMH Piller

NICD piller bazı durumlarda yeni pil teknolojilerine tercih edilmektedir.
NIMH pillere göre daha küçük kapasiteye sahip olmalarına rağmen,
düşük empedansları nedeniyle kısa süreli yüksek akım istenen yerlerde
(portatif el aletleri) tercih sebebidirler. Galiba uzun bir süre bu böyle
gidecek (çevirenin notu!) NIMH pillerin kapasiteleri ( C ) NICD’lara göre
çok daha yüksektir. Ancak, daha hızlı bir ( kendi başlarına boşalma )
süresine sahiptirler. Yani, şarj olmuş bir NIMH pil,şarj olmuş bir NICD
pile göre neredeyse iki misli daha kısa bir sürede durduğu yerde
deşarj olur.




Bu bakımdan, şarj ettiğimiz pil kullanılmadan uzun süre şarjını korusun
diyorsak NIMH piller buna cevap veremezler. NIMH piller NICD pillere
göre hızlı şarj ( quick charge ) yönünden de farklıdır. Her iki tip de
kapasitelerine eşit veya daha yüksek bir akımla şarj edilirler. Quick
charge tekniği, bir pilin bir saat veya bir saatten daha kısa bir sürede
şarj edilmesini sağlar. Şayet bir pili bir saat süreyle kapasitesi ( C )
kadar bir akımla şarj edersek bu sürenin sonunda pil,tam kapasitesine
ulaşamaz. Tam kapasitesine ulaşabilmesi için pili ya ( C )'nin üzerinde
bir akımla bir saat şarj etmeli, ya da ( C ) kadar bir akımla bir saatten
daha fazla bir süre şarj etmeli. Tabii bütün bu süreler ve akımlar pilden
pile değişecektir.




Bir NICD pil şarj edildiğinde, önce terminal voltajı en yüksek noktaya
çıkar sonra normal değerine düşer. İşte bu düştüğü nokta onun tam
kapasitesine ulaştığı yerdir. Şayet pili hızlı şarj ediyorsak şarjı pil
voltajının düştüğü yerede kesmemiz gerekir. Aksi halde şarj akımı
aşırı bir enerji doğuracak bu da pilin içindeki elektrolitiğin ( sıvının )
hidrojen ve oksijen çıkarmasına ve giderek pilin iç basıncının ve
ısısının artmasına, şarj hala devam ediyorsa terminal voltajının
düşmesine ve sonunda pilin patlamasına sebep olacaktır.
Kaliteli bir şarjör, şarj sırasında pilin ısısını ve voltajını devamlı olarak
kontrol eder. Bu, pilin hasara uğramaması için gereklidir.

NICD ve NIMH piller için en emin şarj tekniği ( Trickle-charge )
tekniğidir. Bu teknikle şarj süresince pile uygulanacak ufak bir
akım, pil üzerinde ihmal edilebilir bir ısı doğuracağından pil çok
sağlıklı bir şekilde şarj olacaktır. Bu teknikte ne şarjı kesmek ne
de pilin voltajının ne durumda olduğunu kontrol etmek gerekir.
Maksimum trickle-charge akımı her pile göre değişik olmasına
rağmen C/15 lik bir akım sağlıklı bir şarj için yeterlidir.

LITHIUM – ION piller

Son yıllarda pil teknolojisindeki en büyük buluş Lithium – ion piller
olmuştur. Diğer şarj edilebilen pillere göre bu pillerin kapasiteleri
çok daha yüksektir.

Kapasite avantajının yanında ağırlıkları da çok daha azdır. Ağırlık
sorunu özellikle portatif cihazlarda önem kazanmaktadır. Li+ pillerin
ağırlıklarına göre kapasiteleri diğer pillerin neredeyse iki katıdır.
Li+ pillerin bu avantajının yanısıra birtakım sınırlamaları da vardır.
Bu piller hem yüksek ve hem de düşük şarja karşı çok hassastırlar.
Maksimum enerjilerine ulaşabilmeleri için maksimum voltaj gereklidir.
Ancak,aşırı voltajla şarj bu pillerin hasara uğramasına sebep olur.
Li+ pilleri gerek şarj, gerekse deşarj ederken voltaj ve akım
sınırlamasına dikkat etmek gerekir.




Li+ batarya paketlerinin içinde düşük veya yüksek voltaj durumlarında
devreyi kesen sistemler ve aşırı akıma karşı sigorta düzenekleri
bulunmaktadır. NICD ve NIMH bir akım kaynağı ile şarj edilebilirken,
Li+ pillerin şarjörleri hem akım, hem voltaj kaynağı olmak durumundadır.
Bir Li+ pili hasarsız olarak şarj etmek istersek şarjörün çıkış voltajının
%1 den fazla oynamaması gerekir. Görüldüğü gibi Li+ , çok ileri
teknoloji ürünü, hafif, kapasiteleri yüksek, bir pil 3,6 v. veriyor,
yani bir Li+ = 3 NICD veya NIMH pile eşit, 500 defadan daha fazla şarj
edilebiliyor, şarj olduktan sonra kendi kendine deşarjı, bir ayda
kapasitesinin %10’undan daha az, NICD ve NIMH piller
gibi ( memory effect) yok, kullanma sırasında şarj edilebiliyor,
deşarj sırasında linear bir yol takip ettiğinden o andaki kapasitesinin
ne olduğu ölçülebirir. Yani diğer pillerde olduğu gibi bir anda
güç kaybı olmuyor.

Bütün bu avantajlarının yanısıra bu pillerin kullanılmaları, daha doğrusu
amatörce kullanılmaları bir hayli zor. Şarj ederken dikkatli olacaksın,
deşarj ederken gene öyle. Kıytırık bir şarj cihazı ile şarj edemezsin……