Lityum Pil Şarj ve Deşarj Prensibi Nedir

Bir lityum pilin şarj ve deşarj işlemi, lityum iyonlarının negatif elektrot ile pozitif elektrot arasında hareket etmesini içerir. Şarj sırasında, elektrik enerjisi kimyasal enerjiye dönüştürülür. Hücrenin depolayabileceği enerji miktarına 'güç' denir. Bir lityum iyon pilin şarj ve deşarj süreci karmaşık olabilir, ancak genellikle basittir.

Lityum pil, sabit akım sağlayan bir şarj cihazı ile şarj edilir. Şarj yavaş ve kademeli olur, böylece pil aşırı ısınmaz. Şarjın ilk aşaması ön şarj aşaması olarak bilinir ve bu dönemde pilin voltajı üç voltun altında olur. Daha sonra, pil enerji kazanmaya başlar ve sonunda maksimum potansiyeline ulaşır.

Şarjın ilk aşaması sabit voltaj aşaması olarak adlandırılır. Bu aşama, seri içindeki hücrelerin maksimum voltajına eşit sabit bir voltaj uygulanmasını içerir. Üst şarj, pilin kendi kendine deşarj oranından daha yüksek bir voltajı korumak için gereklidir. Voltaj dört ila beş volt'a ulaştığında, pil tam şarj olur.

İkinci aşama deşarj döngüsü olarak adlandırılır. Bu aşama, negatif elektrot aşırı şarj edildiğinde gerçekleşir. Deşarj döngüsü, pil tamamen boşaldığında durur. Boşalmış bir pil enerji depolayamaz, bu yüzden doğru şekilde deşarj ve şarj edilmesi önemlidir. Akımı artırmak, lityum iyon pilin ömrünü kısaltabilir. Ancak, sınırsız yüksek akımlı şarj, iyonların negatif elektrota gömülmesine neden olabilir.

Lityum iyon pil tamamen boşaldığında, lityum iyonları kobalt oksit elektrotuna hareket eder. Lityum iyon piller çeşitli malzemeler içerdiğinden, ağırlıkları ve enerji içerikleri değişebilir. Bazı durumlarda, lityum iyon pil, kurşun iyon pillerden daha ağırdır. Tam boşaldığında, lityum iyon pil aşırı şarj olur.

Bir lityum iyon pil şarj edilirken, akım kademeli olarak artar. Akım çok yüksekse, şarj akımı azalır. Bu nedenle, daha yüksek şarj akımı, daha kısa sürede tam şarj sağlar. Birinci aşamada, akım artırılır, ancak doygunluğa ulaşmak bir yıldan fazla zaman alır. İkinci aşamada ise akım azaltılır.

Lityum iyon piller elektronik kontrolörler içerir. Şarj cihazları, pilin aşırı ısınmadan şarj ve deşarj döngüsüne yardımcı olur. Örneğin, hücresel enerji, voltaj ile çarpılan şarj miktarına eşittir. Buna elektro-kimyasal denge denir. Formül şu şekildedir: Akım ne kadar yüksekse, voltaj da o kadar yüksek olur. Voltaj çok yüksek olursa, lityum iyon hücresi aşırı şarj olur.