“Piller gerçekten de insan hayatını değiştirdi” hiç de abartı değil! Bir cihazda enerji depolama ve onu doğru akım olmadan kullanma konsepti, cep telefonları gibi modern cihazları mümkün kıldı! İlk elektrik pilini icat eden Kont Alessandro Volta’ya hayatımızı kolaylaştırdığı için teşekkür etmeliyiz. Bu 19. Yüzyıl buluşu, diğer mucitlerin şu anda kullanımda olan farklı tipte piller geliştirmesi için bir yol belirledi..
Pilsiz bir yeni nesil elektrikli cihaz hayal etmek oldukça zor! Yani, en azından bu cihazın temellerini öğrenmemiz gerektiğini düşünmüyor musun??
Pilin ne olduğunu, türlerini ve amaçlarını ve kullanımınız için doğru pili seçmeye yönelik ipuçlarını öğrenmek için okumaya devam edin..
Pil nedir? Neden Kullanılır?
Pil, bir veya daha fazla elektrokimyasal hücreyi birbiriyle temas ettirerek elektrik üretmek için kimyasal enerjiyi kullanan bir cihazdır. Bu hücrelerin doğru sırada düzenlenmesiyle, bir elektrik akımı üretmek için bir elektron akışı yaratılır..
Her pilin üç ana bileşeni vardır:
- Katot – Pozitif Taraf
- Anot- Negatif Taraf
- elektrolitler
Anoda harici bir cihaz bağlandığında, katoda doğru hareket eden elektronlar üretir. Elektrolit, elektrik yükünün akışına izin veren bir ortam görevi görür..
Bir pilin temel amacı, elektriği depolamak ve cihazlarınızı doğrudan güce ihtiyaç duymadan çalışır durumda tutmaktır. Piller oyuncaklar, arabalar, dizüstü bilgisayarlar, tıbbi cihazlar, uzaktan kumandalar gibi hemen hemen tüm elektrikli cihazlarda kullanılmaktadır. Ayrıca evlerde ve ofislerde elektriği depolayıp boşaltarak acil durum güç yedeklemesi sağlarlar..
NOT: Pil ve pil birbirinin yerine kullanılsa da iki farklı sistem vardır. Bir hücre, bir pilde elektriği depolayan tek bir birimdir, oysa bir pil bir veya daha fazla bu tür hücreyi içerir..
Pil Çeşitleri Nelerdir??
Piller iki temel türe ayrılır – Birincil ve İkincil.
Birincil Piller:
Bunlar, içinde yüksek miktarda enerji depolayan tek kullanımlık pillerdir. Çalıştırmak için düşük miktarda güç gerektiren oyuncaklar, askeri sınıf ekipman vb. cihazlar için uygundurlar. Primer pillerin verimliliği, şarj edilebilir pillere göre oldukça yüksek olsa da çevre dostu değildir. Pil boşaldığında, daha fazla elektrik israfına katkıda bulunarak elden çıkarmanız gerekecektir..
Birincil piller, içlerinde sıvı bulunmadığından kuru piller olarak da bilinir..
Örnekler: Madeni Para hücreleri, AA, AAA, 9V gibi Alkalin Piller; Çinko Karbon Piller ve Lityum Piller
İkincil Piller:
Bunlar, güç boşaldıktan sonra bile yeniden kullanılabilen şarj edilebilir pillerdir. Pili yeniden şarj ettiğinizde, elektrokimyasal süreç ters yönde çalışır ve katot ve anotun konumunu orijinal durumuna değiştirir. Bu, pilin tekrar yükseldiği ve tamamen işlevsel hale geldiği zamandır. İkincil piller, invertörler, arabalar, cep telefonları, dizüstü bilgisayarlar ve diğer ağır hizmet sistemleri gibi cihazlarda kullanılır..
İkincil piller pahalı olsalar da uzun süre dayanırlar ve size paranızın tam karşılığını verirler. Piller, onları şarj etmek için özel bir pil şarj cihazı ile birlikte gelir.
Örnekler: Nikel-Kadmiyum, Lityum-İyon, Kurşun-Asit, Nikel-Metal Hidrür.
10 Farklı Pil Türünün Listesi ve Uygulamaları:
Şimdi piyasada bulunan 10 yaygın pil tipini amaç, sınırlamalar vb. ile ilgili ayrıntılarla birlikte anlayalım..
1. Çinko-Karbon Pil:
Çinko-Karbon pil, Leclanche hücresi olarak da bilinen en yaygın Birincil pil türüdür. Çinko içeren anot olan dış kapta kuru bir pildir. Merkezi bir karbon çubuk, bir karbon ve manganez Dioksit karışımı ile kapsanan bir katottur. Amonyum Klorür macunu elektrolittir ve iki elektrotu lifli bir kumaş ayırır.
Çinko-Karbon piller, fenerler, uzaktan kumandalar, saatler, radyolar vb. gibi genel cihazlar için uygundur. Voltaj 1,2V ile 1,4V arasında değişebilir. Bu pillerin en büyük dezavantajı, her kullanımda korozyona yatkın olmalarıdır. Tek kullanımlık piller olduklarından ve kısa raf ömürlerine sahip olduklarından çevre kirliliğini önlemek için geri dönüştürülmeleri gerekir..
2. Alkalin Pil:
Alkalin Piller, sırasıyla anot ve katot olarak Çinko dış metal ve Manganez Dioksit merkezini kullanan Birincil kategoriye aittir. Bu piller, Amonyum Klorür gibi asidik bir elektrolit yerine alkali bir elektrolit olan Potasyum Hidroksit kullanır. Bu piller, Çinko-karbon pillere kıyasla daha yüksek raf ömrüne ve enerji depolamasına sahiptir..
Bu ev tipi piller, pil çalarlar, el fenerleri, dijital kameralar, oyuncaklar vb. cihazlar için uygundur. Nominal voltaj 1,5 V’tan başlar ve kimyasalların konsantrasyonuna bağlı olarak 1,6 V’a kadar çıkabilir. Alkalin pillerde sızıntı, tehlikeli kimyasallara maruz kalma riskini artıran önemli bir sorundur. Depolama alanlarındaki zehirli atıkları önlemek için standart alkalin piller geri dönüştürülmelidir..
3. Lityum Pil:
Lityum piller, anot olarak Lityum kullananlardır. Hafif pillerdir ve diğer birincil pillere kıyasla yüksek enerji yoğunluğuna ve raf ömrüne sahiptirler. Lityum pillerin voltajı 1.5V ile 3.7V arasında değişebilir. Birçok kişi, Lityum Polimer kullanan ikincil piller olan Lityum piller ve Lityum-iyon arasında kafa karıştırır..
Uzaktan kumandalı oyuncaklar ve elektrikli araçlar gibi birçok taşınabilir elektronik cihaz, “ağır hizmet” yapıları nedeniyle Lityum piller kullanır. Bu piller ayrıca 20 mm’lik madeni para boyutundan başlayan farklı boyutlarda gelir. Bu pillerin eksi yönü, kısa devreye eğilimli olmaları ve yangına dönüşebilecek aşırı ısı üretmeleridir. Lityum pillerin hava yolculuğu sırasında yasaklanmasının nedeni budur..
4. Gümüş Oksit Pil:
Gümüş Oksit pil, yüksek enerji-ağırlık oranıyla popüler olan bir tür Birincil pil. Pil, bir alkali elektrolit ile birlikte katot olarak gümüş oksit ve anot olarak çinko kullanır. Gümüş oksit piller, parlak gümüş renkli küçük düğme piller olarak gelir. Hesap makineleri, işitme cihazları ve saatler gibi cihazlarda kullanılırlar..
Gümüş oksit piller, tüm enerji tükenene kadar 1,55 V nominal hücre voltajını korur. Minyatür boyutları ve yüksek enerji yoğunluğu nedeniyle Apollo Programı için Gümüş oksit piller kullanıldı. Bu piller az miktarda cıva içerdiğinden, bunların çöplüklere atılması toprağın cıva kirlenmesine neden olabilir..
5. Çinko-Hava Piller:
Çinko hava pilleri “Küçük ama güçlü” sözüne mükemmel bir örnektir! Bunlar, yakıt olarak Çinko kullanan, havadaki Oksijen ile reaksiyona girerek enerji oluşturan, şarj edilemeyen küçük pillerdir. Normal pillerin aksine, bu cihazlar kimyasal enerjiyi elektriğe dönüştürmek için yakıt ve oksitleyici bir madde kullanır. Bu nedenle Çinko-hava pillerine Çinko-hava yakıt hücreleri de denir..
Bu tip pillerin nominal voltajı 1.35-1.4V’dir. İşitme cihazlarından şebeke ölçekli enerji depolarına kadar, Çinko-hava pilleri farklı amaçlar için kullanılır ve boyutları uygulamaya göre değişir. Bu piller, derin deşarj olduklarında Çinko korozyonu riski oluşturabilir. Son zamanlarda, Lityum-iyon pillere karşı zorlu bir rekabet yaratan, yeniden şarj edilebilir Çinko-hava pilleri piyasada mevcuttur..
6. Kurşun Asit Batarya:
Kurşun-asit akü, 1859 yılında icat edilen en eski ikincil tip akülerden biridir. Başlamak için yüksek darbe akımları gerektiren motorlu taşıtlarda, elektrik santrallerinde vb. popüler bir akü seçimidir. Bu cihazlar, kimyasal enerjiyi elektrik enerjisine dönüştürmek için sünger kurşun (anot), kurşun peroksit (katot) ve Seyreltik sülfürik asit (elektrolit) kullanır. Nominal voltajları 2,1 V.
Kurşun asitli aküler oldukça büyük boyutlarda olup, kimyasal maddelerle birlikte bir kap, bir plaka, ayırıcılar ve akü terminallerinden oluşmaktadır. Bu düşük maliyetli, yüksek enerjili piller, acil durum kesintileri sırasında güç sağlayan UPS sistemlerinde olduğu gibi invertör piller olarak işlev görür. Kurşun asitli piller, gaz verme veya dahili kısa devre nedeniyle yüksek patlama riskine sahiptir..
7. Lityum İyon Pil (Li-iyon):
Lityum-iyon veya Li-iyon piller, şarj edilebilen ikincil pil türleridir. Bu piller anot olarak grafit, katot olarak bir lityum malzeme ve Lityum tuzu gibi bir elektrolit kullanır. Şarj sırasında lityum iyonları anottan katoda akar ve deşarj sırasında ters yolu izler. Li-ion piller, silindirik, düz veya plastik kasalara sarılı gibi farklı şekillerde gelir..
Bu pillerin nominal gerilimi 3,6 V-3,8 V’dir ve yaklaşık 2-4 yıllık daha uzun bir raf ömrüne sahiptir. Pillerin ömrü sıcaklık, kimyasal karışım ve deşarj derinliği gibi çeşitli faktörlere bağlıdır. Li-iyonlar mobil cihazlarda, mekanik aletlerde, tekerlekli sandalyelerde, arabalarda vb. kullanılır. Ancak, genellikle patlamalara ve yangınlara yol açan yanıcı elektrolitlerin varlığı nedeniyle güvenlik kayıtları zayıftır..
8. Nikel Kadmiyum Pil (Ni-Cd):
Nikel Kadmiyum piller, kısa form Ni-Cd (Nikel ve Kadmiyum’un kimyasal sembolleri) olarak bilinen şarj edilebilir pillerdir. Bu piller, katot olarak Nikel Oksit Hidroksit, anot olarak metalik kadmiyum ve elektrolit olarak Potasyum Hidroksit gibi alkali çözelti kullanır. Ni-Cd pillerin nominal hücre voltajı 1,2 V ve maksimum voltaj 1,3 V’dir..
Ni-Cd pillerin ana dezavantajı, deşarj sırasında bile sabite yakın voltajdır. Bu nedenle, pilin ne zaman azaldığını belirlemek zorlaşıyor. Pille ilgili diğer bir zorluk, çevreye zararlı olabilen zehirli bir metal olan Kadyum’un kullanılmasıdır. Bu sebeplerden dolayı Ni-Cd piller yerini yavaş yavaş Nikel-Metal Hidrür pillere bırakmaktadır..
9. Nikel Metal Hidrür Piller (NiMH veya Ni-MH):
Nikel Metal Hidrür Piller, ileri teknoloji kullanan yeniden şarj edilebilir pillerdir. Ni-Cd pillere benzer şekilde çalışırlar, ancak hidrojen emici bir alaşımın anot olarak Cadium’un yerini alması dışında. Ni-MH piller, aynı boyuttaki yüksek enerji yoğunluğu bakımından Ni-Cd pillerden oldukça üstündür. Maliyet açısından bile, çevre için çok daha iyi olmalarına rağmen Ni-Cd’ler için pahalıdırlar..
Ni-MH pillerin nominal voltajı 1,2 V ve yüksek raf ömrüne sahiptir. Oldukça sağlamdırlar ve pillerin aşırı şarj edilmesini ve aşırı boşalmasını tolere edebilirler. Ni-Cd pillerden daha iyi olmalarına rağmen, Lityum-iyon pillerin sadece %60 verimliliğine sahiptirler. Ni-MH piller elektrikli araçlarda, kameralar, cep telefonları, UPS, Elektrik şebekeleri gibi elektrikli eşyalarda kullanılır..
10. Lityum-iyon Polimer (Li-iyon Polimer):
Lityum İyon Polimer, cep telefonları gibi tüketici elektroniği ürünlerinde yaygın olarak kullanılan şarj edilebilir bir pildir. Lityum-iyon Polimer ve Li-iyon piller arasındaki temel fark, sıvı yerine polimer elektrolit kullanılmasıdır. Bu polimer, yarı katı bir jel, gözenekli bir kimyasal bileşik veya kuru bir katı olmak üzere üç formdan herhangi biri olabilir..
Li-ion Polimer piller hafiftir ve daha düşük sızıntı riski nedeniyle Li-ion pillerden nispeten daha güvenlidir. Nominal voltaj 3,6-3,8 V arasında değişmektedir. Yüksek fiyatlarına rağmen, Li-ion Polimer pillerin enerji yoğunluğu ve raf ömrü Li-ion pillerinkinden daha düşüktür..
Kullanımınız İçin Doğru Pili Nasıl Seçersiniz?
Şimdiye kadar, pillerin tek boyutlu cihazlar olarak gelmediğini anlamış olmalısınız! Uygulamanız için doğru pili satın almadan önce bilmeniz gereken bazı önemli noktalar şunlardır:
Satın Alınacak Önemli Noktalar:
- Öncelikle, cihazınızın tek kullanımlık mı yoksa çok kullanımlık pil mi gerektirdiğine karar verin. Örneğin, kalp pili veya ara sıra kullanılan cihazlar için pil arıyorsanız, tek kullanımlık olanlar bir fikir olmalıdır. Mobil cihazlar, dizüstü bilgisayarlar, e-saatler vb. için şarj edilebilir piller paradan tasarruf etmek için en iyisidir. Buna dayanarak, birincil (şarj edilemez) veya ikincil şarj edilebilir pil tipi seçebilirsiniz..
- Boyut, dikkate alınması gereken bir diğer önemli noktadır. Cihazınızla birlikte gelen doğru boyutta pili seçmelisiniz. Boyut çeşitleri AA, AAA, 4,5 V, 9V, Düğme Piller, C Tipi piller, B Tipi hücreler, D Tipi hücreler vb. arasında değişir. Kılavuzdaki şirket özelliklerine uygun bir boyut seçin.
- Pilin çalışma voltajı bir başka karar verici parametredir. Akünün nominal voltajının ekipmanı çalıştırmak için yeterli olduğundan emin olun. Bazen cihazın enerji ihtiyacını karşılamak için birden fazla pili birleştirmeniz gerekebilir..
- Pilin sıcaklığını ve kapasitesini iyi anlayın. Bazı piller 0 derecenin altındaki sıcaklıklarda arızalanırken, diğerleri daha sıcak havalarda aşırı ısınır. Bu parametre ile birlikte, bir cihaza sağlayabileceği güç miktarı olan kapasiteyi unutmayın..
- Ayrıca satın almadan önce pilin maliyeti, raf ömrü ve çevresel etkisi gibi faktörleri de göz önünde bulundurun..
Bunlar, bugün piyasada bulunan popüler pil türlerinden bazılarıdır. Her biri arasındaki temel farkları anlamanıza yardımcı olmak için bazı temel bilgileri ele almaya çalıştık. Bu makalenin sizi okuldaki fen derslerinize geri götürdüğünü düşünüyor musunuz? Peki, şu anda bu pil türlerinden hangisini kullanıyorsunuz??
Sorumluluk Reddi:
Bu makalede yayınlanan bilgiler yalnızca bilgilendirme ve eğitim amaçlıdır ve konuyla ilgili yasal veya diğer profesyonel tavsiye niteliğinde değildir..