Lityum İyon Bataryalar

Lityum iyon batarya nedir? Nerelerde kullanılır?

Lityum iyon piller şarj edilebilen pillerdir. Lityum iyon pillerde elektrotlar karbon ve metal oksit, elektrolit ise lityum tuzu çözeltisidir.

Kullanım Alanları:

• Cep telefonu
• Diz üstü bilgisayarlar
• Küçük ev aletlerinde
• Tabletlerde
• Elektrikli araçlarda

gibi birçok alanda kullanılmaktadır.

Lityum iyon batarya nasıl çalışır?

Bir lityum iyon pilinin içi; katot (+), anot (-) ve ayırıcı plaka olarak 3 temel bölümden oluşur. Bataryayı şarj ettiğinizde, elektrikle yüklenen lityum atomları, karbon katmanda toplanır ve şarjdan çıkardıktan sonra, elektronlar katot kısma doğru hareket eder. Bu döngünün gerçekleşmesi sırasında elektromanyetik güç üretilir.

Batarya yapımında neden lityum elementi kullanılmaktadır?

Lityumun sıvı haldeki yoğunluğu suyun sadece yarısı kadardır, katı halde ise en hafif metaldir. Ayrıca lityumun elektron verme ve artı yüklenme eğiliminde olması pillerde/bataryalarda kullanımı için önemli tercih nedenleridir.

Oda Sıcaklığında: Katı

Erime Noktası: 180.54 °C

Yoğunluğu: 0.534 g/cm3

Kristal Yapısı: HMK

Alkali bir metal olan Lityum 3 olan atom numarası ile periyodik cetvelin  Hidrojen ve Helyum’dan sonra en “küçük” atomudur. Bu nedenle kimyasal reaksiyonlarda Anot-Katot arasında iyon mobilizasyonu çok kolaydır.

Gerek telefon ve bilgisayarlarda gerekse başka ürünlerde bulunan bu piller, son derece hafiftirler. Bu yüzden de elektronik endüstrisinde sıklıkla tercih edilirler.

Li-ion ve Ni-Cd pillerin karşılaştırılması

• Lityum iyon piller Ni-Cd pillere göre daha hızlı şarj olurlar.
• Lityum iyon pillerin hafıza etkisi sorunu yoktur. Şarj etmek için tam olarak boşalmasını beklemek ya da şarjdan çıkarmak için tam olarak dolmasını beklemek gerekmez.
• Nikel kadmiyum (Ni-Cd) pillerde ise şarj hafızası vardır. Tam boşalmadan şarj ederseniz bu seviyeyi anımsar ve sıfır noktası kabul ederek şarj kapasitesini düşürür.
• Bir li-ion pil 3,7 – 4,2 volt arasında bir çıkış sağlarken, bir Ni-Cd pil ise 1,2 voltluk bir enerji çıkışı sağlar.

Lityum iyon pillerin dezavantajları

• Bu pillerin en belirgin kusuru, kullanım ömürlerinin üretim tarihlerinden itibaren başlamasıdır. Depoda tutulup kullanılmasalar da bu pillerin ömürleri geçen süre ile azalır.
• Yüzde 100 şarj seviyesindeki ve çoğunlukla 25 derece sıcaklıkta bulunan tam dolu tipik bir dizüstü bilgisayar pili, geri dönüşü olmayacak şekilde her yıl kapasitesinin yüzde 20 sini kaybeder.
• 0’ın altında ve 35 C sıcaklığın üstünde tam performans gösteremezler.
• Çok nadir de olsa patlayabiliyorlar.

Pil teknolojisi nereye gidiyor?

Toshiba, yeni nesil bataryalarda ise yumuşak bir metal olan niyobyum oksit anotlara yer verdi. Bu da  şu an ki elektrikli araçlarda kullanımı yaygın olan karbon bazlı bataryalara göre kristal yapısı sayesinde daha fazla lityum iyonu depoluyor. Sonuç olarak fazla lityum depolanması araçların menzilini arttırıyor.

Günümüzde hemen her yerde kullanılan lityum iyon piller artık enerji ihtiyacımızı karşılayamıyor. Küçücük bir akıllı telefon dahi ancak 7-8 saat çalıştırılabiliyor. ABD’de Pil şirketleri, 2017 yılının ilk yarısında daha kullanışlı enerji için 480 milyon dolar tutarında yatırımlar gerçekleştirdi. Türkiye’de ise Zorlu Holding ise batarya üretimi için 4,5 milyar dolarlık bir yatırım gerçekleştirdi. 2023 de faaliyete geçecek olan bu yatırımla 500 bin araç bataryası üretilmesi hedefleniyor.

Kaynakça

http://www.robotiksistem.com/pil_cesitleri_ozellikleri.html

https://www.makaleler.com/lityum-nedir-ozellikleri-faydalari-kullanimi

http://www.nkfu.com/lityum-nedir-lityum-elementinin-ozellikleri/

https://onedio.com/haber/lityum-iyon-bataryalar-hakkinda-muhtemelen-bilmediginiz-9-sey-737570

https://www.metalurji.org.tr/dergi/dergi162/d162_4248.pdf

https://www.chip.com.tr/haber/lityum-iyon-piller-neden-patlar_38813.html

https://www.turkcebilgi.com/nikel_kadmiyum_pil