Günümüzde lityum piller, dizüstü bilgisayarlar, dijital kameralar ve dijital video kameralar gibi çeşitli dijital cihazlarda giderek daha yaygın olarak kullanılmaktadır. Ayrıca otomobillerde, mobil baz istasyonlarında ve enerji depolama santrallerinde de geniş bir kullanım alanına sahiptirler. Bu durumda, pillerin kullanımı artık cep telefonlarında olduğu gibi tek başına değil, daha çok seri veya paralel pil paketleri şeklinde karşımıza çıkmaktadır.
Pil paketinin kapasitesi ve ömrü sadece her bir pille ilgili değil, aynı zamanda piller arasındaki tutarlılıkla da ilgilidir. Düşük tutarlılık, pil paketinin performansını büyük ölçüde düşürecektir. Kendi kendine deşarjın tutarlılığı, etkileyen faktörlerin önemli bir parçasıdır. Kendi kendine deşarjı tutarsız olan bir pil, belirli bir süre depolandıktan sonra SOC'sinde büyük bir fark gösterecek ve bu da kapasitesini ve güvenliğini büyük ölçüde etkileyecektir.
Kendiliğinden boşalma neden olur?
Pil açıkken yukarıdaki reaksiyon gerçekleşmez, ancak güç yine de azalır; bu durum esas olarak pilin kendi kendine deşarj olmasından kaynaklanır. Kendi kendine deşarjın başlıca nedenleri şunlardır:
a. Elektrolitin yerel elektron iletimi veya diğer iç kısa devrelerden kaynaklanan iç elektron kaçağı.
b. Akü contalarının veya keçelerinin yetersiz yalıtımından veya dış iletken kılıfları (dış iletkenler, nem) arasındaki yetersiz dirençten kaynaklanan dış elektriksel kaçak.
c. Elektrot/elektrolit reaksiyonları, örneğin elektrolitteki safsızlıklar nedeniyle anotun korozyona uğraması veya katotun indirgenmesi.
d. Elektrot aktif malzemesinin kısmi ayrışması.
e. Ayrışma ürünleri (çözünmeyen maddeler ve adsorbe edilmiş gazlar) nedeniyle elektrotların pasifleşmesi.
f. Elektrot mekanik olarak aşınmış veya elektrot ile akım toplayıcı arasındaki direnç artmış.
Kendiliğinden boşalmanın etkisi
Kendiliğinden deşarj, depolama sırasında kapasite düşüşüne yol açar.Aşırı deşarjın yol açtığı tipik sorunlardan bazıları şunlardır:
1. Araç çok uzun süredir park halinde ve çalıştırılamıyor;
2. Pil depoya konulmadan önce voltaj ve diğer değerler normaldir, ancak sevkiyat sırasında voltajın düşük veya sıfır olduğu tespit edilmiştir;
3. Yaz aylarında, araç GPS'i araca takılırsa, bir süre sonra pilin şişmesi de dahil olmak üzere güç veya kullanım süresi belirgin şekilde yetersiz kalacaktır.
Kendiliğinden deşarj, piller arasındaki SOC (şarj durumu) farklarının artmasına ve pil paketinin kapasitesinin azalmasına yol açar.
Pillerin düzensiz kendi kendine deşarj olması nedeniyle, pil paketindeki pillerin şarj durumu (SOC) depolama sonrasında farklılık gösterecek ve pil performansı düşecektir. Müşteriler, bir süre depolanmış pil paketini aldıktan sonra genellikle performans düşüşü sorunuyla karşılaşırlar. SOC farkı yaklaşık %20'ye ulaştığında bu sorun daha da belirginleşir.Birleşik bataryanın kapasitesi yalnızca %60~%70 civarındadır.
Kendiliğinden deşarjdan kaynaklanan büyük SOC farklılıkları sorununu nasıl çözebiliriz?
Basitçe anlatmak gerekirse, tek yapmamız gereken pil gücünü dengelemek ve yüksek voltajlı hücrenin enerjisini düşük voltajlı hücreye aktarmaktır. Şu anda iki yöntem mevcuttur: pasif dengeleme ve aktif dengeleme.
Pasif dengeleme, her bir pil hücresine paralel olarak bir dengeleme direnci bağlamaktır. Bir hücre önceden aşırı gerilime ulaştığında, pil hala şarj edilebilir ve diğer düşük voltajlı pilleri şarj edebilir. Bu dengeleme yönteminin verimliliği yüksek değildir ve kaybedilen enerji ısı şeklinde kaybolur. Dengeleme, şarj modunda yapılmalıdır ve dengeleme akımı genellikle 30mA ile 100mA arasındadır.
Aktif ekolayzırGenellikle, aşırı voltajlı hücrelerin enerjisini düşük voltajlı hücrelere aktararak pili dengeler. Bu dengeleme yöntemi yüksek verimliliğe sahiptir ve hem şarj hem de deşarj durumlarında dengeleme sağlayabilir. Dengeleme akımı, pasif dengeleme akımından onlarca kat daha büyüktür, genellikle 1A-10A arasındadır.
Yayın tarihi: 17 Haz-2023
