Konusunu Oylayın.: Şarj Olabilen Piller ve Genel Özellikleri

5 üzerinden 5.00 | Toplam : 2 kişi
Şarj Olabilen Piller ve Genel Özellikleri
  1. 02.Nisan.2009, 10:25
    1
    ßaran
    T.T.O.R.H.S.S.

    Profili:
    Üyelik Tarihi: 03.Mart.2008
    Üye No: 11279
    Mesaj Sayısı: 3,458
    Rep Derecesi:
    Tecrübe Puanı: 41

    Şarj Olabilen Piller ve Genel Özellikleri






    Şarj Olabilen Piller ve Genel Özellikleri Mumsema
    Piller hayatımızda önemli yer tutan elektronik eşyaların çalışmasında gerekli enerjinin depolanmış halidir.Teknoalem.org Ekibi olarak size Pil Çeşitleri , Pil Kullanımı ve Şarz olabilen pillerin kimyasal özelliklerinden bahsedeceğiz.
    - Gerilim
    Nikel-Kadmiyum (Ni-Cd) ve Nikel - MetaHidrit (Ni-MH) pillerinin açık devre gerilimleri ( sahip oldukları kimyasal sistemin potansiyel farkı),sıcaklık, depolama durumu ve sarj seviyesine baglı olarak ortalama 1.25V ile 1.4V arasındadır.Sızdırmaz tip Ni - Cd ve Ni - MH pillerinin nominal gerilimleri 1.2V’tur.Pil basına desarj sonu gerilimi, uygulamaya, desarj akım siddetine ve pil sayısına göre degismekle birlikte 1.1V ile 0.9V ‘tur. Sarj sonu gerilimi, pil geriliminin pilin tam sarjı sonunda ulastıgı degerdir.

    - Kapasite
    Bir pilin kapasitesi C = I x t olarak tanımlanır. I = sabit desarj akımı, t = Desarjın baslangıcından desarj sonu gerilim seviyesine ulasıncaya kadar geçen zamandır. Bir pilden anma akımının 1/5’i akım ile 5 saatte alınabilecek minimum kapasite miktarı Anma Kapasitesi (Nominal Kapasite) ( C ) olarak adlandırılır. Bir pilin anma akımının 1/5 ‘ i akım ile 1.0V’a kadar desarjında elde edilen ortalama kapasite, Tipik Kapasite olarak adlandırılır. Ni - Cd ve Ni - MH pilleri, sarj ve desarjislemlerinin tavsiye edildigi gibi yapılması durumunda, anma akımının azami 1/5’i akım ile desarjda anma kapasitelerini verirler. Ancak desarj akımının büyüklügü, desarj sonu gerilim seviyesi, çevre sıcaklıgı ve sarj seviyesi pilin kapasitesine etki ederler. Yüksek akım ile yapılan desarjlarda, akım siddetinin büyüklügüne baglı olarak pilden elde edilen kapasite düser.

    -Akım
    Sarj ve desarj akım büyüklükleri, CA Amper (A) cinsinden anma kapasitesi (C)’nin katları olarak verilirler. Örnek : Anma kapasitesi C = 1Ah ise ; 0.1CA akımı = 100mA, 0.2CA akımı = 200mA, 1CA akımı = 1A, vb. Standard ( Nominal ) Sarj Akımı , bir pili 14 - 16saatte tam sarj seviyesine ulastırmak için gerekli olan 0.1CA akımıdır.Devamlı Sarj Akımı (Trickle sarj), +10°C ile +35°C sıcaklık sınırları içerisinde, pilin sarjınımuhafaza edebilmesi için yapılan 0.03CA ile 0.05CA siddetindeki akımdır.Nominal Desarj Akımı, tam sarjlı pilin gerilimini 5 saatte 1.0V’a düsüren 0.2CA siddetindeki akımdır.I = C / t ; I = 0.2CA, ( t = 5 saat ) Ah verimliligi, pilin kullanılabilir kapasitesinin pili sarj etmek için kullanılan kapasiteye oranıdır. .(Ah) = Kullanılabilir kapasite / Sarj edilen kapasite.(Ah) degeri pil tipine, sıcaklıga, sarj ve desarj akımlarına baglıdır. Normal sartlarda .(Ah) degeri yaklasık 0.8’dir. Bunun anlamı, nominal kapasitenin elde edilebilmesi için %125 kapasite sarj edilmelidir. Pratikte, nominal sarj akımı ile %140 - %160 kapasitenin sarj edilmesi tavsiye edilir.

    PiLLER Hakkında Herşey
    - Nikel - Kadmiyum Piller
    Nikel-Kadmiyum pili ismini kendisini meydana getiren malzemelerden alır. Elektrotlar ızgara seklindeki Nikel kaplı çelik tasıyıcı bant üzerine Nikel - Carbonil tozunun sinterleme metodu ile kaplanmasıyla yapılır. Plakalar bilahare Nikel tuzu çözeltilerine havi tanklarda emprenyelenerek pozitif plakalar ve Kadmiyum tuzu çözeltilerine havi tanklarda emprenyelenerek de negatif plakalar haline dönüstürülürler. Sızdırmaz yapılı silindirik ve prizmatik tip Nikel - Kadmiyum pilleri sarj islemi hariç herhangi bir fiziki bakım gerektirmezler. Bu pillere su veya elektrolit ilavesine gerek yoktur ve piller her konumda çalısabilirler. Pillerin yapıları darbeye, düsmeye, vibrasyona ve her türlü mekanik dıs etkenlere karsı çok dayanıklıdır. Silindirik piller 0.5Ah ile 7Ah arasında farklı kapasitelere sahip olup, IEC 285 (International Electrotechnical Commission ) Kasım 1983 standardına göre üretilmektedir. Ni - Cd pilleri söz konusu standardlarda belirtilen ölçülere tamamen uygun olup, kalite sartlarını fazlasıyla karsılamaktadır. Nikel - Metal Hidrit Piller Portatif enerji kaynakları gün geçtikçe, yüksek teknoloji ürünü cihazların ana parçası haline gelmektedir. GSM telefonlar, Notebook bilgisayarlar ve Camcorder(kameralar) gibi tüketici cihazlarındaki son gelismeler bu tür cihazları sarj edilebilir portatif bataryalara çok bagımlı hale getirmektedir. Cihazların küçülmesiyle birlikte sarj edilmis bir batarya ile daha uzun süre çalısabilme ihtiyacı, batarya teknolojilerinin gelistirilmesini gerekli kılmıstır. ideal bir bataryada uzun ömür, küçük boyut, hafiflik, güvenirlilik, emniyet, ekolojik uyumluluk gibi özellikler bulunmalıdır. Bu isteklerin karsılanması çalısmalarının sonucunda Ni-Cd bataryalardan daha yüksek enerji yogunluguna sahip Ni-MH pilleri gelistirilmistir. Pillerin enerji yogunluklarındaki bu gelismeler 3C’s ( Cellular phone Camcorder Computer) olarak bilinen cihazların boyutlarında istenilen küçülmeyi ve çalısma süresini saglamıstır. Sarj edilebilir batarya teknolojilerindeki bu gelismeler portatif bataryalara yeni kullanım alanları da açmıstır. Ni-MH pillerinin elektriksel ve mekanik özellikleri Ni-Cd pillerininkine çok benzemekle birlikte pil bünyesinde kullanılan aktif maddenin yapısından kaynaklanan küçük farklılıklar mevcuttur. Ni-MH pillerinin en belirgin özelligi, bünyesinde agırlıgının %20 ’si oranında Kadmiyum ihtiva eden Ni-Cd pilleri ile kıyaslandıgında, %0 oranında Kadmiyum içermeleri bakımından çevre ile tam uyumlu olmalarıdır. Sarj, desarj ve kapasite gibi elektriksel özellikleri itibarıyla mevcut farklılıklar ise asagıda izah edilmektedir.

    - Lityum - ion Piller
    Sarj edilebilir Lityum -İon pilleri, bilinen sarj edilebilir pil sistemleri içerisinde en fazla enerji yogunluguna sahiptir. Bu bakımdan, bu piller belirli bir hacim veya agırlıkta diger pillere nazaran daha fazla enerji depolayabilirler. Bu husus Tablo-1 Pil sistemlerinin mukayesesinde de görülmektedir. Lityum -ion pilleri de diger piller gibi silindirik ve prizmatik sekilde üretilmektedir. Ancak prizmatik tip piller, sekilleri itibarıyla batarya blokları içerisine yerlestirmede daha uygun olduklarından silindirik tiplere göre daha fazla önem kazanmaktadırlar. Li-ion pilinin nominal gerilimi 3.6V ‘tur. Bu ise Ni-Cd ve Ni-MH pilinin 3 katıdır. Bu gerilim uyumlulugu bakımdan 3 adet Ni-Cd veya Ni-MH pilinin yerine 1 adet Li-ion pili kullanılabilir (ancak sarj sistemi, pilin çalıstırdıgı cihazın akım gereksinimi gibi diger parametrelerde göz önünde tutulmalıdır). Prizmatik piller 6 - 8 mm kalınlıkta üretilebildiklerinden, cep telefonu gibi portatif haberlesme cihazlarında slimline olarak adlandırılan bataryaların içerisinde yaygın olarak kullanılırlar. Bunların arasında en popüler olanı ise 8.6 x 34 x 48 mm ( en x boy x yükseklik ) ölçülerindeki pildir ve neredeyse bu konuda standard uygulama haline gelmistir. Bu ölçülerdeki pilin kapasitesi takriben 1Ah ve sahip oldugu enerji ise 3.5Wh’tir. Söz konusu pilin içerisinde kullanıldıgı bataryanın toplam agırlıgı ise batarya plastik gövdesinin, elektronik koruyucu devre elemanlarının agırlıkları dahil olmak üzere, 40gr’dan biraz fazladır.
    Emniyet Elemanları
    Li-ion pilleri özel bir sarj teknigine, mekanik ve elektronik koruyucu elemanlar içeren komplike emniyet sistemine gereksinim duyarlar. Bu bakımdan, Li- on pilleri, ihtiyaç duydugu hususların basarıyla yerine getirilebilmesini takiben standardları karsılayan, güvenilir bir enerji kaynagı olurlar. Li-ion pillerinde de Ni-Cd ve Ni-MH pillerinde oldugu gibi bir ventil bulunmakta ve pilin hatalı kullanılması sonucu pil bünyesinde meydana gelebilecek asırı basınç tahliye edilir. Buna ilave olarak pillerin emniyeti, pil bünyesinde polyswitch (PTC - Pozitif sıcaklık katsayılı termistor) kullanılarak tamamlanır. Polyswitch’ler normal kullanım sartlarında iletken, pilin yanlıslıkla kısa devre edilmesi gibi durumlarda yüksek akım akması sonucu direnci sonsuza çıkarak akım akmasını engelleyen ve sartlar normale dönünce yine iletken olabilen devre elemanlarıdır.

    Ancak bütün bunlara ragmen Li-ion pilleri sarj esnasında pillerin gerilimi müsaade edilen degere gelince sarj islemini kesinlikle sona erdiren ve desarj anında da yine pillerin belli bir gerilimin altında desarj edilmesini önleyen elektronik koruma devrelerine (PCM i protection circuit module) ihtiyaç duyarlar. Buna ilave olarak bataryanın çalıstırdıgı cihaz üzerinde de yazılım ile bataryanın sarj ve desarjı kontrol edilebilir.
    -Sarj ( Doldurma )
    Ni-Cd ve Ni-MH pillerinin sarjında, tam sarj durumuna ulastıktan sonra piller tampon ( trickle ) sarj akımı ile devamlı olarak sarj edilebildigi halde Li-ion pillerinde benzeri bir durum söz konusu degildir. Bir Li- on pilinin sarjı esnasında pil geriliminin 4.20V ± 50mV ‘a ulastıgı anda sarj islemine kesinlikle son verilmelidir. Sarj cihazının arızalanması durumunda ise koruyucu devre devreye girerek bu andan sonra herhangi bir akım akmasını önlemelidir. Li-ion pilleri - I/U - metodu olarak adlandırılan teknik ile sarj edilirler. Bu teknikte, örnegin 700mAh kapasiteye sahip bir pil önce pil gerilimi 4.2V’a ulasıncaya kadar 700mA sabit akım ile ( takriben 1 saat ) daha sonra 4.2V sarj gerilimini 2 saat süreyle sabit tutup akımı sürekli azaltarak sarj edilebilir. Bu durumda, Li-ion pillerinin sarjı için müsaade edilen 0°C ile 45°C sıcaklık sınırları içerisinde, pil ilk 1 saat içerisinde takriben %80 kapasiteye, 2 saat içerisinde %99 kapasiteye ve 3 saat içerisinde %100 kapasiteye ulasır. Bu sartlardaki sarj islemini piyasada Ni-Cd ve Ni-MH pilleri için bulunan sarj cihazları ile saglamak mümkün degildir. Bu nedenle Li-ion pillerinin sarjı özel olarak bu is için tasarımlanmıs cihazlarla yapılmalıdır.

    - Desarj
    Li-ion pillerinin desarjında da piller müsaade edilen gerilim degerinin altında kesinlikle desarj edilmemelidir ki bu deger genellikle 3.0V civarındadır ( Li- NO2 pilleri için 2.7V, Li-CoO pilleri için 2.3V, vs) Bu piller için müsaade edilen desarj sıcaklıgı -20°C ile +60°C sınırları arasıdır. Li-ion pilleri 1 - 2CA akımı ile devamlı ve 3 - 4CA akımı ile kısa aralıklarla desarj edilebilirler. Yüksek akımlarda ve belirtilen sıcaklık sınırları dısında yapılan desarjlarda elde edilen desarj kapasitesinin düsük kalacagı açıktır. - Kullanım Yerleri Özellikle silindirik tip Ni-Cd ve Ni-MH pilleri ölçüler bakımından kuru pillerin muadili olduklarından ve bunlara nazaran üstün özellikler tasıdıklarından bunların yerine rahatlıkla kullanılabilirler. Bu piller, gerek sarj (doldurma) ve gerekse desarj (bosaltma) esnasında sahip oldukları düzgün gerilimleri ve özelikle Ni-Cd pillerinin çok düsük ve yüksek sıcaklılardaki üstün elektriksel özelliklerden dolayı en uygun enerji kaynagını teskil ederler. Bu nedenle Ni-Cd ve Ni-MH pil ve batarya bloklarımız alarm ve sinyalizasyon sistemlerinde, telekomünikasyon cihazlarında, bilgisayarlarda (lap-top ve palm-top), test ve kontrol aletlerinde, aydınlatma cihazlarında, hesap makinelerinde, flaslarda, tıras makinelerinde, portatif ev aletlerinde, el telsizlerinde, sırt telsizlerinde, radyo televizyon teyp cihazlarında, elektronik kasalarda, daktilo makinelerinde, kordonsuz ve portatif telefonlarda, cep telefonlarında, kameralarda, tıbbi cihazlarda ve çesitli elektronik aletlerde kullanılması tavsiye edilir. Aşağıda pillerin karşılaştırma tablosu görülmektedir.

    - Ni - Cd ve Ni - MH Pillerinin Elektriksel Özellikleri
    - Sarj
    Ni-Cd ve Ni-MH pillerinin sarjı için degisik metotlar mevcuttur. Ancak, pil üreticisinin tavsiye ettigi sarj metodu uygulanmalı ve mümkün oldugu kadar aynı üreticinin cihazı kullanılmalıdır. Ni-Cd ve Ni-MH pilleri için genellikle sabit akım ile sarj tercih edilir. Desarjlı bir pili tam sarj edebilmek için, standard sarj akımı olarak tanımlanan anma kapasitesi akımının 1/10′u (0.1 CA) ( örnegin: KR 35/62 pili kapasitesi 4Ah’tir. Bunun için 0.1CA akımı 4A/10 = 0.4A’dir buda 400mA’e karsı gelir.) akım ile oda sıcaklıgında 14 - 16 saat süreyle sarj etmek gerekir. Sarj akımının siddeti pil tipine, çevre ve pil sıcaklıgına göre ayarlanır. Standard sarj akımı ile yapılan sarjda pil geriliminin degisimi sekil-1’de gösterilmektedir. Farklı sıcaklık ve sarj akımları ile yapılan sarjlarda pil geriliminin degisimi sekil-5 ve 6’da verilmektedir. Belirtilen akım siddetinin üstündeki akımlarla yapılan sarj sakıncalıdır. Zira tam sarj durumuna ulastıktan sonra asırı sarj akımları pil bünyesindeki gaz çıkısını gaz emilisine nazaran artırırlar. Sekil-4′te pil dahili basıncı ve geriliminin sarj akımı siddeti ve sarj süresine göre degisimi görülmektedir. Neticede pil bünyesinde hasar meydana gelebilir. Ayrıca, pillerin düsük iç dirençlerinden dolayı sabit gerilim altındaki sarjlardan mümkün oldugu kadar kaçınılmalıdır. Sarja baglamadan önce pilin (+) ve (-) kutuplarının cihaza dogru yerlestirildigi kontrol edilmelidir. Ön görülen sarj süresinin çok üzerinde sarja tabi tutulmus pillerde performans düsüklügü görülür. Asırı desarj olmus pillerin 20 - 24 saat süre ile sarjı gerekebilir. Piller üreticisinden piyasaya desarjlı olarak verilirler. Bu bakımdan pillerin ilk kullanımdan önce tam sarj durumuna getirilmesi gerekir. Ni–Cd pilleri ile Ni–MH pillerinin sarj karakteristiklerinin birbirine çok benzemesine ragmen, Ni–Cd ve Ni–MH pillerinin özellikleri ararsındaki en belirgin fark, pillerin sarj sonu gerilim degerleridir. Sekil–3’te görüldügü gibi, Ni–MH pillerinin sarj sonu gerilimi Ni–Cd pillerininkinden daha düsüktür. Bu bakımdan Ni-Cd pilleri için tasarlanmıs ve sarj parametrelerini yeterince kontrol etmeyen sarj cihazları Ni–MH pilleri için uygun olmayabilir. Ni–Cd ve Ni–MH pillerinin birbirlerinin yerine kullanılabilir olmalarına ragmen bu husus göz önünde tutulmalıdır. Aksi durumda Ni– MH pilinin performansında erken düsüsler görülecektir.

    -Desarj
    Sinterlenmis elektrotlu Ni-Cd pillerinin düsük iç direnci,elektrot plakalarının aktif yüzeyinin genis olması ve dengeli elektrolit ihtiva etmeleri kendilerine mükemmel desarj özellikleri saglamaktadır. Piller yüksek desarj uygulamalarında bile oldukça dengeli desarj gerilimi verirler ve gerilim egrileri sekil-7 ‘te görüldügü gibi çok düzgündür

    Kapasite, pil cinsine baglı olmakla beraber, desarj akımının siddetine, çevre sıcaklıgına ve desarj sonu geriliminin seviyesine göre degisme gösterir. 0.2CA sabit desarj akımı ile desarjda ortalama desarj gerilimi 1.25Volt’tur. 0.5CA sabit desarj akımından daha yüksek akımlarla yapılan desarjda Ni–MH pillerinin ortalama gerilimi Ni–Cd pillerininkinden daha düsük kalmaktadır. Desarj akımının siddeti önemli bir faktör olmakla beraber piller 1.0 V ‘un altında desarj edilmemelidirler. Ni–Cd ve Ni-MH pillerinin -40°C ile +55°C sıcaklık sınırları içerisinde kullanılmaları mümkündür ancak tavsiye edilen kullanım sıcaklıgı - 20°C ile +40°C arasındadır. Ayrıca Ni–Cd pillerini 10CA gibi yüksek akımlarla desarj edebilmek mümkün iken Ni–MH pilleri için azami desarj akımı 3CA’dır.
    -Sıcaklıgın Etkisi
    Ni-Cd ve Ni-MH pillerinin genis sıcaklık sınırları içerisinde kullanılmaları mümkündür. Ancak, sıcaklık artısı nedeni ile pil bünyesindeki elektro-kimyasal aktivitenin artacagı, düsmesi ile de bu aktivitenin azalacagı unutulmamalıdır. Sekil-6’da sıcaklıgın pil kapasitesine etkisi görülmektedir. Bu nedenle asagıda belirtilen hususların göz önünde tutulması yararlı olacaktır.

    - Piller her zaman ısı kaynaklarından uzakta kullanılmalıdır. Özellikle silindirik tip pillerin 35°C sıcaklıgın üstündeki devamlı kullanımlarında kapasite düsüklügü görülecegi gibi pil ömründe de kısalma söz konusudur.
    - Sıcaklıgın artısı ile pilin kendiliginden desarj olma oranı da artar. - Özel durumlar haricinde pillerin 0°C ‘nin altında ve 40°C ‘nin üstünde sarj edilmesi tavsiye edilmez. Zira bu sıcaklıklardan sonra verim düsmeye baslar.
    - Sarj esnasında pillerin sıcaklıgı tedricen artacaktır. Ortamda yeterli havalandırma mevcut degilse piller asırı ısınmaya maruz kalacaklar ve performansları düsecektir. Özellikle yüksek akım ile yapılan sarjlarda pil ısısının mutlaka kontrol edilmesi gerekir. Aşağıdaki tabloda sabit akımı ile desarjda pil kapasitesinin sıcaklıga göre degisimi görülmektedir

    -Kısa Devre
    Sinterlenmis elektrotlu Ni - Cd pillerin iç dirençleri çok küçüktür. Bu nedenle harici bir kısa devre yaratılması halinde anında çok yüksek desarj akımları olusacaktır. Bu durum çok uzun süre ile desarja tabi tutulmus pillerde bile görülür. Kısa devrenin yol açtıgı yüksek desarj akımları pilin veya hücrenin sıcaklıgını had safhaya çıkaracak ve neticede pil veya hücre hasara ugrayacagı gibi çevresinde de yanıklara yol açacaktır. Bu nedenle pillerin kullanımı esnasında yüzük, para, bilezik ve diger madeni esyalar ile kazara teması önlenmelidir. Özellikle dıs kılıfları bulunmayan silindirik pillerin kısa devre yapılma ihtimalleri çok fazla oldugundan bu pillerin elden geçirilmesi esnasında çalısma zemininin madeni olmamasına dikkat edilmelidir.
    - Sızma
    Ni-Cd ve Ni–MH pillerinin depolanması veya kullanılması esnasında, sürekli sarj/desarj saykıllarına tabi tutulma ve özellikle asırı sarj durumunun mevcudiyetinde pillerin üst kısımlarında kristal halinde beyaz toz zerrecikleri görülebilir. Bu madde, pillerde sızdırmazlık contasından nüfuz etmis Potasyum Hidroksit’in (Elektrolit maddesi) havadaki serbest Karbondioksit ile birleserek meydana getirdigi Potasyum Karbonat ‘tır. Adı geçen bu birikintinin pilin elektriki özellikleri üzerinde veya ömrüne olumsuz yönden hiçbir etkisi yoktur. Ayrıca bu madde kuru bir bezle temizlenebildigi gibi, istenildiginde silindirik pillerin agız kısmına silikon gresi sürmek süretiyle olusumu tamamen önlenebilir.
    - Hafıza Etkisi
    Ni - Cd pillerde, pil tam sarj olmadan kullanılmaya baslar ve kapasitesinin tamamı kullanılmadan da sarj edilir ve bu kullanma sekli sürekli devam ederse kapasitede geçici bir kayıp olabilir. Bu olay hafıza etkisi olarak tanımlanır. Uzun süreli asırı sarjı takibeden ilk desarjda da bu tip kayıp görülebilir. 2-3 ayda birkaç kez pil tam sarj edilir ve kapasitesinin tamamı kullanılırsa bu hafıza etkisi silinip baslangıçtaki kapasitesine yeniden ulasılabilecektir. Son yıllarda pil üretim teknolojisinde saglanan gelismelerin sonucunda bahis konusu etki asgari düzeyde kalmaktadır.

    - Baglantılar
    Birden fazla benzer kapasitedeki pilleri seri baglamak suretiyle 1.2V ‘tan daha yüksek gerilimli bataryalar elde etmek mümkündür. Ancak bataryayı meydana getiren pillerin her birinin kapasitesi digerininki ile %5 toleransla aynı olmalıdır. Dolayısı ile pillerden rasgele batarya teskili sakıncalıdır. Bu bakımdan batarya yapılacak pillerin mutlaka kapasite sınıflandırılması yapılmalıdır. Genellikle seri baglamalarda 2-12 adet pil kullanılmalıdır. Harici özel kontrollar bulunmadıkça Ni-Cd ve Ni–MH pillerinin paralel baglanması tavsiye edilmez. Zira bu tür baglanmıs bataryaların sarjı esnasında paralel kollarda dengesiz akım seviyeleri meydana gelebilir ve belirli devrelerden asırı akımlar geçebilir. Batarya teskilinde veya baska bir maksat için pil gövdesine yapılacak baglantılarda lehim kullanılmamalıdır. iyi bir lehim ekleminin saglanması için gereken lehimleme sıcaklıgı pilin performansının düsmesine sebep olabilir. Bu bakımdan baglantılar lehim yerine nokta kaynagı ile yapılmalı ve baglantılarda nikel veya nikel kaplanmıs çelik iletkenler kullanılmalıdır.

    - Kullanım Ömrü
    Harici mekanik etkilerin Ni-Cd ve Ni–MH pillerinin ömrü üzerinde çok az etkisi vardır. Ancak asırı desarj akımları, asırı sarj süreleri ve asırı sıcaklıklar pillerin ömürlerini kısaltıcı faktörlerdir. Normal kullanım sartlarında pillerin ömrü 1000 saykıla (sarj/desarj) kadar uzanabilir. Bu ise 5 yıl veya daha uzun süreye karsı gelmektedir. Normal desarj limitinin %50 ’si kullanılmıs pillerde 2000 saykıl gibi çok uzun bir ömür elde edilebilmektedir.

    - Erken Bozulma
    Nadirde olsa bazen Ni-Cd ve Ni–MH pillerde erken kapasite kaybı görülebilir. Bunun baslıca sebebi sarj/desarj saykıllarındaki dengesizliktir. Bu gibi pili önce derin bir desarja ve bilahare tam sarja tabi tutmak sureti ile normale dönmesi saglanabilir. Bazen kapasite kaybı uzun süreli asırı sarjlardan sonra da görülebilir. Bu takdirde uygulanacak desarj tam sarj saykılı pili eski haline getirecektir.

    - Tam Bozulma
    Pillerinin tam bozulması, normal olarak zaman, sıcaklık, desarj durumu ve genel kullanım sartlarına baglıdır. Tam bozulma, çogunlukla pil bünyesinde bir kısa devre veya açık devre olusması sonucunda görülür. Dahili kısa devreler yüksek veya alçak dirençler yaratırlar ve sonuçta pilin sarj kabul etmemesine ve desarjda da kapasite düsüklüklerine yol açar. Dahili kısa devreler genellikle pilin seperatör maddesinin yıpranması neticesinde ortaya çıkar. Pildeki elektrolit maddesinin kuruması pil bünyesinde açık devreler yaratır. Bu gibi durumlarda elektrotlar arası akım geçisi zorlasır. Elektrolit kaybına yüksek sıcaklıklar ve yüksek akımla sarj / desarj uygulamaları sebep olmaktadır. Belirli bir cihaz için seçilmis bir pilin kapasite düsüklügü nedeniyle o cihazı çalıstıramaz duruma gelmesi o pilin atılacagı anlamına gelmemelidir. Bahis konusu pil için baska tür cihazlarda kullanım yeri bulmak mümkündür.

    2- Depolama
    Sızdırmaz tip Ni - Cd ve Ni – MH pilleri uzun yıllar depolanabilirler. Ancak bu depolama süresince pilin elektrotlarında zamanla yaslanma ve kapasitesinde bir azalma olacagı da asikardır. Tablo-3 ‘te depolama süresine göre Ni – Cd pilinin kapasitede meydana gelebilecek kayıplar görülmektedir. Bu depolamada pilin sahip oldugu sarj veya desarj durumunun önemi yoktur. Tavsiye edilen depolama sıcaklıgı 0°C ile 25°C arasındadır. Depolama ortamının izafi rutubeti %50 dolaylarında tutulmalıdır. Depolama yerinin karanlık olması da faydalıdır. Sogukta depolanan pillerin sarj kaybı daha azdır. Sekil-9’da pil depolama ortam sıcaklıgının pilin kapasite kaybına olan etkisi görülmektedir. Ancak pillerin sogukta muhafazası ekonomik olmayabilir. Sogukta bekletilmis piller kullanımdan önce oda sıcaklıgında en az 1 saat bekletilmelidir. Uzun süre ile depolanmıs pillerin tam kapasiteye ulasabilmesi 2 - 3 sarj desarj saykılına tabi tutulmayı gerektirir. 1 saykıl, tam sarjı takibeden bir desarjdan ibarettir. Diger taraftan uzun süreli depolanacak piller, depolama öncesi 0.2 CA Amperlik bir akım ile 1.0 V’a kadar desarj edilip bilahare depolamaya alınabilirse, depolama sonrası ilk sarjda hemen %100 verime ulasılacaktır.

    - Pil Kullanımında Dikkat Edilecek Hususlar -
    1. Çocukların pillerle oynamasına kesinlikle müsaade edilmemelidir.
    2. Özellikle iç dirençleri düsük pillerin (örnegin Ni -Cd türleri gibi) para, bilezik,yüzük veya diger madeni esyalarla kısa devre yaratması sonucunda ortaya çıkan yüksek sıcaklıklar yanıklara yol açacaktır.
    3. Dügme tipi veya küçük boy pillerin yutulması halinde derhal tıbbi müdahale gereklidir.
    4. Küçük çocukların oynadıkları pilli oyuncakların, pil yuvalarının emniyetli bir sekilde kapalı oldugu kontrol edilmelidir.
    5. Pilleri (+) ve (-) kutuplarının kullanıldıkları cihazadogru biçimde yerlestirilmeleri son derece önemlidir.
    6. Sarj edilemeyen türdeki piller herhangi bir sekilde kesinlikle sarj islemine tabi tutulmamalıdır.
    7. Kullanılmıs piller hayatiyet kazandırmak için kesinlikle ısıtılmamalıdır.
    8. Piller atese atılmamalı veya sökmeye çalısılmamalıdır.
    9. Cihazınızdaki pillerin tamamı aynı anda degistirilmelidir. Yeni pillerle kısmen kullanılmıs piller bir arada çalıstırılmamalı ve farklı markalarda piller beraber kullanılmamalıdır. Aksi takdirde pillerin akma ihtimali çogalacaktır. Bu ise cihazın arızalanmasına ve çevre kirliligine yol açacaktır.
    10. Sarj edilebilir pil ve batarya bloklarının özel durumlar haricinde 0°C’nin altında ve 40°C’nin üstündeki sıcaklıklarda sarj edilmeleri tavsiye edilmez.
    2.4. Kullanım Ömrünü Tamamlayan Piller Bünyelerinde civa, kursun, kadmiyum gibi zehirli maddeler bulunduran her türlü piller, insan saglıgının korunması bakımından çevreye rasgele atılmamalıdır. Piller faal haldeyken ve depolama esnasında bu maddenin dısarıyla temas etmesi mümkün olmadıgından, çevreye herhangi bir zarar vermesi söz konusu degildir. Ancak hizmet süresini tamamlamıs piller ve batarya bloklarının ne sekilde islem görecegi çok önemlidir. Bu nedenle asagıdaki hususlara dikkat edilmesi gerekir.
    1. Piller ve batarya blokları topraga gömülmemelidir. Her ne kadar pillerin dıs kabı çelikse de, bir süre sonra çürüme nedeniyle bu kap delinecek, neticede kadmiyum maddesi topraga geçecek ve topragı zehirledigi gibi, yer altı sularına da karısarak aynı zehirli etkiyi gösterecektir.
    2. Piller ve bataryalar akarsulara,göllere ve sıg denizlere dökülmemelidir.
    3. Piller ve bataryalar yakılarak imha yoluna gidilmemeli ve atese atılmamalıdır. Bu gibi durumlarda piller patlayabilecegi gibi, çok zehirli olan kadmiyum oksit vb gazı da çevreye yayılacaktır.
    4. Piller ve batarya blokları basınç altında ezilmemeli, sökülmemeli ve baskaca fiziksel veya kimyasal isleme tabi tutulmamalıdır. Yukarıda sıralanan nedenlerden dolayı kullanılmıs pillerin rasgele hurdacılara satılması da dogru degildir.
    Zira hurdacılar pillerin bünyesindeki metalleri geri kazanmak gayesi ile uygulayacakları islemler sonucunda çevreyi büyük oranda kirletecektir. Pillerin kullanıldıktan sonra üreticisine veya tedarikçisine iadesi en uygun yoldur. Ayrıca Ni-Cd pilleri ve batarya bloklarının sızdırmaz kaplar içerisinde kör maden kuyuları gibi çok derin yerlere bırakılması veya kıyıdan 50 km.’den az olmamak üzere, açık denizlere dökülmesi mümkündür. Ancak bunlar son derece pahalı çözümlerdir. Batı ülkelerinde atık pillerin bünyelerinde bulunan metalleri geri kazanan tesisler vardır. Bu suretle hem pillerin zararlı etkileri giderilmekte ve hem de piller degerlendirilebilmektedir. Bu tesisler bahis konusu metallerin borsa durumuna göre kullanılmıs pillerin tonu basına bir deger biçerler. Ancak kara yoluyla yapılacak sevkıyatlarda, kullanılmıs pillerden bu sekilde saglanacak gelir, nakliye ücretinden düsük olması durumunda ekonomik olmayabilir. Dolayısıyla bir seferde dısarıya gönderilecek miktarın azamide tutulması gereklidir.



  2. 02.Nisan.2009, 10:25
    1
    T.T.O.R.H.S.S.



    Piller hayatımızda önemli yer tutan elektronik eşyaların çalışmasında gerekli enerjinin depolanmış halidir.Teknoalem.org Ekibi olarak size Pil Çeşitleri , Pil Kullanımı ve Şarz olabilen pillerin kimyasal özelliklerinden bahsedeceğiz.
    - Gerilim
    Nikel-Kadmiyum (Ni-Cd) ve Nikel - MetaHidrit (Ni-MH) pillerinin açık devre gerilimleri ( sahip oldukları kimyasal sistemin potansiyel farkı),sıcaklık, depolama durumu ve sarj seviyesine baglı olarak ortalama 1.25V ile 1.4V arasındadır.Sızdırmaz tip Ni - Cd ve Ni - MH pillerinin nominal gerilimleri 1.2V’tur.Pil basına desarj sonu gerilimi, uygulamaya, desarj akım siddetine ve pil sayısına göre degismekle birlikte 1.1V ile 0.9V ‘tur. Sarj sonu gerilimi, pil geriliminin pilin tam sarjı sonunda ulastıgı degerdir.

    - Kapasite
    Bir pilin kapasitesi C = I x t olarak tanımlanır. I = sabit desarj akımı, t = Desarjın baslangıcından desarj sonu gerilim seviyesine ulasıncaya kadar geçen zamandır. Bir pilden anma akımının 1/5’i akım ile 5 saatte alınabilecek minimum kapasite miktarı Anma Kapasitesi (Nominal Kapasite) ( C ) olarak adlandırılır. Bir pilin anma akımının 1/5 ‘ i akım ile 1.0V’a kadar desarjında elde edilen ortalama kapasite, Tipik Kapasite olarak adlandırılır. Ni - Cd ve Ni - MH pilleri, sarj ve desarjislemlerinin tavsiye edildigi gibi yapılması durumunda, anma akımının azami 1/5’i akım ile desarjda anma kapasitelerini verirler. Ancak desarj akımının büyüklügü, desarj sonu gerilim seviyesi, çevre sıcaklıgı ve sarj seviyesi pilin kapasitesine etki ederler. Yüksek akım ile yapılan desarjlarda, akım siddetinin büyüklügüne baglı olarak pilden elde edilen kapasite düser.

    -Akım
    Sarj ve desarj akım büyüklükleri, CA Amper (A) cinsinden anma kapasitesi (C)’nin katları olarak verilirler. Örnek : Anma kapasitesi C = 1Ah ise ; 0.1CA akımı = 100mA, 0.2CA akımı = 200mA, 1CA akımı = 1A, vb. Standard ( Nominal ) Sarj Akımı , bir pili 14 - 16saatte tam sarj seviyesine ulastırmak için gerekli olan 0.1CA akımıdır.Devamlı Sarj Akımı (Trickle sarj), +10°C ile +35°C sıcaklık sınırları içerisinde, pilin sarjınımuhafaza edebilmesi için yapılan 0.03CA ile 0.05CA siddetindeki akımdır.Nominal Desarj Akımı, tam sarjlı pilin gerilimini 5 saatte 1.0V’a düsüren 0.2CA siddetindeki akımdır.I = C / t ; I = 0.2CA, ( t = 5 saat ) Ah verimliligi, pilin kullanılabilir kapasitesinin pili sarj etmek için kullanılan kapasiteye oranıdır. .(Ah) = Kullanılabilir kapasite / Sarj edilen kapasite.(Ah) degeri pil tipine, sıcaklıga, sarj ve desarj akımlarına baglıdır. Normal sartlarda .(Ah) degeri yaklasık 0.8’dir. Bunun anlamı, nominal kapasitenin elde edilebilmesi için %125 kapasite sarj edilmelidir. Pratikte, nominal sarj akımı ile %140 - %160 kapasitenin sarj edilmesi tavsiye edilir.

    PiLLER Hakkında Herşey
    - Nikel - Kadmiyum Piller
    Nikel-Kadmiyum pili ismini kendisini meydana getiren malzemelerden alır. Elektrotlar ızgara seklindeki Nikel kaplı çelik tasıyıcı bant üzerine Nikel - Carbonil tozunun sinterleme metodu ile kaplanmasıyla yapılır. Plakalar bilahare Nikel tuzu çözeltilerine havi tanklarda emprenyelenerek pozitif plakalar ve Kadmiyum tuzu çözeltilerine havi tanklarda emprenyelenerek de negatif plakalar haline dönüstürülürler. Sızdırmaz yapılı silindirik ve prizmatik tip Nikel - Kadmiyum pilleri sarj islemi hariç herhangi bir fiziki bakım gerektirmezler. Bu pillere su veya elektrolit ilavesine gerek yoktur ve piller her konumda çalısabilirler. Pillerin yapıları darbeye, düsmeye, vibrasyona ve her türlü mekanik dıs etkenlere karsı çok dayanıklıdır. Silindirik piller 0.5Ah ile 7Ah arasında farklı kapasitelere sahip olup, IEC 285 (International Electrotechnical Commission ) Kasım 1983 standardına göre üretilmektedir. Ni - Cd pilleri söz konusu standardlarda belirtilen ölçülere tamamen uygun olup, kalite sartlarını fazlasıyla karsılamaktadır. Nikel - Metal Hidrit Piller Portatif enerji kaynakları gün geçtikçe, yüksek teknoloji ürünü cihazların ana parçası haline gelmektedir. GSM telefonlar, Notebook bilgisayarlar ve Camcorder(kameralar) gibi tüketici cihazlarındaki son gelismeler bu tür cihazları sarj edilebilir portatif bataryalara çok bagımlı hale getirmektedir. Cihazların küçülmesiyle birlikte sarj edilmis bir batarya ile daha uzun süre çalısabilme ihtiyacı, batarya teknolojilerinin gelistirilmesini gerekli kılmıstır. ideal bir bataryada uzun ömür, küçük boyut, hafiflik, güvenirlilik, emniyet, ekolojik uyumluluk gibi özellikler bulunmalıdır. Bu isteklerin karsılanması çalısmalarının sonucunda Ni-Cd bataryalardan daha yüksek enerji yogunluguna sahip Ni-MH pilleri gelistirilmistir. Pillerin enerji yogunluklarındaki bu gelismeler 3C’s ( Cellular phone Camcorder Computer) olarak bilinen cihazların boyutlarında istenilen küçülmeyi ve çalısma süresini saglamıstır. Sarj edilebilir batarya teknolojilerindeki bu gelismeler portatif bataryalara yeni kullanım alanları da açmıstır. Ni-MH pillerinin elektriksel ve mekanik özellikleri Ni-Cd pillerininkine çok benzemekle birlikte pil bünyesinde kullanılan aktif maddenin yapısından kaynaklanan küçük farklılıklar mevcuttur. Ni-MH pillerinin en belirgin özelligi, bünyesinde agırlıgının %20 ’si oranında Kadmiyum ihtiva eden Ni-Cd pilleri ile kıyaslandıgında, %0 oranında Kadmiyum içermeleri bakımından çevre ile tam uyumlu olmalarıdır. Sarj, desarj ve kapasite gibi elektriksel özellikleri itibarıyla mevcut farklılıklar ise asagıda izah edilmektedir.

    - Lityum - ion Piller
    Sarj edilebilir Lityum -İon pilleri, bilinen sarj edilebilir pil sistemleri içerisinde en fazla enerji yogunluguna sahiptir. Bu bakımdan, bu piller belirli bir hacim veya agırlıkta diger pillere nazaran daha fazla enerji depolayabilirler. Bu husus Tablo-1 Pil sistemlerinin mukayesesinde de görülmektedir. Lityum -ion pilleri de diger piller gibi silindirik ve prizmatik sekilde üretilmektedir. Ancak prizmatik tip piller, sekilleri itibarıyla batarya blokları içerisine yerlestirmede daha uygun olduklarından silindirik tiplere göre daha fazla önem kazanmaktadırlar. Li-ion pilinin nominal gerilimi 3.6V ‘tur. Bu ise Ni-Cd ve Ni-MH pilinin 3 katıdır. Bu gerilim uyumlulugu bakımdan 3 adet Ni-Cd veya Ni-MH pilinin yerine 1 adet Li-ion pili kullanılabilir (ancak sarj sistemi, pilin çalıstırdıgı cihazın akım gereksinimi gibi diger parametrelerde göz önünde tutulmalıdır). Prizmatik piller 6 - 8 mm kalınlıkta üretilebildiklerinden, cep telefonu gibi portatif haberlesme cihazlarında slimline olarak adlandırılan bataryaların içerisinde yaygın olarak kullanılırlar. Bunların arasında en popüler olanı ise 8.6 x 34 x 48 mm ( en x boy x yükseklik ) ölçülerindeki pildir ve neredeyse bu konuda standard uygulama haline gelmistir. Bu ölçülerdeki pilin kapasitesi takriben 1Ah ve sahip oldugu enerji ise 3.5Wh’tir. Söz konusu pilin içerisinde kullanıldıgı bataryanın toplam agırlıgı ise batarya plastik gövdesinin, elektronik koruyucu devre elemanlarının agırlıkları dahil olmak üzere, 40gr’dan biraz fazladır.
    Emniyet Elemanları
    Li-ion pilleri özel bir sarj teknigine, mekanik ve elektronik koruyucu elemanlar içeren komplike emniyet sistemine gereksinim duyarlar. Bu bakımdan, Li- on pilleri, ihtiyaç duydugu hususların basarıyla yerine getirilebilmesini takiben standardları karsılayan, güvenilir bir enerji kaynagı olurlar. Li-ion pillerinde de Ni-Cd ve Ni-MH pillerinde oldugu gibi bir ventil bulunmakta ve pilin hatalı kullanılması sonucu pil bünyesinde meydana gelebilecek asırı basınç tahliye edilir. Buna ilave olarak pillerin emniyeti, pil bünyesinde polyswitch (PTC - Pozitif sıcaklık katsayılı termistor) kullanılarak tamamlanır. Polyswitch’ler normal kullanım sartlarında iletken, pilin yanlıslıkla kısa devre edilmesi gibi durumlarda yüksek akım akması sonucu direnci sonsuza çıkarak akım akmasını engelleyen ve sartlar normale dönünce yine iletken olabilen devre elemanlarıdır.

    Ancak bütün bunlara ragmen Li-ion pilleri sarj esnasında pillerin gerilimi müsaade edilen degere gelince sarj islemini kesinlikle sona erdiren ve desarj anında da yine pillerin belli bir gerilimin altında desarj edilmesini önleyen elektronik koruma devrelerine (PCM i protection circuit module) ihtiyaç duyarlar. Buna ilave olarak bataryanın çalıstırdıgı cihaz üzerinde de yazılım ile bataryanın sarj ve desarjı kontrol edilebilir.
    -Sarj ( Doldurma )
    Ni-Cd ve Ni-MH pillerinin sarjında, tam sarj durumuna ulastıktan sonra piller tampon ( trickle ) sarj akımı ile devamlı olarak sarj edilebildigi halde Li-ion pillerinde benzeri bir durum söz konusu degildir. Bir Li- on pilinin sarjı esnasında pil geriliminin 4.20V ± 50mV ‘a ulastıgı anda sarj islemine kesinlikle son verilmelidir. Sarj cihazının arızalanması durumunda ise koruyucu devre devreye girerek bu andan sonra herhangi bir akım akmasını önlemelidir. Li-ion pilleri - I/U - metodu olarak adlandırılan teknik ile sarj edilirler. Bu teknikte, örnegin 700mAh kapasiteye sahip bir pil önce pil gerilimi 4.2V’a ulasıncaya kadar 700mA sabit akım ile ( takriben 1 saat ) daha sonra 4.2V sarj gerilimini 2 saat süreyle sabit tutup akımı sürekli azaltarak sarj edilebilir. Bu durumda, Li-ion pillerinin sarjı için müsaade edilen 0°C ile 45°C sıcaklık sınırları içerisinde, pil ilk 1 saat içerisinde takriben %80 kapasiteye, 2 saat içerisinde %99 kapasiteye ve 3 saat içerisinde %100 kapasiteye ulasır. Bu sartlardaki sarj islemini piyasada Ni-Cd ve Ni-MH pilleri için bulunan sarj cihazları ile saglamak mümkün degildir. Bu nedenle Li-ion pillerinin sarjı özel olarak bu is için tasarımlanmıs cihazlarla yapılmalıdır.

    - Desarj
    Li-ion pillerinin desarjında da piller müsaade edilen gerilim degerinin altında kesinlikle desarj edilmemelidir ki bu deger genellikle 3.0V civarındadır ( Li- NO2 pilleri için 2.7V, Li-CoO pilleri için 2.3V, vs) Bu piller için müsaade edilen desarj sıcaklıgı -20°C ile +60°C sınırları arasıdır. Li-ion pilleri 1 - 2CA akımı ile devamlı ve 3 - 4CA akımı ile kısa aralıklarla desarj edilebilirler. Yüksek akımlarda ve belirtilen sıcaklık sınırları dısında yapılan desarjlarda elde edilen desarj kapasitesinin düsük kalacagı açıktır. - Kullanım Yerleri Özellikle silindirik tip Ni-Cd ve Ni-MH pilleri ölçüler bakımından kuru pillerin muadili olduklarından ve bunlara nazaran üstün özellikler tasıdıklarından bunların yerine rahatlıkla kullanılabilirler. Bu piller, gerek sarj (doldurma) ve gerekse desarj (bosaltma) esnasında sahip oldukları düzgün gerilimleri ve özelikle Ni-Cd pillerinin çok düsük ve yüksek sıcaklılardaki üstün elektriksel özelliklerden dolayı en uygun enerji kaynagını teskil ederler. Bu nedenle Ni-Cd ve Ni-MH pil ve batarya bloklarımız alarm ve sinyalizasyon sistemlerinde, telekomünikasyon cihazlarında, bilgisayarlarda (lap-top ve palm-top), test ve kontrol aletlerinde, aydınlatma cihazlarında, hesap makinelerinde, flaslarda, tıras makinelerinde, portatif ev aletlerinde, el telsizlerinde, sırt telsizlerinde, radyo televizyon teyp cihazlarında, elektronik kasalarda, daktilo makinelerinde, kordonsuz ve portatif telefonlarda, cep telefonlarında, kameralarda, tıbbi cihazlarda ve çesitli elektronik aletlerde kullanılması tavsiye edilir. Aşağıda pillerin karşılaştırma tablosu görülmektedir.

    - Ni - Cd ve Ni - MH Pillerinin Elektriksel Özellikleri
    - Sarj
    Ni-Cd ve Ni-MH pillerinin sarjı için degisik metotlar mevcuttur. Ancak, pil üreticisinin tavsiye ettigi sarj metodu uygulanmalı ve mümkün oldugu kadar aynı üreticinin cihazı kullanılmalıdır. Ni-Cd ve Ni-MH pilleri için genellikle sabit akım ile sarj tercih edilir. Desarjlı bir pili tam sarj edebilmek için, standard sarj akımı olarak tanımlanan anma kapasitesi akımının 1/10′u (0.1 CA) ( örnegin: KR 35/62 pili kapasitesi 4Ah’tir. Bunun için 0.1CA akımı 4A/10 = 0.4A’dir buda 400mA’e karsı gelir.) akım ile oda sıcaklıgında 14 - 16 saat süreyle sarj etmek gerekir. Sarj akımının siddeti pil tipine, çevre ve pil sıcaklıgına göre ayarlanır. Standard sarj akımı ile yapılan sarjda pil geriliminin degisimi sekil-1’de gösterilmektedir. Farklı sıcaklık ve sarj akımları ile yapılan sarjlarda pil geriliminin degisimi sekil-5 ve 6’da verilmektedir. Belirtilen akım siddetinin üstündeki akımlarla yapılan sarj sakıncalıdır. Zira tam sarj durumuna ulastıktan sonra asırı sarj akımları pil bünyesindeki gaz çıkısını gaz emilisine nazaran artırırlar. Sekil-4′te pil dahili basıncı ve geriliminin sarj akımı siddeti ve sarj süresine göre degisimi görülmektedir. Neticede pil bünyesinde hasar meydana gelebilir. Ayrıca, pillerin düsük iç dirençlerinden dolayı sabit gerilim altındaki sarjlardan mümkün oldugu kadar kaçınılmalıdır. Sarja baglamadan önce pilin (+) ve (-) kutuplarının cihaza dogru yerlestirildigi kontrol edilmelidir. Ön görülen sarj süresinin çok üzerinde sarja tabi tutulmus pillerde performans düsüklügü görülür. Asırı desarj olmus pillerin 20 - 24 saat süre ile sarjı gerekebilir. Piller üreticisinden piyasaya desarjlı olarak verilirler. Bu bakımdan pillerin ilk kullanımdan önce tam sarj durumuna getirilmesi gerekir. Ni–Cd pilleri ile Ni–MH pillerinin sarj karakteristiklerinin birbirine çok benzemesine ragmen, Ni–Cd ve Ni–MH pillerinin özellikleri ararsındaki en belirgin fark, pillerin sarj sonu gerilim degerleridir. Sekil–3’te görüldügü gibi, Ni–MH pillerinin sarj sonu gerilimi Ni–Cd pillerininkinden daha düsüktür. Bu bakımdan Ni-Cd pilleri için tasarlanmıs ve sarj parametrelerini yeterince kontrol etmeyen sarj cihazları Ni–MH pilleri için uygun olmayabilir. Ni–Cd ve Ni–MH pillerinin birbirlerinin yerine kullanılabilir olmalarına ragmen bu husus göz önünde tutulmalıdır. Aksi durumda Ni– MH pilinin performansında erken düsüsler görülecektir.

    -Desarj
    Sinterlenmis elektrotlu Ni-Cd pillerinin düsük iç direnci,elektrot plakalarının aktif yüzeyinin genis olması ve dengeli elektrolit ihtiva etmeleri kendilerine mükemmel desarj özellikleri saglamaktadır. Piller yüksek desarj uygulamalarında bile oldukça dengeli desarj gerilimi verirler ve gerilim egrileri sekil-7 ‘te görüldügü gibi çok düzgündür

    Kapasite, pil cinsine baglı olmakla beraber, desarj akımının siddetine, çevre sıcaklıgına ve desarj sonu geriliminin seviyesine göre degisme gösterir. 0.2CA sabit desarj akımı ile desarjda ortalama desarj gerilimi 1.25Volt’tur. 0.5CA sabit desarj akımından daha yüksek akımlarla yapılan desarjda Ni–MH pillerinin ortalama gerilimi Ni–Cd pillerininkinden daha düsük kalmaktadır. Desarj akımının siddeti önemli bir faktör olmakla beraber piller 1.0 V ‘un altında desarj edilmemelidirler. Ni–Cd ve Ni-MH pillerinin -40°C ile +55°C sıcaklık sınırları içerisinde kullanılmaları mümkündür ancak tavsiye edilen kullanım sıcaklıgı - 20°C ile +40°C arasındadır. Ayrıca Ni–Cd pillerini 10CA gibi yüksek akımlarla desarj edebilmek mümkün iken Ni–MH pilleri için azami desarj akımı 3CA’dır.
    -Sıcaklıgın Etkisi
    Ni-Cd ve Ni-MH pillerinin genis sıcaklık sınırları içerisinde kullanılmaları mümkündür. Ancak, sıcaklık artısı nedeni ile pil bünyesindeki elektro-kimyasal aktivitenin artacagı, düsmesi ile de bu aktivitenin azalacagı unutulmamalıdır. Sekil-6’da sıcaklıgın pil kapasitesine etkisi görülmektedir. Bu nedenle asagıda belirtilen hususların göz önünde tutulması yararlı olacaktır.

    - Piller her zaman ısı kaynaklarından uzakta kullanılmalıdır. Özellikle silindirik tip pillerin 35°C sıcaklıgın üstündeki devamlı kullanımlarında kapasite düsüklügü görülecegi gibi pil ömründe de kısalma söz konusudur.
    - Sıcaklıgın artısı ile pilin kendiliginden desarj olma oranı da artar. - Özel durumlar haricinde pillerin 0°C ‘nin altında ve 40°C ‘nin üstünde sarj edilmesi tavsiye edilmez. Zira bu sıcaklıklardan sonra verim düsmeye baslar.
    - Sarj esnasında pillerin sıcaklıgı tedricen artacaktır. Ortamda yeterli havalandırma mevcut degilse piller asırı ısınmaya maruz kalacaklar ve performansları düsecektir. Özellikle yüksek akım ile yapılan sarjlarda pil ısısının mutlaka kontrol edilmesi gerekir. Aşağıdaki tabloda sabit akımı ile desarjda pil kapasitesinin sıcaklıga göre degisimi görülmektedir

    -Kısa Devre
    Sinterlenmis elektrotlu Ni - Cd pillerin iç dirençleri çok küçüktür. Bu nedenle harici bir kısa devre yaratılması halinde anında çok yüksek desarj akımları olusacaktır. Bu durum çok uzun süre ile desarja tabi tutulmus pillerde bile görülür. Kısa devrenin yol açtıgı yüksek desarj akımları pilin veya hücrenin sıcaklıgını had safhaya çıkaracak ve neticede pil veya hücre hasara ugrayacagı gibi çevresinde de yanıklara yol açacaktır. Bu nedenle pillerin kullanımı esnasında yüzük, para, bilezik ve diger madeni esyalar ile kazara teması önlenmelidir. Özellikle dıs kılıfları bulunmayan silindirik pillerin kısa devre yapılma ihtimalleri çok fazla oldugundan bu pillerin elden geçirilmesi esnasında çalısma zemininin madeni olmamasına dikkat edilmelidir.
    - Sızma
    Ni-Cd ve Ni–MH pillerinin depolanması veya kullanılması esnasında, sürekli sarj/desarj saykıllarına tabi tutulma ve özellikle asırı sarj durumunun mevcudiyetinde pillerin üst kısımlarında kristal halinde beyaz toz zerrecikleri görülebilir. Bu madde, pillerde sızdırmazlık contasından nüfuz etmis Potasyum Hidroksit’in (Elektrolit maddesi) havadaki serbest Karbondioksit ile birleserek meydana getirdigi Potasyum Karbonat ‘tır. Adı geçen bu birikintinin pilin elektriki özellikleri üzerinde veya ömrüne olumsuz yönden hiçbir etkisi yoktur. Ayrıca bu madde kuru bir bezle temizlenebildigi gibi, istenildiginde silindirik pillerin agız kısmına silikon gresi sürmek süretiyle olusumu tamamen önlenebilir.
    - Hafıza Etkisi
    Ni - Cd pillerde, pil tam sarj olmadan kullanılmaya baslar ve kapasitesinin tamamı kullanılmadan da sarj edilir ve bu kullanma sekli sürekli devam ederse kapasitede geçici bir kayıp olabilir. Bu olay hafıza etkisi olarak tanımlanır. Uzun süreli asırı sarjı takibeden ilk desarjda da bu tip kayıp görülebilir. 2-3 ayda birkaç kez pil tam sarj edilir ve kapasitesinin tamamı kullanılırsa bu hafıza etkisi silinip baslangıçtaki kapasitesine yeniden ulasılabilecektir. Son yıllarda pil üretim teknolojisinde saglanan gelismelerin sonucunda bahis konusu etki asgari düzeyde kalmaktadır.

    - Baglantılar
    Birden fazla benzer kapasitedeki pilleri seri baglamak suretiyle 1.2V ‘tan daha yüksek gerilimli bataryalar elde etmek mümkündür. Ancak bataryayı meydana getiren pillerin her birinin kapasitesi digerininki ile %5 toleransla aynı olmalıdır. Dolayısı ile pillerden rasgele batarya teskili sakıncalıdır. Bu bakımdan batarya yapılacak pillerin mutlaka kapasite sınıflandırılması yapılmalıdır. Genellikle seri baglamalarda 2-12 adet pil kullanılmalıdır. Harici özel kontrollar bulunmadıkça Ni-Cd ve Ni–MH pillerinin paralel baglanması tavsiye edilmez. Zira bu tür baglanmıs bataryaların sarjı esnasında paralel kollarda dengesiz akım seviyeleri meydana gelebilir ve belirli devrelerden asırı akımlar geçebilir. Batarya teskilinde veya baska bir maksat için pil gövdesine yapılacak baglantılarda lehim kullanılmamalıdır. iyi bir lehim ekleminin saglanması için gereken lehimleme sıcaklıgı pilin performansının düsmesine sebep olabilir. Bu bakımdan baglantılar lehim yerine nokta kaynagı ile yapılmalı ve baglantılarda nikel veya nikel kaplanmıs çelik iletkenler kullanılmalıdır.

    - Kullanım Ömrü
    Harici mekanik etkilerin Ni-Cd ve Ni–MH pillerinin ömrü üzerinde çok az etkisi vardır. Ancak asırı desarj akımları, asırı sarj süreleri ve asırı sıcaklıklar pillerin ömürlerini kısaltıcı faktörlerdir. Normal kullanım sartlarında pillerin ömrü 1000 saykıla (sarj/desarj) kadar uzanabilir. Bu ise 5 yıl veya daha uzun süreye karsı gelmektedir. Normal desarj limitinin %50 ’si kullanılmıs pillerde 2000 saykıl gibi çok uzun bir ömür elde edilebilmektedir.

    - Erken Bozulma
    Nadirde olsa bazen Ni-Cd ve Ni–MH pillerde erken kapasite kaybı görülebilir. Bunun baslıca sebebi sarj/desarj saykıllarındaki dengesizliktir. Bu gibi pili önce derin bir desarja ve bilahare tam sarja tabi tutmak sureti ile normale dönmesi saglanabilir. Bazen kapasite kaybı uzun süreli asırı sarjlardan sonra da görülebilir. Bu takdirde uygulanacak desarj tam sarj saykılı pili eski haline getirecektir.

    - Tam Bozulma
    Pillerinin tam bozulması, normal olarak zaman, sıcaklık, desarj durumu ve genel kullanım sartlarına baglıdır. Tam bozulma, çogunlukla pil bünyesinde bir kısa devre veya açık devre olusması sonucunda görülür. Dahili kısa devreler yüksek veya alçak dirençler yaratırlar ve sonuçta pilin sarj kabul etmemesine ve desarjda da kapasite düsüklüklerine yol açar. Dahili kısa devreler genellikle pilin seperatör maddesinin yıpranması neticesinde ortaya çıkar. Pildeki elektrolit maddesinin kuruması pil bünyesinde açık devreler yaratır. Bu gibi durumlarda elektrotlar arası akım geçisi zorlasır. Elektrolit kaybına yüksek sıcaklıklar ve yüksek akımla sarj / desarj uygulamaları sebep olmaktadır. Belirli bir cihaz için seçilmis bir pilin kapasite düsüklügü nedeniyle o cihazı çalıstıramaz duruma gelmesi o pilin atılacagı anlamına gelmemelidir. Bahis konusu pil için baska tür cihazlarda kullanım yeri bulmak mümkündür.

    2- Depolama
    Sızdırmaz tip Ni - Cd ve Ni – MH pilleri uzun yıllar depolanabilirler. Ancak bu depolama süresince pilin elektrotlarında zamanla yaslanma ve kapasitesinde bir azalma olacagı da asikardır. Tablo-3 ‘te depolama süresine göre Ni – Cd pilinin kapasitede meydana gelebilecek kayıplar görülmektedir. Bu depolamada pilin sahip oldugu sarj veya desarj durumunun önemi yoktur. Tavsiye edilen depolama sıcaklıgı 0°C ile 25°C arasındadır. Depolama ortamının izafi rutubeti %50 dolaylarında tutulmalıdır. Depolama yerinin karanlık olması da faydalıdır. Sogukta depolanan pillerin sarj kaybı daha azdır. Sekil-9’da pil depolama ortam sıcaklıgının pilin kapasite kaybına olan etkisi görülmektedir. Ancak pillerin sogukta muhafazası ekonomik olmayabilir. Sogukta bekletilmis piller kullanımdan önce oda sıcaklıgında en az 1 saat bekletilmelidir. Uzun süre ile depolanmıs pillerin tam kapasiteye ulasabilmesi 2 - 3 sarj desarj saykılına tabi tutulmayı gerektirir. 1 saykıl, tam sarjı takibeden bir desarjdan ibarettir. Diger taraftan uzun süreli depolanacak piller, depolama öncesi 0.2 CA Amperlik bir akım ile 1.0 V’a kadar desarj edilip bilahare depolamaya alınabilirse, depolama sonrası ilk sarjda hemen %100 verime ulasılacaktır.

    - Pil Kullanımında Dikkat Edilecek Hususlar -
    1. Çocukların pillerle oynamasına kesinlikle müsaade edilmemelidir.
    2. Özellikle iç dirençleri düsük pillerin (örnegin Ni -Cd türleri gibi) para, bilezik,yüzük veya diger madeni esyalarla kısa devre yaratması sonucunda ortaya çıkan yüksek sıcaklıklar yanıklara yol açacaktır.
    3. Dügme tipi veya küçük boy pillerin yutulması halinde derhal tıbbi müdahale gereklidir.
    4. Küçük çocukların oynadıkları pilli oyuncakların, pil yuvalarının emniyetli bir sekilde kapalı oldugu kontrol edilmelidir.
    5. Pilleri (+) ve (-) kutuplarının kullanıldıkları cihazadogru biçimde yerlestirilmeleri son derece önemlidir.
    6. Sarj edilemeyen türdeki piller herhangi bir sekilde kesinlikle sarj islemine tabi tutulmamalıdır.
    7. Kullanılmıs piller hayatiyet kazandırmak için kesinlikle ısıtılmamalıdır.
    8. Piller atese atılmamalı veya sökmeye çalısılmamalıdır.
    9. Cihazınızdaki pillerin tamamı aynı anda degistirilmelidir. Yeni pillerle kısmen kullanılmıs piller bir arada çalıstırılmamalı ve farklı markalarda piller beraber kullanılmamalıdır. Aksi takdirde pillerin akma ihtimali çogalacaktır. Bu ise cihazın arızalanmasına ve çevre kirliligine yol açacaktır.
    10. Sarj edilebilir pil ve batarya bloklarının özel durumlar haricinde 0°C’nin altında ve 40°C’nin üstündeki sıcaklıklarda sarj edilmeleri tavsiye edilmez.
    2.4. Kullanım Ömrünü Tamamlayan Piller Bünyelerinde civa, kursun, kadmiyum gibi zehirli maddeler bulunduran her türlü piller, insan saglıgının korunması bakımından çevreye rasgele atılmamalıdır. Piller faal haldeyken ve depolama esnasında bu maddenin dısarıyla temas etmesi mümkün olmadıgından, çevreye herhangi bir zarar vermesi söz konusu degildir. Ancak hizmet süresini tamamlamıs piller ve batarya bloklarının ne sekilde islem görecegi çok önemlidir. Bu nedenle asagıdaki hususlara dikkat edilmesi gerekir.
    1. Piller ve batarya blokları topraga gömülmemelidir. Her ne kadar pillerin dıs kabı çelikse de, bir süre sonra çürüme nedeniyle bu kap delinecek, neticede kadmiyum maddesi topraga geçecek ve topragı zehirledigi gibi, yer altı sularına da karısarak aynı zehirli etkiyi gösterecektir.
    2. Piller ve bataryalar akarsulara,göllere ve sıg denizlere dökülmemelidir.
    3. Piller ve bataryalar yakılarak imha yoluna gidilmemeli ve atese atılmamalıdır. Bu gibi durumlarda piller patlayabilecegi gibi, çok zehirli olan kadmiyum oksit vb gazı da çevreye yayılacaktır.
    4. Piller ve batarya blokları basınç altında ezilmemeli, sökülmemeli ve baskaca fiziksel veya kimyasal isleme tabi tutulmamalıdır. Yukarıda sıralanan nedenlerden dolayı kullanılmıs pillerin rasgele hurdacılara satılması da dogru degildir.
    Zira hurdacılar pillerin bünyesindeki metalleri geri kazanmak gayesi ile uygulayacakları islemler sonucunda çevreyi büyük oranda kirletecektir. Pillerin kullanıldıktan sonra üreticisine veya tedarikçisine iadesi en uygun yoldur. Ayrıca Ni-Cd pilleri ve batarya bloklarının sızdırmaz kaplar içerisinde kör maden kuyuları gibi çok derin yerlere bırakılması veya kıyıdan 50 km.’den az olmamak üzere, açık denizlere dökülmesi mümkündür. Ancak bunlar son derece pahalı çözümlerdir. Batı ülkelerinde atık pillerin bünyelerinde bulunan metalleri geri kazanan tesisler vardır. Bu suretle hem pillerin zararlı etkileri giderilmekte ve hem de piller degerlendirilebilmektedir. Bu tesisler bahis konusu metallerin borsa durumuna göre kullanılmıs pillerin tonu basına bir deger biçerler. Ancak kara yoluyla yapılacak sevkıyatlarda, kullanılmıs pillerden bu sekilde saglanacak gelir, nakliye ücretinden düsük olması durumunda ekonomik olmayabilir. Dolayısıyla bir seferde dısarıya gönderilecek miktarın azamide tutulması gereklidir.



    Benzer Konular

    - Sahabelerin Genel Özellikleri

    - İslamın genel özellikleri

    - Mevlana'nın genel özellikleri

    - 15. yüzyıl divan edebiyatı genel özellikleri

    - Şarj Edilebilir Piller

  3. 16.Şubat.2016, 21:59
    2
    AYSEN
    Kıdemli Üye

    Profili:
    Üyelik Tarihi: 19.Ocak.2016
    Üye No: 107604
    Mesaj Sayısı: 946
    Rep Derecesi:
    Tecrübe Puanı: 10

    Cevap: Şarj Olabilen Piller ve Genel Özellikleri




    teknoloji okadar çabuk gelişiyorki zamana ayak uydurmak imkansız gibi örneğin yıllardır hayatımızda yer alan pillerin bile okadar kusursuzları yapılıyorki şaşılmayacak gibi değil


  4. 16.Şubat.2016, 21:59
    2
    Kıdemli Üye



    teknoloji okadar çabuk gelişiyorki zamana ayak uydurmak imkansız gibi örneğin yıllardır hayatımızda yer alan pillerin bile okadar kusursuzları yapılıyorki şaşılmayacak gibi değil





+ Yorum Gönder