Piller Neden Ölür?

Kullandığımız elektronik cihazların artık büyük bir çoğunluğu taşınabilir oldu. Bilgisayarlar, telefonlar ve buna benzer tüm cihazları rahatlıkla yanımızda taşıyıp, istediğimiz yerde kullanabilmek artık lüks değil standart haline geldi.

Taşınabilir cihazların yapabildikleri arttıkça, bunları yanımızda taşımaya duyduğumuz ihtiyaç da aynı oranda arttı. Çoğu insan dizüstü bilgisayarı ya da akıllı telefonu olmadan yaşayamaz hale geldi. (Teknoloji Efsanelerini Avlıyoruz)

Bu ürünleri istediğimiz her yere götürüp, kullanabilsek de hala çok önemli kısıtlamalar altındayız. Bunların başında da piller geliyor. Bu cihazları kullanma limitimiz pilimizin ömrüyle kısıtlı.

Cihazların taşınabilir olması pil ömrüne bağlı

Pil Ömrünü Artırmak

Pil ömrünü artırmak için çalışmalar sürekli devam ediyor. Bir iş günü boyunca şarj etmeden kullanabileceğimiz dizüstü bilgisayarlar, günlerce şarj ihtiyacı duymayan akıllı telefonlar yavaş yavaş yaygınlaşıyor.

Pil ömrü konusunda bu gelişmeler olurken, bu konuda aşılması gereken acı bir durum daha var. Şarj edilebilen her pil günün birinde kullanılmaz hale geliyor ve buna henüz bir çözüm bulunabilmiş değil.

{pagebreak::Lityum-İyon Piller}

Lityum-İyon Piller

Taşınabilir elektronik cihazlardaki pillerden bahsettiğimiz zaman akla ilk olarak lityum-iyon piller geliyor. Piyasada bulunan neredeyse tüm elektronik cihazlarda lityum-iyon piller kullanılıyor. (Hangi Dizüstü Bilgisayar Bana Göre?)

Bir lityum-iyon pil kısaca şu şekilde çalışır: Lityumdan yapılmış pozitif elektrod (anot), karbondan imal edilmiş negatif elektroda bağlanır.

Bir pili şarj etmek demek, lityum anot üzerindeki iyonları karbon katodun üzerine geri itmek demektir. Karbon katottan, lityum anoda iyonların gönderilmesi, cihazlarınızın çalışması için gerekli olan elektrik akımını oluşturur.

Pillerin çalışması ve şarj olması işlemlerinde iyonlar yer değiştiriyor

Kimyasal Reaksiyon

Temel olarak baktığımızda, şarj etmek ve şarjın boşalması kimyasal reaksiyonlardır. İyonların anottan katoda, sonra da tekrar geri gönderilmesi her iki madde üzerinde de temel değişiklikler olmasına yol açar. Aslına bakılacak olursa tüm pil çeşitleri temelde bu prensiple çalışırlar.

Lityum-iyon pillerin taşınabilir elektronik cihazlar için en uygun pil tipi olmasının nedeni hafif ve bir şarjda uzun süre çalışabilmelerinin yanı sıra çok fazla kez şarj edilebilmeleridir.  

Lityum-iyon piller diğer pillere göre çok daha fazla sayıda şarj edilebiliyor olsalar da onların da bir sınırı var.

{pagebreak::Her Pilin Bir Ömrü Var}

Her Pilin Bir Ömrü Var

Pillerin ömürleri fabrikadan çıktıkları ilk andan itibaren azalmaya başlar. Bu süreç ne yazık ki engellenemez ve geri döndürülemez.

Ne kadar az kez şarj edilmiş ya da kullanılmış olsa da bir lityum-iyon pil birkaç seneden sonra kullanılmaz hale gelmeye başlar.

Yoğun şekilde kullanılan bir lityum-iyon pilin ömrü iki yıldan daha az olabilir. Bu süre geçildiğinde pilin kapasitesi üçte birin daha altına düşer.

Pillerin çalışma şeklinin kimyasal bir reaksiyon olduğu düşünülürse, bir bozulma olmasını beklemek normaldir. Sonuçta, hiçbir kimyasal reaksiyon mükemmel değildir, tüm reaksiyonlarda bir enerji kaybı ve atık çıkışı mutlaka olur. Piller de elbette bunlardan nasibini alır.

Lityum-iyon pillerdeki kimyasal reaksiyon bozulmalara neden oluyor

Bozulma Nasıl Olur?

Lityum-iyon piller yaşlandıkça anot ile katod arasındaki iyon akışında engeller çıkmaya başlar. Bu tip pillerdeki bozulma genel olarak lityumdan yapılmış bölümde olur.

Sürekli devam eden iyon alışverişi lityumun yapısını bozarak sonraki reaksiyonlara daha az tepki vermesine neden oluyor. Bunun dışında, sürekli devam eden iyon alışverişi katod ve anot üzerinde çözülmüş metal birikmesine sebep oluyor.

Bu da iki elektrod üzerinde istenmeyen bir metal kaplama oluşmasına ve bunların reaksiyona tepki vermelerine engel oluyor.

Buna ek olarak, pillerin içindeki elektrolitler de zamanla bozulur ve katodun üzerinin paslanmasına neden olurlar. Yapısı bozulmuş elektrodlar, metal birikimi ve paslanma bir pilin ömrünün bitmek üzere olduğunun en önemli işaretleridir.

{pagebreak::Uzun Bir Ömür}

Uzun Bir Ömür

Eğer taşınabilir, küçük ve ucuz pilleri kullanmaya devam etmek istiyorsak şimdilik bu duruma katlanmak zorundayız.

Daha büyük ve pahalı pil tiplerinin bozulması daha uzun zaman alsa da bunları taşınabilir elektronik cihazlarda kullanmak çok da rahat olmaz.

Tek bir şarj ile uzun süre çalışan, ucuz ve küçük bir pilin dezavantajı günün birinde ölmesi oluyor.

Tüketici elektroniği ürünlerinin yeni sürümleri kısa aralıklarla çıkıyor

Modası Geçiyor

Aslına bakılacak olursa, lityum-iyon pillerin sunduğu ortalama iki yıllık ömür için çok az demek de haksızlık olabilir.

Teknolojinin hızla geliştiği bu dönemde, bugün aldığımız bir cihaz bundan iki sene sonra eski moda oluyor.

Birçok insan, maddi durumları da iyiyse, her iki üç senede bir elektronik cihazlarını yeniliyorlar, dolayısıyla pillerinin ölmesi insanları çok da fazla etkilemeyebiliyor.

{pagebreak::Yeni Teknolojiler}

Yeni Teknolojiler

Pillerin günün birinde kullanılmaz hale gelmesinin önüne yeni teknolojilerle geçilebilir. Ancak, günümüzde kullandığımız lityum-iyon pillerin fiziksel sınırlarına ulaşmış durumdayız.

Eğer pillerin çalışma ömürlerini uzatmak istiyorsak farklı bir pil teknolojisine geçilmesi şart gözüküyor. Bu alanda yapılan çalışmaların odak noktasını pilde kullanılacak anodlar oluşturuyor.

Kullanılan katodlar genelde karbon türevlerinden üretiliyor. Bunlara zaman zaman silikon da eklenebiliyor. Böylece daha yüksek enerji yoğunluğu elde edilebiliyor. Anot için ise lityumdan başka bir madde arayışı var. (Metan Gazı İle Laptop Çalışır mı?)

Otomobil Pilleri

Pil teknolojisinde son dönemde hızlı bir gelişim yaşanıyor. Bunun sebebi ise elektrikli otomobiller üzerindeki çalışmaların hız kazanması.

Hibrit otomobillerin yaygınlaşması için pil teknolojisinin gelişmesi gerekli

Otomobil üreticileri, dizüstü bilgisayar ve akıllı telefon üreticileri gibi bir iki yıl sonra kullanılmaz hale gelen piller üretme lüksüne sahip değiller. Otomobillerdeki pillerin çok daha güçlü ve yüksek kapasiteli olmasının yanı sıra çok uzun ömürlü olmaları şart.

Kullanıcı Baskısı

Pil teknolojisinin gelişmesi için oluşması gereken bir durum da kullanıcı baskısı ve bu da olabilir. Örneğin telefon kontratları daha uzun tutulsa ya da yeni özellikler ekleme yarışı yavaşlarsa, insanlar birkaç yıl arayla cihazlarını değiştirmek zorunda kalmazlar.

Böylece pillerin ömürleri daha büyük önem kazanır ve üreticiler üzerindeki baskı daha da artar. Bu olursa, aynı otomobil üreticileri gibi dizüstü bilgisayar ve telefon üreticileri de çok uzun ömürlü piller üretmek zorunda kalacaklar.

:: Taşınabilir cihazlardaki pillerle yaşadığınız sorunları burada paylaşın