Lithium Polymer Bataryalar| Lithium Polymer Bataryalar |
| Mustafa Odabaşı tarafından yazıldı | ||||||||
Lithium Polymer bataryalar, teknolojik olarak Lithium Ion bataryaların devamı niteliğinde şarj edilebilir bataryalardır. Lithium Polymer bataryalar, Lithium-Ion Polymer, Polymer Lithium-Ion, Polymer Electrolyte Battery gibi isimlerle de anılırlar. Çoğunlukla Li-poly, Li-Po veya LiPo şeklinde kısaltmalarla yazılırlar. Hepsi aynı türde bataryayı anlatır, hepsi de doğrudur. Lithium'un, periyodik tablodaki atomik numarası 3'dür. Li sembolü ile yazılır ve gümüşümsü beyaz renkli bir alkali metaldir. Doğadaki en hafif metaldir, öyle ki suda yüzebilir. 0.535 g/cm3 olan yoğunluğu ile aynı zamanda yoğunluğu en düşük olan katı maddedir. Lithium hava ile karşılaştığında havadaki nemden dolayı hemen oksitlenerek sağdaki fotoğrafta göreceğiniz gibi kararır.Lithium, nitrojen ile oda sıcaklığında reaksiyona giren tek metaldir. Su veya su buharı ile karşılaştığında da tepkimeye girerek hidrojen açığa çıkarır, ortamda oksijen de varsa alev alabilir. Ateşe tutulduğunda ise önce kırmızı bir parlama görünür, ardından parlak beyaz renkte kuvvetli bir alevle yanar. Anlayacağınız son derece dengesiz bir elementtir. Lithium'un havadaki nem veya su ile karşılaştığı zaman alevlenme, hatta açığa çıkan hidrojen nedeniyle patlama tehlikesinin yüksek olmasının yanı sıra, tüm alkali metallerde olduğu gibi, su kullanılamayacağı için Lithium yangınlarını söndürmek zordur.Siz siz olun, LiPo bataryanız alev alırsa üzerine su dökerek söndürmeye çalışmayın! Lithium alevini söndürmenin en uygun yolu, kuru tozlu bir yangın söndürücü kullanmaktır. Lithium Polymer'in Lithium Ion'dan Farkı Nedir?Her iki bataryada da elektrolit olarak Lithium tuzu kullanılır fakat Lithium-Ion bataryalarda elektrolit, bir organik çözeltinin içindeyken, Lithium Polymer'lerde polyacrylonitrile veya polyethylene oxide gibi polimerlerin içindedir. Lithium-Ion bataryalarda bir metal kılıf, elektrodlar ve ayraç katmanlar üzerinde basınç yaparak onları bir arada tutar. Lithium Polymer bataryalarda böyle bir basınca gerek yoktur, çünkü elektrodlar ve ayraç katmanlar birbirine lamine edilmiştir. Ortada metal bir kılıf olmadığı için de LiPo bataryalar daha hafiftir, daha ince üretilebilir, daha esnektir ve güç vereceği aygıta göre özel olarak şekillendirilebilir.Lithium Polymer Bataryaların AvantajlarıLithium Polymer bataryalar, hacim ve ağırlıklarına göre çok yüksek enerji yoğunluğuna sahiptirler. Bu özellikleri ile LiPo bataryalar, hacim ve ağırlığın çok önemli olduğu elektrikli R/C uçuşta büyük avantaj sağlar. Aşağıdaki tabloda çeşitli şarj edilebilir batarya tiplerinin yaklaşık enerji depolama kapasitelerini görebilirsiniz.
Farklı batarya tiplerinin bir kilogram için yaklaşık enerji depolama kapasiteleri
 LiPo bataryaların bir diğer avantajı, kullanılmadıkları süre zarfında çok az şarj kaybetmeleridir. Bir Nickel Cadmium veya Nickel-Metal Hydride batarya, "self discharge" adı verilen bu sorun yüzünden ilk gün şarjının yaklaşık %10'unu, sonraki her gün yaklaşık %1'ini kaybeder. Bir LiPo batarya ise günde sadece %0.01 şarj yitirir.LiPo pillerin bir diğer avantajı, yüksek hücre voltajıdır. Her ne kadar birçok yerde dolu bir LiPo hücresinde voltajın 3.7V olduğu yazılsa da, gerçekte dolu bir LiPo hücresinde 4.2V okunur. Bu nedenle hücre voltajı 1.2V olan Ni-Cd ve Ni-Mh bataryalara oranla çok daha az hücre kullanarak yüksek voltajlara çıkmak mümkün olur. LiPo bataryalar, kapasite veya deşarj hızı için optimize edilebilirler. Hızlı deşarj için optimize edilmiş LiPo bataryalar, 10 dakikalık performanslı bir uçuşa imkan tanıdığından dolayı elektrikli R/C uçuş için büyük avantaj sağlar. Bu özellik, bataryanın C değerine (C Rating) bağlıdır. C değerinden biraz sonra bahsedeceğiz. Batarya Kapasitesi Amper, A ile gösterilir ve bir noktadan birim sürede geçen elektrik yükü miktarını ifade eder. Miliamper, mA ile gösterilir ve 1 miliamper, 1/1,000 Amper, yani bir amperin binde biridir.LiPo bataryalarda da, diğer bataryalarda olduğu gibi batarya kapasitesi, yani bataryada ne kadar elektrik akımı depolandığı/depolanabileceği Ah (Amper/Saat) veya mAh (Miliamper/Saat) değerleri ile anlatılır. Yukarıda birim sürede geçen elektrik yükü demiştik. İşte bataryalarda birim süre olarak bir saat kullanılmaktadır. 1 Ah'lık bir batarya ya da başka bir değişle 1,000 mAh'lık bir batarya, bir saat süre boyunca bir amper akım sağlayabilecek kadar elektrik yükü depolayan bataryadır. Daha iyi anlaşılması için başka bir örnek daha verelim; Elimizde 3,200 mAh'lık bir batarya varsa, bu batarya tam şarjlıyken [3,200 / 1000 = 3.2] amper akımı, bir saat süreyle sağlayabilir. Batarya Voltajı Volt, V ile gösterilir ve basitçe açıklamak gerekirse elektriğin basıncıdır. Bir Li-Po hücresinin voltajı teoride 3.7V'dir, gerçekte ise dolu bir LiPo hücresi 4.2V'dir. Bir LiPo bataryada kaç tane hücrenin seri halde bağlı olduğuna göre batarya voltajı ortaya çıkar. Örnek vermek gerekirse, 2 Li-Po hücresinin seri bağlı olduğu bir batarya teorik olarak [2 x 3.7 = 7.4] volt, pratikte [2 x 4.2 = 8.4] volt elektrik basıncı sağlayabilir. Hücre Bağlantı Şekilleri ve İsimlendirmeleriLiPo bataryalarda 2S1P, 3S2P gibi yazılar görürsünüz. İşte bu yazılar bize, bataryanın kaç hücresi olduğunu ve ne şekilde bağlandıklarını açıklar. P işareti, paralel bağlantıyı, S işareti seri bağlantıyı anlatır. Paralel bağlantıda voltaj sabit kalırken, amper/saat, yani kapasite yükselir. Seri bağlantıda ise voltaj yükselirken, amper/saat sabit kalır.Örnek verelim; Her hücresi 3.7V ve 1,200 mAh değerlerinde olan 3S2P bir bataryamız olsun. Bu bataryadaki hücreler 3'erli gruplar haline 2 paralel bağlantı oluşturacak şekilde bağlanmış, yani 6 hücre kullanılmış demektir. Bu durumda bataryamız [3.7 x 3 = 11.1V] voltaj verirken, [1,200 x 2 = 2,400] mAh kapasite sağlar. C Değeri (C Rating) Genel bir batarya terimi olan C değeri, bir bataryanın, elektrik yükünü ne hızla boşaltabileceğini belirtir. 1 C, bataryanın bir saatte verebileği akım miktarına, yani bataryanın kapasitesine eşittir. C değeri arttıkça, bataryanın elektrik yükünü hızlı boşaltma kabiliyeti orantılı olarak artar.C değerini daha iyi anlatabilmek için bir örnek verelim; Elimizde 2,200 mAh kapasitede ve 10 C bir batarya varsa, batarya şarjı boşalana kadar [2,200 x 10 = 22,200] mA, başka bir değişle 22.2A akım verebilecektir. Eğer motorunuzun çektiği maksimum akım 15A ise, bu batarya motorunuz için uygun demektir. Li-Po bataryalar üzerinde genellikle iki farklı C değeri yazar. Biri kesintisiz (continuous), diğeri anlık (burst) C değerleridir. Batarya seçimi yapılırken mutlaka Continuous C Rating dikkate alınmalıdır. Anlık C değeri sadece kısa bir süre için bataryanın karşılayabileceği deşarj hızıdır ve batarya seçerken dikkate alınmamalıdır.Eğer alacağınız bataryanın üzerinde sadece bir C değeri yazıyorsa ve continuous olup olmadığı belirtilmemişse, dikkatli olmalısınız. Özellikle Çin'deki batarya üreticileri, daha yüksek olduğu için sadece anlık C değerini yazarak tüketicileri kandırabilmektedir. Raf ÖmrüLiPo bataryaların iç direnci, raf ömrü konusunda belirleyicidir. Bu konuda iyi ve kötü LiPo bataryalar olduğunu söyleyebiliriz, LiPo batarya teknolojisi her geçen yıl biraz daha gelişiyor ve iç direnci daha düşük bataryalar ortaya çıkıyor, bu sayede de LiPo'ların raf ömrü giderek uzuyor.Bundan birkaç yıl önce LiPo bataryaların raf ömrü oldukça kısaydı. Eskiden, bir LiPo batarya hiç kullanılmasa ve 25 °C sıcaklıkta saklansa dahi her sene yaklaşık %20 geri döndürülemez kapasite kaybı yaşardı. Yeni teknoloji LiPo bataryalarda ise bataryanın iç direncini mümkün olduğunca azaltacak üretim teknolojileri kullanıldığı için, yeni LiPo'ların daha uzun raf ömrüne sahip olduklarını söyleyebiliriz. LiPo bataryaların daha düşük iç dirence maruz kalmaları için %40-50 şarjlı halde saklanmaları uygun olur. Bu sayede hem uzun saklama süresinde batarya tamamen deşarj olarak çöpe gitmez, hem de yüksek iç dirence maruz kalarak aşırı kalıcı kapasite kaybı yaşanmaz. Şunu kesin olarak biliyoruz ki LiPo bataryalarda saklama sıcaklığı arttıkça geri döndürülemez kapasite kaybı da artar. Her ne olursa olsun, bence LiPo batarya satın alırken bataryaların taze olması büyük önem taşıyor. Tüm LiPo bataryalara üretim tarihi basmalılar ama işlerine gelmediği için olsa gerek, üreticiler bunu yapmıyor. |
