PİL VE AKÜ TİPLERİ:
1-Şarjsız Piller
a. Çinko karbon En yaygın pillerdir. Her yerde kullanılmaktadır.
b. Alkaline manganez Fotoğraf makineleri, kumanda vb. bir çok yerde kullanılmaktadır.
c. Cıva çinko Eskiden saatlerde ve tıbbi cihazlarda kullanıldılar.
d. Cıva kadmiyum Eskiden saatlerde ve tıbbi cihazlarda kullanıldılar.
e. Hava çinko Modern işitme cihazları ve tıbbi cihazlarda kullanılmaktadır.
f. Termal Askeri ve bilimsel alanlarda kullanılmaktadır.
g- Lityum Yüksek verim istenen bütün cihazlarda kullanılmaktadır.
2-Şarjlı Piller:
a. Ni-Cd Yaygınlığı azalmakla beraber hala kullanılmaktadır.
b. Ni-MH Düşük hacimde yüksek kapasiteli pillerdir.
c. Lityum Özel ve pahalı pillerdir. Çok yüksek verime sahiptir.
Şarjlı piller genel olarak 3’e ayrılırlar:
I. Ni-Cd Piller:
Ni-Cd piller doğaya çok fazla zarar verdikleri için üretimleri ve kullanım alanları gittikçe daralmaktadır. Büyük hacimde düşük verimlidirler. Bu tip pilin yerini Ni-MH piller almaktadır. 1.2V’tur.
II. Ni-MH Piller:
Ni-MH piller küçük hacimlerde yüksek verim sağladığı ve ekonomik olduğu için gittikçe yaygınlaşmaktadır. Hemen hemen her yerde kullanılmaktadır. Daha dayanıklıdırlar. 1,2V’tur.
III. Lityum Piller:
Şarjlı lityum piller çok kullanışlı, çok küçük hacimde yüksek verimli pillerdir. Kameralarda, Lap top’larda, mikro elektronikte yüksek verim isteyen her yerde kullanılmaktadır. 3,6V’tur.
3-Aküler:
a. Açık tip aküler:
Otomobillerde kullandığımız ve akü dediğimiz açık tip bataryalardır.Atmosfere açık olan bu bataryalar kullanım sırasında atmosfere hidrojen gazı verirler ve bu yüzden su azaldığı için suya ihtiyaç duyarlar. Kullanım ömürleri süresince sürekli bakım isterler.
b. Yarı açık aküler:
Bu tip bataryalarda kullanılan elektrolitlerde atmosfere gaz salarlar.Ancak bu tip bataryaların elektrolitleri jel türündedir. Fazla bakım istemezler.
c. Kuru aküler:
Üçüncü tip bataryalar tamamen kapatılmış (sealed) kurşun (lead) veya Ni-Cd bataryalardır.Kapalı tip bataryalar normal olarak çıkan gazı atmosfere vermezler. Bu yüzden kullanım ömürleri süresince bakım gerektirmez.
Pillerde Şarj, Deşarj, Hafıza, Isınma, Sızma, Ömür
Şarj, Deşarj:
Ni-Cd ve Ni-MH pilleri için üretici firmanın tavsiye ettiği şekilde şarj etmek gerekir, mümkünse aynı firmanın şarj cihazını kullanmak daha faydalıdır. Bu tip piller genellikle sabit akımla şarj edilir. Boş (deşarj olmuş) bu pilleri pil kapasitesinin 1/10’u kadar sabit akımla şarj etmek en uygunudur. Örneğin 1500 mAh’lik bir Ni-Cd veya Ni-MH pili 150 mAh ile oda sıcaklığında 14-16 saat süreyle şarj etmelidir. Bu şekilde şarj etmek pilin daha uzun ömürlü ve daha verimli çalışmasını sağlar. Pilleri hızlı şarj etmek sakıncalıdır, pilin verimini ve ömrünü azaltır. Normal şarj süresinden fazla şarja tabi tutulmuş pillerde performans düşüklüğü görülür. Aşırı deşarj olmuş pilleri 20-24 saat şarj etmek gerekir. Şarjlı piller fabrikan boş (deşarjlı) olarak piyasaya sürülür. İlk kullanımdan önce şarj edilmelidir. İlk şarj edilmesi aşağıda anlatılmıştır.
Hafıza:
Ni - Cd pillerde pil ilk kullanımda tam şarj edilip tam deşarj edilmelidir. Sonra tekrar tam şarj edilerek kullanılmaya başlanır ve her kullanımda tamamen deşarj olmalıdır. Uzun süre tam şarj ve tam deşarj olmadan kullanılırsa Ni-Cd pillerin verimi ve kapasitesi düşer. Bu olay hafıza etkisi olarak tanımlanır. Uzun süreli aşırı şarjı takip eden ilk deşarjda da bu tip kayıp görülebilir. 2-3 ayda birkaç kez pil tam deşarj ve tam şarj edilir tamamı kullanılırsa bu hafıza etkisi silinip başlangıçtaki kapasitesine yakın bir kapasiteye yeniden ulaşabilir veya bazen de ulaşamaz. Son yıllarda pil üretim teknolojisinde sağlanan gelişmelerin sonucunda bahis konusu etki asgari düzeyde kalmaktadır.
Isınma:
Ni-Cd ve Ni-MH piller, çok fazla sıcak veya çok soğuk ortamlarda tam kapasiteli çalışmazlar. İdeal çalışma sıcaklığı 20-35 derece arasındadır. Geniş sıcaklık sınırları içerisinde de kullanılmaları mümkündür. Ancak, sıcaklık artışı nedeni ile pil bünyesindeki elektro-kimyasal aktivitenin artacağı, sıcaklık düşmesi ile de bu aktivitenin azalacağı unutulmamalıdır. Bu nedenle aşağıda belirtilen hususların göz önünde tutulması yararlı olacaktır.
1. Piller her zaman ısı kaynaklarından uzakta kullanılmalıdır. Özellikle silindirik tip pillerin 35°C sıcaklığın üstündeki devamlı kullanımlarında kapasite düşüklüğü görüleceği gibi pil ömründe de kısalma söz konusudur.
2. Sıcaklığın artısı ile pilin kendiliğinden deşarj olma oranı da artar.
3. Özel durumlar haricinde pillerin 0°C 'nin altında ve 40°C'nin üstünde şarj edilmesi tavsiye edilmez. Zira bu sıcaklıklardan sonra verim düşmeye baslar.
4. Şarj esnasında pillerin sıcaklığı tedricen artacaktır. Ortamda yeterli havalandırma mevcut değilse piller aşırı ısınmaya maruz kalacaklar ve performansları düşecektir. Özellikle yüksek akım ile yapılan şarjlarda pil ısısının mutlaka kontrol edilmesi gerekir.
Sızma:
Ni-Cd ve Ni–MH pillerinin satış öncesi depolanması, satış sonrası kullanılması esnasında veya sürekli şarj/deşarj edilmesi ve özellikle aşırı şarj durumunda üst kısımlarında kristal halinde beyaz toz zerrecikleri görülebilir. Bu madde, pillerde sızdırmazlık contasından nüfuz etmiş Potasyum Hidroksit'in (Elektrolit maddesi) havadaki serbest Karbondioksit ile birleşerek meydana getirdiği Potasyum Karbonat'tır. Bu toz zerrecikleri pilin elektriği özellikleri üzerinde veya ömrüne olumsuz yönden hiçbir etkisi yoktur. Ayrıca bu madde kuru bir bezle temizlenebildiği gibi, istenildiğinde silindirik pillerin ağız kısmına silikon gresi sürmek suretiyle tamamen önlenebilir.
Kullanım Ömrü:
Dış mekanik etkiler Ni-Cd ve Ni–MH pillerinin ömrü üzerinde çok az etkisi vardır. Ancak aşırı deşarj akımları, aşırı şarj süreleri ve aşırı sıcaklıklar pillerin ömürlerini kısaltıcı faktörlerdir. Normal kullanım şartlarında pillerin ömrü 1000-2000 şarj/deşarja kadar uzanabilir. Bu ise 5 yıl veya daha uzun süreye karsı gelmektedir.
LİTYUM-ION PİLLER:
Lityum-Ion piller diğer şarjlı pillerden farklı olduğu için ayrı başlık altında anlatmaya çalışalım. Lityum-Ion piller Ni-Cd ve Ni-MH pillerden daha küçük hacimlerde daha yüksek kapasiteli pillerdir. Normal gerilimleri 3,6V’tur. Lityum piller diğer piller gibi silindirik ve prizmatik şekilde üretilirler. Ni-Cd ve Ni-MH pilleri 1,2V olduğundan lityum piller 3 adet pil yerine kullanılabilir. Lityum-Ion piller diğer pillere göre ayrı bir şarj tekniği ile şarj edilirler. Mekanik koruyucu içerisindedirler. Aşırı basınca karşı basınç ventili vardır. Pil blokları arasında polyswitch (PTC-Pozitif sıcaklık katsayılı termistör) olmalıdır.
Şarj ve Deşarj:
Lityum-Ion piller “I/U“ metodu olarak adlandırılan teknik ile sarj edilirler. Bu teknikte, örneğin 1000mAh kapasiteye sahip bir pil önce pil gerilimi 4.2V’a ulaşıncaya kadar 1000mA sabit akım ile ( takriben 1 saat ) daha sonra 4.2V şarj gerilimini 2 saat süreyle sabit tutup akımı sürekli azaltarak şarj edilebilir. Bu durumda, Lityum-Ion pillerinin şarjı 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 ulaşır.Bu şartlardaki şarj işlemini piyasada Ni-Cd ve Ni-MH pilleri için bulunan şarj cihazları ile sağlamak mümkün değildir. Bu nedenle Lityum-Ion pillerinin şarjı özel olarak bu is için özel olarak tasarlanmış elektronik cihazlarla yapılmalıdır.
Depolama:
Sızdırmaz tip Ni - Cd ve Ni – MH pilleri uzun yıllar depolanabilirler. Ancak bu depolama süresince pilin elektrotlarında zamanla yaşlanma ve kapasitesinde bir azalma olacaktır. Aşağıdaki tabloda oda sıcaklığında depolama süresi ve bu sürelerde yüzde olarak ortalama kayıpları verilmiştir.
| Oda sıcaklığında depolama süresi (Yıl) | 1 | 3 | 5 | 10 | 15 | 20 |
| Fabrika çıkışına göre kapasitedeki kayıp (%) | 2,5 | 8 | 12 | 16 | 20 | 35 |