Bataryalar
B. Candan, E. Servi, K. Hocaoğlu
1.1. Batarya Grubu Nedir?
Elektrikli araçlarda “Battery Pack” olarak adlandırılan kısım, günlük hayatta kullandığımız pek çok batarya hücresinin şarj edilebilir olduğunu varsayarsak birleştirilmiş hali gibi düşünebilir.
Kavramsal Bilgi
Yukarıda belirttiğimiz “Battery Pack” kavramını şöyle açabiliriz. Pack, İngilizce-Türkçe sözlüğe baktığımızda ambalajlamak, sarmak, gibi anlamlara gelmektedir [1]. Burada “Battery” kelimesinin anlamını batarya olarak çevirmemiz doğru olacaktır. Bununla birlikte “Pack” sözcüğü paket anlamına geldiği gibi İngilizce’nin bir inceliği olarak başka bir anlama da gelmektedir ve bu iki anlamda elektrikli araçlardaki “Battery Pack” kavramına uymaktadır. Birincil anlamda Batarya Paketi şeklinde çevirebiliriz. Bu çeviri gayet doğru olacaktır zira batarya üniteleri pek çok hücreden meydana gelmektedir. İkincil anlamda ise “Batarya Sürüsü” diyebiliriz. Bildiğiniz üzere sürü, aynı cinsten oluşmuş gruplara denir. Ancak buradaki incelik şurada İngilizce’de Pack eğer sürü anlamında kullanılacaksa etçil ve vahşi hayvanlar için kullanılır. Örnek vermek gerekirse “Wolf Pack” yani “Kurt Sürüsü” örneğini verebiliriz. Eğer otçul bir sürüden bahsedeceksek pack kelimesini kullanamayız. Örneğin koyun yani “sheep” kelimesini ele alalım. İngilizce’de koyun sürüsü demek için “sheep herd” ifadesini kullanmamız gerekir. Sheep pack oldukça yanlış bir kullanım olacaktır. Kavramın tanımının hususi olarak “Battery Pack” olarak seçilmesinin altında yatan sebep enerjik, güçlü ve saldırgan bir imajın tercih edilmesidir.
- 1Bataryalar
- 2BATARYA NEDİR?
- 3DEVRE VE BATARYA
- 4BATARYA TİPLERİ
- 5BATARYA ŞEKİLLLERİ
- 6BATARYA İÇİ TEMEL İŞLEM BASAMAKLARI
- 7BATARYA YAPISI
- 7.1Batarya Hücresi
- 7.2Modül
- 7.3Paket
- 8BATARYA ŞARJ VE SAĞLIK DURUMU
- 9YAŞAM DÖNGÜSÜ
- 10ÖZEL ENERJİ, ÖZEL GÜÇ ve ŞARJIN KENDİLİĞİNDEN BOŞALMASI
- 10.1Özel Enerji
- 10.2Özel enerjinin Önemi
- 10.3Özel Güç
- 10.4Özel Gücün Önemi
- 10.5Kendiliğinden Şarj Boşalması
- 11LİTYUM -İYON BATARYA YAPISI
- 12HÜCRELERİN MEKANİK TASARIMI
- 13HÜCRE GÜVENLİĞİ
- 14BATARYA ELEKTRO-KİMYASI
- 15BATARYALAR ve SÜPERKAPSİTÖRLER
- 16Kaynakça
2. BATARYA NEDİR?
Batarya, birbiriyle bağlantılı elektrik hücreleri barındıran ve bu sayede kimyasal enerjiyi elektrik enerjisine çeviren yapıdır. Bataryada yer alan her hücre iki adet elektrottan oluşur. Bu sayede pek çok kez yükseltgenme ve indirgenme reaksiyonu gerçekleşir. Reaksiyon faaliyeti elektromotor gücü oluşturur.
3. DEVRE VE BATARYA
Herhangi bir bataryadan yararlanmak için kapalı devre kullanmamız gerekir. Basit bir elektrik devresi şunlardan oluşur: ● Batarya (Güç Kaynağı) ● Bağlantı Kablosu ● Direnç (Örneğin: Ampul) Batarya, potansiyel farklılık oluşturan güç kaynağıdır. Bu potansiyel farklılık elektronları akıma zorlar. Akım direncin (ampulün) üstünden geçerek enerjinin dışarı vurulmasını sağlar.
4. BATARYA TİPLERİ
4.1. İlkel (Primary) Bataryalar [2]
Bu tür bataryalar günlük hayatta en çok karşılaştığımız ve en çok kullandığımız bataryalara örnektirler. Ek olarak belirtirsek ilkel bataryalar aşağıda yer alan özelliklerinden dolayı çevre için atık problemi oluştururlar: ●Tek kullanımlıktırlar ve şarj edilemezler. ●Elektrotların içindeki kimyasal reaksiyon geri alınamaz ve tekrardan elektrik enerjisine dönüştürülemez. ●Herhangi bir şarj etme girişimi bataryanın içindeki tehlikeli sıvının sızmasına sebep olabilir. İlker bataryalara örnek olarak Alkali-manganez hücreler gösterilebilir.4.2. İkincil Bataryalar [3]
Bu tür bataryaların en popüleri Lityum-İyon türevi bataryalardır. İkincil bataryaların özelliklerini şu şekilde özetleyebiliriz: ●Şarj edilebilirler. ●Tekrar edilebilir, tersinebilir kimyasal reaksiyon barındırırlar. İlker bataryalara örnek olarak Laptop bataryaları örnek gösterilebilir.4.3. Korumalı Bataryalar [4]
Korumalı bataryalar genellikle uzun süre enerjinin korunması ve korunan enerjinin bir kere kullanılması prensibiyle tasarlanmışlardır. “Stand by” bataryalar olarak da bilinirler. Temel özellikleri şöyle sıralanabilir: ● Kullanım anına kadar izole bir şekilde kalırlar. ● Enerji kayıpları diğer batarya türlerine kıyasla oldukça düşüktür. ● Aktif kimyasallar kullanım için reaksiyona girmedikleri zamanlarda izoledirler. İkinci maddede özellikler belirtmek istediğimiz şey kullanım dışı anlarda yaşanan enerji kayıpları oldukça azdır. Bildiğimiz üzere bataryalar kullanılmadıkları halde de enerji kaybetmektedirler.5. BATARYA ŞEKİLLERİ
Bataryalar şekillerine göre farklı kategorilere ayrılırlar [5]:
- 1. Silindirik bataryalar
- 2. Bozuk para şeklindeki bataryalar
- 3. Prizmatik bataryalar
- 4. İnce ve düz (dikdörtgen veya kare) bataryalar
Popüler Bilgi: Tesla Roadster Pack 6,800 civarı silindirik hücreden oluşurken Nissan Leaf Pack 192 Prizmatik hücreden oluşur[6][7].
6. BATARYA İÇİ TEMEL İŞLEM BASAMAKLARI
Bataryanın enerji üretme basamakları temel olarak şu şekilde gerçekleşir:
- 1. Elektrik, iletken tellerden oluşan bir devre içinde akar.
- 2. Bataryalar anot (+), katot(-) ve elektrolitten oluşur.
- 3. Batarya içindeki kimyasal reaksiyon sonucu elektronlar anot ve katot arasında yer değiştirir. Bu durum potansiyel farkı meydana getirir.
- 4. Elektronlar yeniden düzene girerek bu farkı minimize etmeye çalışırlar.
- 5. Elektronlar batarya içinde anot tarafa geri dönmek isterler fakat batarya yapısı buna izin vermez.
- 6. Dolayısıyla elektronlar mecbur olarak iletken telden geçerek artı tarafa, anota ulaşmak durumunda kalırlar. Bu yolculuk esnasında enerji ortaya çıkar, direncin üstünden geçer yani ampul yanmış olur.
Buradaki temel prensibi biraz daha detaylı bir şekilde anlatabiliriz. Elektronlar her zaman akmak ister. Devre tamamlandığı zaman da enerji ortaya çıkar. En temel prensip budur. Bu yüzden prize demir çubuk sokan bir kişi çarpılır. Çünkü içerideki elektronlar akma eğilimindedir. Prize bir şey girene kadar devre tamamlanmaz, dolayısıyla da elektrik açığa çıkmaz. Ancak devre bir şekilde tamamlandığında enerji ortaya çıkar.
7. BATARYA YAPISI
Batarya diye adlandırdığımız güç kaynağı temel olarak 3 farklı ve iç içe geçmiş yapıdan oluşur:
- 1. Batarya hücresi
- 2. Paket
- 3. Paket
7.1. Batarya Hücresi
Batarya hücresi yapıda yer alan en küçük birimdir. Ortalama bir batarya hücresinin voltaj aralığı 1 ile 6 volt arasındadır.7.2. Modül
Modüller, hücrelerin birbirine paralel veya seri bağlanmasından oluşan yapılardır. Burada paralel ve seri bağlama kavramları temel elektronik bilgisine dayalıdır. Yukarıdaki Görsel 1’de A noktasından sonra ayrılan iki koldan yukarıdaki koldaki 40 ve 20 ohmluk dirençler ve aşağı koldaki 70 ve 20 ohmluk dirençler kendi aralarında seri bağlıyken yukarı kol ve aşağı kol birbirine paralel bağlıdır. Paralel bağ ve seri bağlı devrelerin günlük hayattaki kullanımına şöyle örnek verebiliriz. Aynı anda yanan ön far lambaları birbirine seri bağlanmıştır. Aynı akımdan faydalanır. Sinyal lambaları ise aynı yolda paralele bağlıdır. Böylece farklı zamanlarda çalıştırılabilir [8].Not: Biz bu kitapta devreler konusunun ayrıntısına girmeyeceğiz. Devre mantığını ve doğru akımı anlamak için internette kısa bir araştırma yapmanız yeterli olacaktır. Temel matematik bilgisiyle doğru devreler rahatlıkla anlaşılabilir. Ancak alternatif akım da elektriğin ayrılmaz bir parçasıdır. Alternatif akım, doğru akıma kıyasla idrak etmesi daha zor bir konudur. Zira alternatif akım yapısı itibariyle parabol, diferansiyel gibi ileri matematik bilgilerinin uygulamalarını içermektedir. Konunun akışı gereği iki devre yapısıyla ilgili notlar paylaşacağız.
7.3. Paket
Modül gruplarının entegre çalışması için paralel veya seri bağlanarak bir araya getirilmesinden oluşan yapılara paket denir. Paketlerin içerisinde aynı zamanda sensörler de mevcuttur. Bu sensörlerden faydalanarak paket yönetimi yapılır. Isı ölçüm sensörü buna örnek gösterilebilir. Sensörler vasıtasıyla elde edilen datalar batarya kontrol sistemine yani araç kontrol ünitesine gönderilir. Sensörlerden bir nevi yapay zeka oluşturulur. Sensörün önemini kavramak için fosil yakıtlarla çalışan araçların depo mantığını ve bataryanın doluluk oranını karşılaştırmak yeterli olacaktır.Benzinli araçlarda depolar vardır. Bu depoların doluluk oranını ölçmek oldukça kolaydır. Depo içerisindeki basit bir şamandıra yer alır. Depodaki yakıt seviyesi düştükçe bu şamandıra da aşağıya iner ve yakıt tankının seviyesi benzin göstergesinde kolayca gözlemlenebilir. Ancak bu iş birçok hücreden ve modülden oluşan bataryada bu kadar kolay değildir. Sensörlerin her hücreyi kontrol ederek belli bir algoritma çıkarması ve bu algoritmaya göre de şarj seviyesini ölçmesi gerekir.
Önemli Not: Benzinli araçlarda deponun tamamen boşalması araca zarar vermez. En fazla yolda kalırsınız ve yakıt takviyesi yaparak kaldığınız yerden devam edersiniz. Ancak teknik sebeplerden dolayı Lityum-İyon bataryaların asla tamamen boşalmaması gerekir. Tamamen boşalan bataryanın bir daha çalışması mümkün değildir. Akıllı telefonlarda gözüken %2, %3 şarj oranları kullanılabilir şarjı temsil eder. Esasında batarya tamamen boşalmaz. Cihaz kapanarak asgari potansiyeli saklı tutar.
Popüler Bilgi: TNissan Leaf Bataryası, her biri 4 lityum-iyon hücresi barındıran 48 modülden oluşur.
8. BATARYA ŞARJ VE SAĞLIK DURUMU
Paket yapısını anlatırken bahsetmiştik, bir batarya tamamen bitemez. Bu kavramı anlamak için “State of Charge (SOC)” kavramına bakabilirsiniz. Bir burada çok fazla detaya girmemeye ve kafaları karıştırmamaya çalıştığımız için kompleks matematiksel hesaplamalara girmiyoruz. Kullanılabilir enerji belirlenmesi için SOC bilinmelidir. SOC için de algoritma gereklidir. Şimdi şarj durumunu hesaplamanın basit bir örneğini verecek olursak elimizde kapasitesi 30 Amper saat olan bir batarya olsun. Bu batarya aynı zamanda kullanılabilir seviyesi %0 yani boş batarya olarak ele alalım. Bu bataryayı 2 Amper akımla 5 saat şarj edelim. Yani 10 Amper saatlik bir enerji transferinde bulunmuş olalım. Eğer 30 Ampersaat kapasiteli bir batarya 2 amper akımla 5 saat şarj edilirse oran-orantı hesabından bataryanın yaklaşık %33’ünün şarj edildiği çıkarımını yapabiliriz. SOC konusunda çok daha karmaşık algoritmaları hayal edebilirsiniz.
8.1. Batarya Boşalma Derinliği
Batarya kapasite yüzdesi boşalma seviyesi olarak da bilinir. Genelde maksimum kapasite şöyle ifade edilir:Boşalma Derinliği = 100 – SOC
Cut-Off Voltage (Voltaj Kesme Değeri)-Bataryanın minimum işlev görebileceği değerdir. Batarya bu değerin altında işlev görmez.8.2. C-Oranı
Bir bataryanın şarj ve deşarj oranı, C-Oranı ile ifade edilir[9]. Bir bataryanın kapasitesi genellikle 1 C-Oranı kabul edilir. Pil kapasitesi ise, bir bataryanın belirli bir süre boyunca bir yüke sabit bir akım veya sabit bir enerji vermesidir. Pil kapasitesi iki şekilde gösterilir.1. Amp Hours = Ah veya mAh.
Bu gösterimde, voltaj değişikliği yok sayılır ve sabit bir akım yüküne sahip olduğu kabul edildiği için batarya kapasitesini göstermek adına doğru yol değildir.
2. Watt Hours = Wh
Bu tanımlamada voltaj değişimi ve değişken akım yükü göz ardı edilmediği için gerçek ifadeyi verir. Kapasiteyi etkileyen unsurlar; kesim gerilimi, sıcaklık, deşarj akımı ve raf süresidir. Örneğin 1Ah değeriyle ifade edilmiş tam şarjlı bir batarya, 1 saatte 1A sağlamalıdır. Bu batarya 0.5 C değerinde ise deşarj olması için geçen 2 saat boyunca 500 mA sağlanmalıdır. Bu batarya 2 C değerinde ise, 30 dakikalık sürede 2 A verir. Bu da gösteriyor ki C oranı arttıkça, şarj ve deşarj olma süresi kısalır. Ayrıca hızlı deşarjdaki kayıplar deşarj süresini azaltır ve bu kayıplar ayrıca şarj sürelerini de etkiler. Aşağıdaki tablo da bunu açıklayıcı niteliktedir [10].
C Oranı
C Oranı | Zaman |
5C | 12 dakika |
2C | 30 dakika |
1C | 1 Saat |
C/2 | 2 Saat |
C/5 | 5 Saat |
C/10 | 10 Saat |
C/20 | 20 Saat |
IB=C / N
IB= ortalama batarya akımı
C= Kapasite
N= Deşarj süresi
Yukarıdaki eşitliğe göre, 20 Ah’lik batarya 10 saat boyunca ortalama 2 A temin eder. Fakat kayıplar dikkate alındığı zaman, bu sürenin 10 saatten az olacağı söylenebilir. C / 10 ile C_10 ve C / 0.5 ile 2C; C oranı gösterimi için aynı sonucu ifade eder.
9. YAŞAM DÖNGÜSÜ
Bataryalar için yaşam döngüsü önemlidir. Yaşam döngüsü kısaca bataryanın ne kadar dolup, boşalacağını ifade eder. Bataryanın ömrü olarak da adlandırabiliriz. Yaşam döngüsünü belirleyen 3 ana faktör vardır:- 1. Sıcaklık
- 2. Boşalma derinliği
- 3. C oranı
9.1. Katı Arayüz Direnci
Bataryanın temel mekanizmasında daha önce de değindiğimiz üzere elektronların bir yerden bir yere iletilmesi sonucu ortaya çıkan enerji vardır. Batarya yapısında elektronlar elektrolitler arasında geçiş yapamazken + yüklü iyonlar geçer. Elektronların geçişini engelleyen şey katı arayüzdür. İşte her şarj olma/boşalma döngüsü bu arayüzün direncinde artışa sebep olur ki bu da batarya için olumsuz bir durumdur.10. ÖZEL ENERJİ, ÖZEL GÜÇ ve ŞARJIN KENDİLİĞİNDEN BOŞALMASI [14]
10.1. Özel Enerji
Özel enerji, her ünite öbeğinin sahip olduğu nominal batarya enerjisidir. Özel enerji olarak tabir edilen fonksiyon, batarya kimyası ve paketinin oluşumundan meydana gelen bir fonksiyondur.10.2. Özel Enerjinin Önemi
Elektrikli araçların tam dolu bir batarya ile gidebileceği maksimum mesafeyi belirleyen en önemli etken özel enerji kavramıdır. Sıcaklık değişimlerinden kaynaklanan ufak sapmalar olmakla birlikte aracın gidebileceği mesafeyi doğrudan özel enerjiye bağlayabiliriz.10.3. Özel Güç
Öbek başı maksimum güç olarak özetleyebiliriz. Özel güç kavramı da tıpkı özel enerjide olduğu gibi batarya kimyası ve paketin oluşumundan meydana gelen bir fonksiyondur.10.4. Özel Gücün Önemi
Elektrikli aracın hızlanma özelliğini doğrudan özel güç belirler. Özel güç katsayısı artarsa performans artar.10.5. Kendiliğinden Şarj Boşalması
Kendiliğinden boşalma (self-discharge) oranı batarya kullanılmazken ne kadar hızla enerji kaybedildiğine bakılarak ölçülür. Hücre içinde istenmeyen ancak meydana gelen kimyasal reaksiyonlar sonucu oluşur. Bu oran hücre kimyasına ve ortam sıcaklığına bağlıdır. Lityum -iyon bataryalarda kendiliğinden boşalma oranı %2-%3 arasındadır. Lead-acid bataryalarda ise bu oran %4 ile %6 oranındadır.11. LİTYUM -İYON BATARYA YAPISI
Basit olarak anlatmak gerekirse bir Lityum iyon bataryası aşağıdaki komponentlerden oluşur:- 1. İki adet elektrot
- 2. Ayırıcı
- 3. Akım Kolektörü

Li-on Devresi
Resim 3’te görüldüğü üzere Lityum, elektron vererek artı yüklü Lityum iyonlarına ve serbest elektronlara ayrılır. Ayırıcı, Lityum iyonlarının anot tarafına geçişine izin verirken, elektronlara izin vermez. Elektronlar ise akım kolektörlerinin yönlendirmesiyle hücreyi dışarıdan çizdiğimiz ok doğrultusunda tamamlar.11.1. Teknik Reaksiyon Basamakları
Teknik reaksiyon basamakalrını şu şekilde özetleyebiliriz:Anot: Oksidasyon (yükseltgenme) reaksiyonunun kaynağı. Atom elektronları (eksi yükleri) burada toplar.
Katot: İndirgenme reaksiyonunun kaynağı. Atomlar elektronlardan (belli sayıda) vazgeçer.
Ayırıcı: Lityum atomlarını fiziksel olarak eksi yükünden yalıtan kısım. Bir elektrottan diğer elektrota iyon geçişine izin verirken elektronların geçişine izin vermez.
Akım Kollektörü: Tüm elektrotlarda bulunan; elektronları harici devreye yönlendiren kısımdır.
Elektrot: Gerektiğinde iyonları elektro kimyasal reaksiyon için destekleyen parçadır. Lityum iyonlarının hareketi yüksek voltajın ortaya çıkmasına sebep olur. Her hücre 3.7 volt enerjiyi destekler. AA Alkalin hücrelere kıyasla 1,5 volt fazlalık demektir. Lityum İyon hücrelerinin büyük avantajlarından biri de cep telefonlarında kullanılabilecek kadar küçük kullanım alanlarında değerlendirilebiliyor olmasıdır.
12. HÜCRELERİN MEKANİK TASARIMI
Hücreler mekanik tasarım yönünden ikiye ayrılır. Bu bölümde tasarımları iki ayrı başlık olarak inceleyeceğiz.12.1. Silindirik Hücreler
Lityum-İyon hücreler üç ince plakadan oluşurlar ve metal bir koruyucu içinde muhafaza edilirler. Bu üç plaka şu şekildedir:- 1. Pozitif elektrot
- 2. Negatif elektrot
- 3. Ayırıcı
12.2. Prizmatik Hücreler
Pozitif elektrot Lityum-Kobalt-Oksit (LiCoO2)’den yapılır. Negatif Elektrot ise karbondan yapılır. Batarya şarj olurken lityum iyonları pozitif elektrottan negatif elektrota geçerek karbona tutulurlar. Boşalma esnasında ise lityum iyonları karbondan ayrılarak LiCoO2’ye geri dönerler. Metal kasa koruyucu işlev görür.13. HÜCRE GÜVENLİĞİ
Bataryalar elektronik yapılar oldukları için hücre güvenlikleri çok önemlidir. Hücrelerde işler yolunda gitmemeye başladığı zaman çeşitli güvenlik önlemleri protokollerinin otomatik olarak devreye girmesi ve durumun onarım gerçekleşene kadar stabil tutulması gerekmektedir. Bu bölümde hücre güvenliğiyle ilgili birkaç protokole değineceğiz.13.1. Pozitif Sıcaklık Katsayısı (PSK)
Pozitif sıcaklık katsayısının İngilizce orijinal terimi ve kısaltması su şekildedir; Positive Temperature Coefficient (PTC). Bataryaların PSK anahtarları mevcuttur. Bu anahtarlar bataryayı fazla ısınmadan korur. PSK direnci cihaz sıcaklığına göre keskin bir artış gösterir.13.1.1. PSK işleyiş mekanizması
PSK, akım yönü üzerinde bir anahtardır. Sıcaklık artışı olduğunda akım yönü üzerindeki bu anahtar açılarak hücre koruma işlevi gerçekleştirilir.13.2. Devre Kesici Cihaz (Circuit Interrupt Device)
Devre Kesici Cihaz (DKC) basitçe valfe baskı uygular. Çalışma mantığı, elektrik sigortasına benzer. Hücre belirli akım limitini aştıysa dahili gaz baskıyı oluşturur. Hücre içi elektronik bağlantı eğer akım aşımı söz konusuysa kesilir. Bu yöntemle DKC, cihazı korumuz olur.13.3. Ayırıcı Erimesi
“Shut down separators” olarak da geçen bu teknoloji şu şekilde çalışır; eğer hücre aşırı ısınma yaparsa veya başka beklenmedik durum ortaya çıkarsa ayırıcı erir ve sistemin kısa devre yapmasını sağlayarak çalışmayı engeller.13.4. Cell-Vent
Cell-Vent özet olarak sıcaklık artımı sonucu hücrede oluşan gazın tahliyesini sağlar. Bu gerçekleşmezse hücre patlayabilir.14. BATARYA ELEKTRO-KİMYASI
Bataryalar galvanik hücrelerden oluşur. Bu hücreler elektrik enerjisini biriktirerek süreci yönetir. Tüm galvanik hücrelerde indirgenme ve yükseltgenme tepkimeleri gerçekleşir. Batarya elektro kimyasını genel olarak anlamak ve görselleştirmek adına limondan batarya yapımı deney videolarını izleyebilirsiniz.14.1. Bakır-Çinko Galvanik Batarya
Batarya bakır-çinko ikilisinin tuz çözeltisine yerleştirilmesiyle elde edilir. Çinko tuz çözeltisine girdiğinde elektron kaybetmek ister. Bakır çözeltiye girince o da elektron kaybetmek ve kararlı hale geçmek ister. Çinkonun elektron kaybetme eğilimi bakırdan daha güçlüdür. Yarım hücreler tuz köprüsüyle birbirine bağlandıklarında elektronlar ve iyonlar için kapalı devre oluşur. Bakır iyonları elektron toplayarak bakır metaline dönüşür.15. BATARYALAR ve SÜPERKAPSİTÖRLER [13]
Bu bölümde bataryalar ve süperkapasitörler konusuna değineceğiz.15.1. Süperkapasitörler
Süperkapasitörlerin öne çıkan 4 temel özellikleri mevcuttur:- 1. Kullanım ömürleri uzundur.
- 2. Pahalıdırlar.
- 3. Düşük enerjili sistemlerdir.
- 4. Hızlı şarj olurlar
Li-ion, süperkapasitör karşılaştırılması
Parametre | Süperkapasitör | Li-ion |
Şarj Süresi | 1-10 saniye | 10-60 dakika |
Yaşam Döngüsü | 30,000 saat | 500+ saat |
Hücre Voltajı | 2,3 volt – 2,75 volt | 3,6 volt |
Özel Enerji | 5 | 120-240 |
Özel Güç | 10.000 civarı | 1.000-3.000 |
Kwh başına ücret | 10.000$ | 250$-1000$ |
Servis Süresi | 10-15 yıl | 5-10 yıl |
Şarj Sıcaklığı | -40 ile 65 santigrat derece | 0 ile 45 santigrat derece |
Boşalma ısısı | -40 ile 65 santigrat derece | -20 dereceden 60 dereceye kdr. |
15.2 Lityum İyon Tipi Hücrelerin Avantajları[12]
- 1. Az yer kaplarlar
- 2. Şarj olmak için tamamen deşarj olmaları gerekmez.
- 3. Kendi kendilerine şarj kayıp oranları düşüktür.
- 4. Arabalar ve telefonlar için uygundurlar
- 5. Nominal hücre voltajı 3,6 volttur. Bu da doğrudan telefon, tablet, dijital kameralar için kullanılabilir olmayı getirir.
- 6. Yüksek özel enerji kapasitesine sahiptirler.
- 7. Uzun yaşam döngüsü ve raf ömürleri vardır.
- 8. Yüksek kapasiteye sahip olmanın yanı sıra düşük iç dirençleri vardır.
- 9. Nispeten kısa sürede şarj olurlar.
Kaynakça
[2] http://mechanicalmania.blogspot.com/2011/07/types-of-battery.html
[3] http://mechanicalmania.blogspot.com/2011/07/types-of-battery.html
[4] https://www.gsmarena.com/glossary.php3?term=stand-by-time
[5] https://batteryuniversity.com/learn/article/types_of_battery_cells
[6] http://large.stanford.edu/publications/coal/references/docs/tesla.pdf
[7] https://pushevs.com/2018/01/29/2018-nissan-leaf-battery-real-specs/
[8] Elektrik-Elektronik Mühendisliğinin Temelleri, Doğru Akım Devreleri Cilt 1, Prof. Dr. Uğur Arifoğlu, Alfa Yayınları
[9] https://batteryuniversity.com/learn/article/what_is_the_c_rate
[10] https://www.youtube.com/watch?v=R8hTQXqURB4
[11] https://www.youtube.com/watch?v=BUzx21K4468
[12] https://batteryuniversity.com/index.php/learn/archive/is_lithium_ion_the_ideal_battery
[13] https://www.supercaptech.com/battery-vs-supercapacitor
[14] https://batteryuniversity.com/learn/article/battery_definitions