AKÜ SÖZLÜK

Enerji günlük hayatımızda vazgeçemeyeceğimiz ihtiyaçların başında gelmektedir. Özellikle mobil uygulamalarda enerji depolama ve kullanımı pillerle gerçekleşmektedir. Piller temel olarak elektriksel enerjiyi kimyasal enerji olarak depolayan ve istendiğinde tekrar elektrik enerjisi olarak geri verebilen araçlardır.

Lityum tabanlı piller, mobil uygulamalarda pazarın büyük bir kısmını kontrol etmektedir. Elektrikli cihazlarımızın tamamı lityum tabanlı pillerle donatılmıştır.

Piller genel olarak şarj edilme özelliklerine göre 2 ana başlıkta incelenmektedir.

Primer Pil: Şarj edilebilme özelliği bulunmayan tek kullanımlık piller.

Sekonder Pil: Şarj edilebilme özelliği olan tekrar kullanılabilir piller.

Aynı zamanda lityum piller fiziksel şekilleri itibari ile 3 ana başlıkta incelenebilir; kese, silindirik ve prizmatik tipler olmak üzere.. Silindirik hücre, pil içerisindeki unsurların rulo gibi sarılması, metal bir muhafaza içerisine yerleştirilmesi ve elektrolit doldurulup kutup başının yerleştirilmesiyle üretilmektedir. Prizmatik ve kesecik hücrelerde ise anot, katot gibi pil unsurları rulo yerine birbiri üzerine katlanarak ya da üst üste koyularak paketlenmektedir.

Lityum Hücre Tipleri Nelerdir?

Silindirik Tip Hücreler

Avantajları

 Elektrot ve hücre tasarımının basitliği

 Termal avantaj (hücreler arasındaki boşluk, soğutucunun pil paketi içinde kolayca dolaşmasına olanak tanır).

 Mekanik stabilite (pilin yuvarlak şekli, yan reaksiyonlardan kaynaklanan iç basıncı hücre çevresi boyunca neredeyse eşit bir şekilde dağıtır).

 Yaygın kullanım alanı

Dezavantajları

 Üretim aşamasında yüksek hassasiyet gerekli

 Düşük paketleme verimliliği

 Düşük ısıl dağılım verimliliği

Prizmatik Tip Hücreler

Avantajları

 Yüksek paketleme verimliliği

 Isı transferinin sağlayacak geniş yüzeylerin bulunması

 Daha yüksek genel pil enerji yoğunluğu (silindirik hücrelerle karşılaştırıldığında).

Dezavantajları

 Hücre montaj adımlarında yüksek hassasiyet gerekli

 Düşük termal dağılım kabiliyeti

 Yüksek üretim maliyeti

Torba Tipi Hücreler

Avantajları

 Paketleme maliyetinin düşük olması

 Yüksek paketleme verimliliği

 Yüksek ısıl dağılım verimliliği

 İyi izolasyon dayanımı

 Yüksek enerji kapasitesi

Dezavantajları

 Plaka dizme adımlarında yüksek hassasiyet gerekli

Lityum akülerin içerisinde, genellikle LiFePO4 (lityum-demir-fosfat) kimyasındaki hücreler yoğun olarak kullanır. Bu tercihin temel nedeni, LiFePO4 hücre kimyasının diğer alternatiflere göre daha güvenli, kararlı ve uzun ömürlü olmasıdır.

Hücreler, katot, anot, elektrolit ve seperatör gibi çeşitli bileşenlerden oluşur. Hücre özellikleri, katot malzemesinin kimyasına bağlıdır ve bu nedenle hücreler, genellikle katot malzemesinde kullanılan alaşıma göre adlandırılır. Bu kimyasal türler arasında Lityum Demir Fosfat (LFP), Lityum Nikel Manganez (NMC), Lityum Kobalt Oksit (LCO), Lityum Titanat (LTO) gibi çeşitler bulunmaktadır.

LiFePO4 hücreleri, özellikle güvenlik, kararlılık ve uzun ömür avantajlarıyla öne çıkar. Bu özellikler, lityum akülerin geniş bir kullanım alanına sahip olmalarını sağlar.

LPF (Lityum Demir Fosfat)

LFP (Lityum Demir Fosfat) pillerinin enerji yoğunluğu, diğer yaygın lityum iyon pil türleri olan (NMC) ve (NCA) ile karşılaştırıldığında daha düşüktür ve ayrıca daha düşük çalışma voltajına sahiptir. Ancak, yüksek güvenlik, düşük toksisite, uzun çevrim ömrü gibi avantajlar sayesinde LFP pilleri, araç kullanımında, yardımcı ölçekli sabit uygulamalarda ve yedek güçte çeşitli rollerde önemli bir konuma sahiptir. Bu pillerin güvenilirliği ve uzun ömürleri, özellikle araçlarda, ev enerji depolama sistemlerinde ve acil durum güç kaynaklarında tercih edilmelerini sağlamaktadır.

NCA (Lityum Nikel-Kobalt-Alüminyum Oksit)

Lityum iyon piller, genellikle elektrikli otomobillerde kullanılan ve katot malzemesi olarak nikel, kobalt ve alüminyum içeren bir bileşim içeren pillerdir. Bu piller araçlarda tercih edilir çünkü özellikle (NCA) içeriğindeki yüksek nikel oranı, pil kapasitesini artırabilir. Bu durum, tek seferlik şarj ile daha uzun mesafelerin kat edilebilmesine olanak tanır. Lityum iyon piller, elektrikli araçlarda daha yüksek enerji yoğunluğu ve daha uzun menzil avantajları sağlamak adına sıklıkla tercih edilir.

NMC (Lityum-Nikel-Manganez-Kobalt)

NMC piller, lityum şarj edilebilir pillerin bir türüdür ve bu tür piller, nikel, manganez ve kobalt içeren karmaşık bir alaşımın kullanılmasıyla karakterizedir. Bu pillerin temel özelliği, anotun nikel, manganez ve kobaltın bir karışımından oluşmasıdır, bu da pilin gücünü önemli ölçüde artırabilir. Lityum-Nikel-Manganez-Kobalt oksit pilinin öne çıkan bir özelliği ise, üretim aşamasında bile pilin özelliklerini değiştirebilmek adına kullanılan elementlerin içeriğini artırma veya azaltma yeteneğidir. Bu esneklik, pilin performansını ve özelliklerini özelleştirmek ve optimize etmek isteyen uygulamalara yönelik avantajlar sunar.

Anot: Elektrokimyasal bir hücrede yükseltgenmenin gerçekleştiği elektrottur.

Katot: Elektrokimyasal bir hücrede indirgenmenin gerçekleştiği elektrottur.

Aktif Malzeme: Pilin içerisinde elektrokimyasal olarak reaksiyona giren kimyasal türlere verilen isimdir.

Elektrolit: Bir hücrede pozitif ve negatif elektrotlar arasında iyonik iletkenliği sağlayan ortamdır.

Çevrim Sayısı: Bir pilin kullanılabilir durumda şarj ve deşarj olma sayısı olarak tanımlanmaktadır.

Teorik Gerilim: Hücre içerisindeki türlerin standart potansiyellerinin farkı olarak ifade edilir.

Teorik Kapasite: Bir hücrenin şarj edildikten sonra 1 saat içinde geri verebileceği enerji miktarıdır. Birimi AmperxSaat cinsinden verilmektedir.

Enerji Yoğunluğu: Akünün birim ağırlığında veya birim hacminde depolayabileceği elektrik enerjisi miktarına Enerji Yoğunluğu adı verilir.

Şarj Verimliliği (Charge Efficiency): Tam şarjlı bir aküden tam deşarj olana kadar çekilen enerji miktarının, aynı akünün yeniden tam şarj edilmesi için aküye verilen enerji miktarına oranı olarak tanımlanır.

Deşarj Derinliği(Dept Of Discharge-DoD): Akünün %100 dolu durumundan %0 tam boş durumuna kadar olan deşarj edilme oranıdır.

%80 DoD demek akünün Ah olarak belirtilen kapasitesinin %80’ine kadar deşarj edilmesi anlamına gelir.

Şarj Durumu (State Of Charge-SoC): Akünün % olarak doluluk oranını ifade eder. Genellikle akü kutup başlarındaki gerilim ile SoC değeri arasındaki ilişki akünün teknolojisine göre değişir.

Çevrim Ömrü (Cycle): Akünün belli bir DoD seviyesine kadar deşarj ve sonra tam şarj edilmesine bir “çevrim” denir.

Akü Ah olarak belirtilen kapasitesini %80’e kadar koruyacak şekilde kaç kez şarj/deşarj “çevrimine” sokulabiliyor ise o akünün “çevrim ömrü” o sayıya eşittir.

C-RATE: Deşarj hızı aynı zamanda C-oranı (Capacity Rate-Kapasite oranı) ile açıklanır.

1C ifadesi bir pilin kapasitesinin 1 saatte tamamen deşarj edilmesini gerçekleştiren akım değeridir.

Bataryalarımız sürekli olarak 1C ile deşarj olmaktadır.

Anlık olarak 2C verebilmektedirler.

Lityum pillerin işleyişi, pilin her iki uçtan geçen bir elektrik akımına ihtiyaç duyar. Elektrik akımı verildiğinde, sıvı elektrolit içinde bulunan pozitif ve negatif yüklü lityum iyonları, anot ve katot arasında hareket eder. Bu süreçte depolanan elektrik enerjisi, pilin içinden geçerek cihazın ihtiyaç duyduğu ekipmanlara aktarılır. Bu sayede, pilin güç yoğunluğuna bağlı olarak cihaz, tüm işlevlerini yerine getirebilir.

Güvenlik: Aşırı Şarj ve Aşırı Deşarj Koruması: BMS, pil paketinin aşırı şarj veya aşırı deşarj olmasını önleyerek pilin güvenli bir çalışma aralığında kalmasını sağlar.

Aşırı Isınma İzleme: BMS, pil paketinin aşırı ısınma durumlarını izler ve bu durumları önler. Bu özellik, pilin aşırı ısınmaya bağlı olarak oluşabilecek hasarları ve güvenlik risklerini azaltır.

Patlama ve Hasar Riskini Azaltma: BMS, pil paketinde oluşabilecek potansiyel riskleri izleyerek patlama veya hasar riskini en aza indirir. Bu özellik, kullanıcılar ve çevre için daha güvenli bir kullanım sağlar.

Performans: Hücre Şarj Dengesi: BMS, her bir hücrenin şarj seviyesini dengeleyerek pilin genel performansını optimize eder. Bu, pilin daha uzun ömürlü olmasını sağlar ve enerji sağlama kapasitesini artırır.

Yüksek Akımlı Uygulamalarda Performans Artışı: BMS, yüksek akımlı uygulamalarda pilin performansını artırmak için hücreler arasında eşit şarj seviyelerini korur.

Ömür İyileştirmeleri: Aşırı Şarj ve Aşırı Deşarj Önleme: BMS, pilin aşırı şarj veya aşırı deşarj olmasını önleyerek pilin ömrünü uzatır.

Dengeleme İşlemi: BMS, hücreler arasındaki şarj seviyelerini dengeleyerek pilin ömrünü optimize eder. Bu, hücreler arasındaki eşit yük dağılımını sağlayarak pilin genel performansını artırır.

Bu avantajlar, lityum akülerin güvenliği, performansı ve ömrünü artırmak için BMS'nin kritik bir rol oynadığını gösterir.

Lityum Akü ile Tasarruf

Lityum akü dönüşümü, başlangıçta daha yüksek bir ilk yatırım maliyeti gerektirebilir; ancak enerji, bakım, işçilik gibi gizli maliyetlerden edilen tasarruflar size tam tersine daha uygun maliyetli bir çözüm sunar.

• Elektrikli aracınızın çalışmasına uygun kapasitede ürün seçmelisiniz. Kapasite değeri, ihtiyaç duyduğunuz kapasitenin çok üstünde olması gereksiz maliyetler yaratabilir.

• Aracınızın gerçekleştirdiği operasyona bağlı olarak özellikle yukarı istifleme söz konusu ise aracın denge ağırlığını bozmayacak akü tercih edilmelidir.

• Akünün boyutu aracınızdaki akü yuvası ile uyumlu olmalıdır.

• Aracınıza özel üretilen akü çeşitlerini tercih etmelisiniz.

• Uzun ömürlü ve yüksek performanslı aküler tercih ederek işletmenizde verimliliği arttırabilirsiniz.

• Maliyet tasarrufu için uzun vadede tasarruf edebileceğiniz dönüşümler tercih etmeniz işletmenize ekonomik olarak katkıda bulunacaktır.

• Çok uzun süre rafta bekleyen akülerde deşarj yaşanabileceğinden akü alırken üretim tarihini kontrol etmelisiniz.

• Çevre dostu olan Lityum aküleri tercih ederek zehirli gaz salınımını ortadan kaldırabilir ve sürdürülebilirliğe katkı sağlayabilirsiniz.

• Hızlı şarj kolaylığı sağlayan aküler tercih edilmelidir, aynı zamanda enerji verimliliği yüksek şarj cihazları kullanarak elektik maliyetlerinden tasarruf sağlayabilirsiniz.

• Paletlerin üzerinde sabitlenmiş şekilde saklanmalı

• Yerden yüksekte konumlandırılmalı (Palet ya da elektriksel yalıtımı sağlanmış raf ile)

• Üst üste istiflenmemeli

• Lityum bataryaların yer aldığı depo alanı güvenlik çemberine alınmalı

• Batarya paketi %40 SoC’de depolanırken her ay SoC kontrolü yapılmalı ve şarj seviyesi %40 seviyesinin altına düştüyse tekrar şarj edilip %40 SoC’de depolanmalı

• Bataryaları yangından korumaya uygun olacak ayrı bir alanda binaların dışında, üzeri kapalı bir bölgede saklanmalı

• Diğer batarya tiplerinden ayrı bir yerde depolanmalı

• +15 °C ila +30 °C sıcaklıkta ve hava nemi %0 ila %80 olan ortamda depolanmalı

• Su ve gider boru hatları ile nem ve damlama yapabilecek klima ve ısıtma sistemi hatları, depolama alanından uzakta bulundurulmalı

• Pil sıcaklığının artmasına sebep olabilecek kalorifer vb. araçların pillerin depolandığı alandan mümkün olduğunca uzağına konumlandırılmalı.

Bu maliyet analiz modülü, işletmenizin elektrikli araçlarında kurşun asit akülerden lityum akülere geçişin potansiyel maliyet avantajlarını değerlendirmek için önemli bir araç olabilir. İşte bu analizde dikkate alınacak ana faktörler:

İlk Yatırım Maliyeti: Lityum aküler genellikle kurşun asit akülerden daha yüksek bir başlangıç maliyetine sahiptir. Modül, bu ilk yatırım maliyetini dikkate alarak, geçişin başlangıcındaki ek maliyetleri gösterir.

Enerji Verimliliği ve Şarj Süreleri: Lityum aküler, daha hızlı şarj edilebilir ve genellikle daha yüksek enerji verimliliğine sahiptir. Bu özellikler, operasyonel sürekliliği artırabilir ve çalışma saatlerini optimize edebilir.

Bakım Maliyetleri: Kurşun asit aküler genellikle düzenli bakım ve su takviyesi gerektirirken, lityum aküler bakım gerektirmez. Modül, bakım maliyetlerini azaltmanın operasyonel maliyetlere nasıl katkı sağlayabileceğini gösterir.

Ömrün Uzunluğu ve Dayanıklılık: Lityum aküler genellikle daha uzun ömre sahiptir ve daha fazla şarj/deşarj döngüsüne dayanabilir. Bu, uzun vadede maliyet avantajı sağlayabilir.

Çevresel Etkiler: Lityum akülerin çevresel etkileri daha düşüktür (zehirli gaz salınımı yapmazlar). Bu, çevre dostu bir işletme olma hedeflerine uygunluk açısından değerlendirilebilir.

Operasyonel Verimlilik: Lityum aküler, şarj edilme süreçleri ve esnek kullanım imkanlarıyla operasyonel verimliliği artırabilir. Bu, iş süreçlerini optimize ederek işletme içindeki verimliliği artırabilir.

Maliyet analizi sonuçları, işletmenizin özelleşmiş ihtiyaçlarına ve enerji kullanım profiline bağlı olarak değişebilir. Ancak, lityum akülerin genel avantajları ve uzun vadede sağlayabileceği maliyet tasarrufu göz önüne alındığında, geçişin karlı olabileceği birçok durum bulunmaktadır.

GİZLİ MALİYETLER

Lityum Akü ile Tasarruf: Lityum akü dönüşümü, başlangıçta daha yüksek bir ilk yatırım maliyeti gerektirebilir; ancak enerji, bakım, işçilik gibi gizli maliyetlerden edilen tasarruflar size tam tersine daha uygun maliyetli bir çözüm sunar.

Forklift, transpalet vb. gibi elektrikli araçları lityum akü ile kullanarak hem operasyonel verimliliği arttırmış hem de maliyetlerinizi azaltın Lityum akülerin işletmenizde kullanılmasıyla operasyonel verimliliği artırmanın birkaç önemli avantajı vardır:

Esnek Şarj İmkanı: Lityum aküler, diğer akü tiplerine göre daha esnek şarj edilebilir. Bu, çalışanların kısa molalarda dahi aracı şarj edebilmelerini sağlar. Örneğin, yemek molaları veya kahve aralarında kısa süreli şarj işlemleri gerçekleştirilebilir. Bu sayede araçların sürekli olarak kullanılabilirliği artar ve iş akışı kesintisiz devam eder.

Havalandırma Gereksinimi Yok: Lityum akülerin şarj edilmesi için özel bir havalandırma gereksinimi yoktur. Bu özellik, üretim alanları gibi sıkışık iş ortamlarında bile akülerin şarj edilebilmesini sağlar. Böylece işletme içindeki alanların daha etkili bir şekilde kullanılmasına imkan tanır.

Bakım Gerektirmeme: Diğer akü tipleri genellikle düzenli bakım ve su takviyesi gerektirir. Lityum aküler ise bakım gerektirmez ve saf su takviyesine ihtiyaç duymaz. Bu özellik, işletme içinde bakım işlemleri için ayrılan zaman ve kaynakların azaltılmasına yardımcı olur. Ayrıca, bakım gerektirmeyen lityum aküler, operasyonel sürekliliği artırarak verimliliği maksimize eder.

Çevre Dostu ve Sağlıklı: Lityum aküler, diğer akü tiplerine göre daha çevre dostudur. Zehirli gaz salınımı yapmazlar, bu da çalışanların sağlığı için daha güvenli bir ortam sağlar. Aynı zamanda, işletmenizin çevresel etkilerini azaltarak sürdürülebilirlik hedeflerinize katkıda bulunur.

Lityum akülerin bu avantajları, işletmenizin operasyonlarını daha etkili ve çevre dostu bir şekilde yönetmenize olanak tanır. Ayrıca, uzun ömürlü olmaları ve enerji depolama kapasitelerinin yüksek olması da işletmenizin maliyet etkinliğini artırabilir.

Müşterilerimize harici ekran ile birlikte, mobil uygulama üzerinden de verileri gözlemleme fırsatı sunuyoruz.

Uygulamaya Bluetooth ile bağlantı gerçekleştirilir.

Li-Mobile uygulaması ile aşağıdaki verilere anlık erişim sağlayabilirsiniz;

 Şarj ve Deşarj durum bilgilerine,

 BMS'nin koruma moduna geçip geçmediği bilgisine,

 Hücreler üzerinde dengeleme işlemi bilgisine,

 Anlık olarak takip edebileceğiniz bilgiler;

• SoC

• Batarya voltajı

• Şarj ve deşarj anında çekilen akım

• Sıcaklık

• Güç

• Cycle

• Batarya kapasite

PARİS İKLİM ANLAŞMASI

Paris İklim Anlaşması, 2015 yılında Birleşmiş Milletler İklim Değişikliği Çerçeve Sözleşmesi (UNFCCC) altında kabul edilen uluslararası bir anlaşmadır. Temel amacı, küresel ısınmayı sınırlamak ve iklim değişikliği ile mücadele etmek için dünya genelindeki ülkeler arasında bir çerçeve oluşturmaktır.

Ana Hedefler: Anlaşmanın ana hedefi, küresel ısınmayı endüstri devrimi öncesi seviyelere göre 2 santigrat derecenin altında tutmak ve mümkünse 1.5 santigrat dereceye düşürmektir. Bu hedefe ulaşmak için ülkeler sera gazı emisyonlarını azaltmaya teşvik edilmekte, iklim değişikliği etkileriyle başa çıkmak için destek sağlanmakta ve düşük gelirli ülkelerin uyum çabaları finanse edilmektedir.

Ülkelerin Taahhütleri ve Raporlama: Anlaşma, katılımcı ülkelerden belirli emisyon azaltma hedefleri koymalarını ve bu hedeflere ulaşmak için düzenli olarak rapor vermelerini öngörmektedir. Bu sayede, küresel iklim değişikliğiyle mücadelede ortak bir çaba oluşturulması amaçlanmaktadır.

Karbon-Sıfır Ekonomisinde Lityum’un Rolü

Karbon-sıfır ekonomi hedeflerine ulaşma çabaları, düşük karbonlu enerji üretimine, sürdürülebilir ulaşım sistemlerine ve enerji depolama teknolojilerine odaklanmaktadır. Bu bağlamda, lityum özellikle enerji depolama ve elektrikli araçlarda önemli bir rol oynamaktadır. İşte lityumun karbon-sıfır ekonomisindeki rolüne dair bazı ana noktalar:

Elektrikli Araçlar (EV'ler): Lityum-iyon bataryalar, elektrikli araçlarda enerji depolama sistemleri olarak yaygın bir şekilde kullanılmaktadır. Elektrikli araçlar, fosil yakıtlı araçlara kıyasla daha düşük karbon ayak izine sahip olabilir ve bu da karbon-sıfır ulaşım hedeflerine katkı sağlar.

Yenilenebilir Enerji Depolama: Lityum bataryalar, güneş ve rüzgar gibi yenilenebilir enerji kaynaklarının değişken doğasıyla başa çıkmak için enerji depolama sistemlerinde kullanılır. Bu, güneş enerjisi veya rüzgar enerjisi üretilebildiği anda depolanabilir ve daha sonra ihtiyaç duyulduğunda kullanılabilir.

Enerji Depolama ve İkili Enerji Piyasaları: Lityum bataryalar, enerji depolama projelerinde kullanılarak elektrik talebinin dalgalı doğasını dengeleyebilir. Bu, enerji şebekelerinin daha etkili ve esnek bir şekilde çalışmasına olanak tanır.

Sürdürülebilir Teknoloji Gelişimi: Lityum teknolojisinin geliştirilmesi ve yenilenebilir enerji depolama sistemlerinin maliyetinin düşürülmesi, sürdürülebilir enerji geçişini hızlandırabilir. Bu da karbon-sıfır ekonomi hedeflerine ulaşma sürecini destekler.

Paris Anlaşmasını imzalayan ülkeler 2030 yılına kadar sera gazı emisyonunu en az %40 azaltacaklarını beyan ettiler. Karbon emisyonunu düşürmek amacıyla; endüstride en çok salınıma sebep olan fosil yakıtlı araçlar yerine elektrikli araç kullanımı ön plana çıkıyor. Yiğit Akü olarak üretimini yaptığımız lityum iyon bataryaların Ar&Ge ve inovasyon yatırımlarını artırarak Türkiye’nin 2030 ve 2050 karbon emisyonu hedeflerine daha hızlı ulaşması konusunda çalışmalarımızı hızlandırdık ve üzerimize düşen görev ve sorumlulukları yerine getirmeye hazırız.

Sürdürülebililik, mevcut ve gelecek nesillerin ihtiyaçlarını karşılamak amacıyla doğal kaynakların dengeli kullanımını ve çevresel, sosyal, ekonomik dengeyi sağlamayı hedefleyen bir kavramdır. Çevresel, sosyal ve ekonomik boyutları içerir. Çevresel sürdürülebililik doğal kaynakların etkin kullanımını, sosyal sürdürülebililik adil bir yaşam standardını, ekonomik sürdürülebililik ise uzun vadeli ekonomik başarıyı kapsar. Bu kavram, şirketler, hükümetler ve sivil toplum kuruluşları tarafından giderek daha fazla benimsenmektedir.

Lityum piller, kurşun veya kadmiyum gibi toksik metaller içerebilen diğer pillerden daha az toksik metal içerir, bu nedenle genellikle tehlikeli olmayan atık olarak kabul edilirler.

Sürdürülebilir Bir Gelecek için Pil Enerjisi Depolama Sistemleri

Her yıl 22 Nisan'da dünya, 1970'de hayat bulan modern çevre hareketi olan Dünya Günü'nü kutlar. O zamandan beri, iklim değişikliğiyle mücadele için yarım yüzyıllık bir seferberliğe tanık olduk.

Avrupa Komisyonu'na göre, karbon emisyonları iklim değişikliğinin ana nedenlerinden biridir ve bu sorunla mücadelede önemli bir strateji, fosil yakıtlardan temiz enerji kaynaklarına geçiş olan elektrifikasyondur. Bu geçiş, jeotermal, hidro, nükleer, güneş ve rüzgar gibi alternatif enerji kaynaklarından elde edilen elektriğin kullanımını içermektedir.

Sürdürülebilir enerji depolama çözümlerine olan talebin artmasıyla birlikte, dünya genelinde pil enerji depolama pazarı önemli bir ivme kazanmaktadır. Lityum-iyon piller, kimyasal yapısı ve düşük maliyeti nedeniyle diğer teknolojilere göre en yüksek talep gören pil tipidir. Ancak, bu olumlu gelişmelere rağmen, pil teknolojileriyle ilgili çeşitli sorunlar ve zorluklar da ortaya çıkmaktadır.

Ham Madde Kaynakları ve Sosyal Maliyetler: Pil üretimi için kullanılan hammaddelerin çıkarılması önemli bir maliyetle gelmektedir. Özellikle kobalt gibi önemli madde kaynaklarının çoğu Demokratik Kongo Cumhuriyeti'nden gelmektedir. Ancak, bu kaynakların çıkarılması, güvensiz çalışma koşulları ve çocuk işçiliği gibi sosyal sorunları da beraberinde getirmektedir.

Üretim ve Karbon Ayak İzi: Pil üretiminin başlangıç aşamaları, kilovat-saat başına düşen CO2 emisyonları ile ölçülen yüksek karbon ayak izine sahiptir. Bu durum, pil üretim sürecinin çevresel etkisini artırmaktadır. Bu, pil teknolojisinin sürdürülebilirlik hedefleriyle çelişebilir.

Geri Dönüşüm Zorlukları: Lityum piller gibi modern pil teknolojileri, teorik olarak geri dönüştürülebilir olsa da, pratikte bu süreç oldukça zorlu ve sınırlıdır. Bu durum, pil atıklarının etkili bir şekilde geri dönüştürülmesinin zorluğunu ve çevresel etkilerini artırabilir.

Ekonomik Engeller: Piller, enerji depolama sistemlerinin maliyetli bileşenlerinden biridir. Ancak, düşük ve orta gelirli ülkelerde bu teknolojinin yaygınlaştırılması, eksik finansman ve değer zinciri koordinasyonu gibi ekonomik zorluklar nedeniyle engellenmektedir.

Cycle, akünün 1 şarj-deşarj döngüsüne denir.

Kurşun asit akülerde bu döngü ortalama 1000 Cycle’dir. Bu süreç sonrasında akü kullanılamaz hale gelmektedir.

Lityum akülerde ise Cycle döngüsü 3000 civarındadır. Lityum aküler 3000 cycle sonrası kapasitelerinde maksimum %20 oranında düşüş yaşar ve değişim gerektirmez.

1.Batarya paketinin şarj cihazı ile mekanik bağlantısını gerçekleştirirken iki cihazın da kapalı olduğuna emin olunuz.

2.Bataryayı şarj etmek için batarya konnektörünü şarj cihazının konnektörüne bağlayarak şarj işlemini başlatınız. Şarj işlemi otomatik olarak başlayacaktır.

3.Harici şarj cihazı ile şarj işleminin gerçekleştirilmesi durumunda, farklı üreticilerin batarya konnektörleri ve batarya şarj cihazı konnektörleri uyumlu olmayabilir ve hasara yol açabilir. Üretici firma tarafından önerilen şarj cihazını kullanınız.

4.Bataryanızı 0 °C’nin altındaki ortam sıcaklıklarında şarj etmeyiniz.

5.Batarya %100 şarja ulaştığında sistem şarj işlemini otomatik olarak kesecektir.

6.Lityum bataryanın şarj durumu, voltaj ve deşarj akımı kullanıcı arayüzü üzerinden görüntülenir. SoC %20 iken batarya paketini şarj ediniz. Lityum bataryanın derin deşarj olmasını engellemek için bataryanın şarj durumu %20’nin altına düştüğünde bataryayı mutlaka şarj ediniz.

7.Şarj işlemi sona erdiğinde, öncelikle şarj cihazını pasif hale getiriniz, daha sonra konnektörü çekiniz.

Diğer adı ile doğrultucu olarak bilinen akü şarj redresörü, birçok sektörde kullanılan ve aküleri şarj etmek için kullanılan elektronik cihazlardır. Akü şarj redresörleri izole bir trafo yardımı ile AC(alternatif akım) işaretinin, DC(doğru akım) işaretine istenilen seviyede ulaşmasını sağlar. Tam stabilize olmuş ve otomatik cihazlardır. Akü şarj redresörleri genellikle küçük boyutlu ve hafif olup kolaylıkla taşınabilir.

Batarya şarjı, bataryanın sağlıklı olarak performans gösterebilmesi ve ömrünün uzun olması açısından dikkat edilmesi gereken konulardan biridir. Kurşun asit akülerin çok uzun şarj süreleri vardır ve ara şarjlarda kapasite kaybı yaşatmaktadır. Kurşun asit akülerin tersine lityum akülerin şarj süresini, yarı kapasitede kullanılan şarj cihazı ile 2 saate kadar düşürmek mümkündür

Akü Kapasitesi ve Menzil:Lityum akülerin kapasitesi, bir elektrikli aracın menzilini doğrudan etkiler. Daha yüksek kapasiteli aküler, daha uzun menzilli araçlar anlamına gelir. Bu nedenle, elektrikli araç üreticileri ve kullanıcılar, araçların kullanım amacına uygun olarak doğru akü kapasitesini seçmeye önem verirler. Yüksek kapasiteli aküler, uzun mesafeli seyahatler için idealdir, ancak maliyet ve ağırlık gibi faktörler de göz önünde bulundurulmalıdır.

Hızlı Şarj Teknolojisi:Elektrikli araçların kullanımını yaygınlaştırmak için geliştirilen hızlı şarj teknolojisi, lityum akülerin hızlı ve verimli bir şekilde şarj edilmesini sağlar. Bu teknoloji, akülerin kısa sürede büyük miktarda enerji almasını sağlar ve kullanıcıların daha az bekleme süresiyle daha uzun mesafelere seyahat etmelerini mümkün kılar. Hızlı şarj teknolojisi, şarj istasyonlarının yaygınlaşmasıyla birlikte elektrikli araçların kullanımını daha da kolaylaştırır.

Ağırlık ve Boyut Faktörü:Elektrikli araçlarda kullanılan lityum akülerin hafifliği ve kompakt boyutları, aracın genel performansını belirleyen önemli faktörlerdir. Daha hafif ve küçük boyutlu aküler, aracın ağırlığını azaltır ve daha fazla iç hacim sağlar. Bu da aracın daha çevik ve enerji verimli olmasını sağlar. Ancak, akülerin hafifliği ve küçük boyutları, genellikle kapasite ve menzil gibi performans özellikleriyle bir denge gerektirir.

Isı Yönetimi ve Soğutma Sistemleri:Elektrikli araçlarda kullanılan lityum akülerin ısısının kontrol altında tutulması, akülerin performansını ve ömrünü belirleyen önemli bir faktördür. Isı yönetimi ve soğutma sistemleri, akülerin optimum sıcaklıkta kalmasını sağlar ve aşırı ısınma riskini azaltır. Bu sistemler genellikle akülerin içine veya etrafına yerleştirilmiş soğutma elemanlarından oluşur ve akülerin güvenli bir şekilde çalışmasını sağlar.

Güvenlik ve Riskler:Elektrikli araçlarda kullanılan lityum akülerin güvenli kullanımı için çeşitli önlemler alınmalıdır. Bunlar arasında aşırı şarjı önlemek, aşırı deşarjı önlemek, termal yönetimi sağlamak ve kısa devre riskini azaltmak gibi çeşitli güvenlik protokolleri bulunur. Ayrıca, akülerin depolama ve taşınması sırasında dikkatli olunmalı ve yerel yönetmeliklere uyulmalıdır.

Geri Dönüşüm ve Sürdürülebilirlik:Elektrikli araçlarda kullanılan lityum akülerin geri dönüşümü ve sürdürülebilirliği, çevresel etkilerin azaltılması için kritik öneme sahiptir. Geri dönüşüm süreçleri, kullanılmış akülerin değerli materyallerinin yeniden kazanılmasını sağlar ve atık miktarını azaltır. Bu, çevresel etkilerin azaltılmasının yanı sıra, hammaddelerin yeniden kullanılmasını ve kaynakların daha verimli bir şekilde kullanılmasını sağlar.

Yenilikler ve Gelecek Beklentileri:Elektrikli araç teknolojisinin hızla gelişmesiyle birlikte, lityum akülerin gelecekteki kullanımı ve teknolojide beklenen yenilikler önemlidir. Bu, daha yüksek kapasiteli akülerin geliştirilmesi, şarj sürelerinin daha da kısaltılması, akülerin daha uzun ömürlü hale getirilmesi ve daha sürdürülebilir üretim ve geri dönüşüm süreçlerinin benimsenmesi gibi alanları kapsar. Bu yenilikler, elektrikli araçların daha yaygın ve çevre dostu bir şekilde kullanılmasını sağlayarak, sürdürülebilir bir geleceğe doğru adım.

Daha Yüksek Enerji Yoğunluğu: Araştırmalar, lityum akülerin enerji yoğunluğunun artırılması üzerine yoğunlaşmış durumda. Bu, daha küçük boyutlarda daha fazla enerji depolamayı ve daha uzun menzile sahip cihazlar ve araçlar üretmeyi mümkün kılabilir.

Hızlı Şarj Teknolojisi:Hızlı şarj teknolojisi, lityum akülerin daha kısa sürede şarj edilmesini sağlar. Bu, kullanıcıların daha az bekleme süresiyle cihazlarını veya araçlarını kullanmalarını sağlar.

Daha Uzun Ömürlü Aküler:Araştırmalar, lityum akülerin ömrünü uzatmak için çeşitli yöntemler geliştirmekte. Bu, akülerin daha uzun süre verimli bir şekilde kullanılmasını sağlar ve atık miktarını azaltır.

Daha Güvenli Aküler:Lityum akü teknolojisindeki ilerlemeler, akülerin daha güvenli hale getirilmesine yöneliktir. Aşırı ısınma, aşırı şarj veya delinme gibi risklerin azaltılması, akülerin daha güvenilir ve kullanıcı dostu olmasını sağlar.

Geri Dönüşüm ve Sürdürülebilirlik: Lityum akülerin geri dönüşümü ve sürdürülebilirliği, endüstri ve hükümetler tarafından giderek daha fazla önemsenmektedir. Bu, atık miktarını azaltır, çevresel etkiyi en aza indirir ve değerli hammaddelerin yeniden kullanılmasını sağlar.

Entegrasyon ve İletişim Yetenekleri:Lityum akülerin akıllı cihazlar ve IoT (Nesnelerin İnterneti) sistemleri ile entegrasyonu, gelecekte daha akıllı ve bağlantılı enerji depolama çözümlerini mümkün kılabilir. Bu, enerji verimliliğini artırabilir ve sistemlerin daha iyi kontrol edilmesini sağlar.

Bu trendler, lityum akü teknolojisinin gelecekteki gelişimini şekillendirebilir ve daha güçlü, daha verimli ve daha çevre dostu akülerin kullanımını sağlayabilir.

Uygun Depolama Ortamı: Aküler, kuru, serin ve havalandırılmış bir ortamda depolanmalıdır. Aşırı sıcaklık veya nemden kaçınılmalıdır.

Doğru Konumlandırma: Aküler düz bir zeminde, dik olarak veya yatay olarak düzgün bir şekilde konumlandırılmalıdır. Ayrıca, akülerin devrilmesini önlemek için sağlam bir yüzeye yerleştirilmelidir.

Aşırı Sıcaklık ve Soğuktan Kaçınma:Lityum aküler, aşırı sıcaklık veya soğukta zarar görebilir. Bu nedenle, akülerin aşırı sıcaklık veya soğuğa maruz kalmaması için uygun bir ortamda depolanması önemlidir.

Kısa Devre Riskini Azaltma:Akülerin depolama sırasında kısa devre riskini azaltmak için, terminalleri uygun şekilde izole edilmelidir. Terminal bağlantı noktalarına kapaklar veya izolasyon malzemeleri kullanılabilir.

Düzenli Kontroller: Depolama süresince, aküler düzenli aralıklarla gözden geçirilmeli ve herhangi bir hasar veya sızıntı olup olmadığı kontrol edilmelidir. Herhangi bir sorun tespit edilirse, uzman bir servis sağlayıcısına danışılmalıdır.

Taşıma Sırasında Güvenlik Önlemleri:Aküleri taşırken dikkatli olunmalı ve düzgün bir şekilde paketlenmeli veya sabitlenmelidir. Ayrıca, akülerin darbelere veya titreşimlere maruz kalmaması için uygun bir ambalaj kullanılmalıdır.

Taşıma Kılavuzlarına Uyma:Akülerin taşınması sırasında yerel taşıma kılavuzlarına ve kurallarına uyulmalıdır. Bu, güvenli taşıma ve çevresel yönetmeliklere uygunluk sağlar.

Bu ipuçları, lityum akülerin güvenli bir şekilde depolanması ve taşınması için önemli faktörleri içerir. Uygulandığında, bu önlemler akülerin zarar görmesini ve çevresel risklerin azaltılmasını sağlar.

Lityum akülerde yoğun olarak LiFePO4 (lityum-demir-fosfat) kimyasındaki hücreler kullanılır. Bunun başlıca sebebi, LiFePO4 hücre kimyasının diğer hücre kimyalarına göre daha güvenli, daha kararlı ve daha uzun ömürlü bir yapıda olmasıdır. Bir lityum akü birkaç temel parçadan oluşur.

• Hücre: Hücreler; katot, anot, elektrolit dahil olmak üzere çeşitli elementlerden yapılmıştır. Günümüzün ticari olarak mevcut hücre kimyalarının özellikleri üzerindeki en büyük etki, katot malzemelerinin kimyası tarafından yapılır. Bu nedenle hücreler; bir hücrenin katodunda kullanılan malzemelerin kimyasal bileşiminden sonra adlandırılır. Lityum tabanlı hücreler piyasada karşımıza çeşitli kimyalarda çıkıyor. Bunların en bilinen birkaç tanesi; Lityum demir fosfat (LFP), Lityum nikel manganez kobalt oksit (NMC), Lityum kobalt oksit (LCO), Lityum titanat (LTO) gibi uzayan bir liste piyasada bulunabilen hücre kimyaları. Burada önemli konulardan bir tanesi, lityum akü alırken hücre kimyası seçimi uygulamaya özel olmalıdır.

• BMS (Batarya Yönetim Sistemi): İleri teknolojiye sahip bataryalarda gerek ekonomik gerekse güvenlik nedenleri ile işletme performansını ve sistem güvenirliğini arttıran yapıların geliştirilmesi, batarya kaynaklı arızaların azaltılması ve bataryadan en yüksek verimin alınması hedeflenmektedir. Batarya Yönetim Sistemi (BMS), Lityum Batarya paketlerinde akım, gerilim, sıcaklık, şarj durumu gibi değerlerin anlık olarak izlenmesini, optimal değerler aşıldığında sisteme müdahale ederek sistemin korunmasını sağlar. İleri teknolojiye sahip bataryalarda gerek ekonomik gerekse güvenlik nedenleri ile işletme performansını ve sistem güvenirliğini arttıran yapıların geliştirilmesi, batarya kaynaklı arızaların azaltılması ve bataryadan en yüksek verimin alınması hedeflenmektedir. Batarya Yönetim Sistemi (BMS), Lityum Batarya paketlerinde akım, gerilim, sıcaklık, şarj durumu gibi değerlerin anlık olarak izlenmesini, optimal değerler aşıldığında sisteme müdahale ederek sistemin korunmasını sağlar.

Kapasite

Pilin kapasitesi, C sembolü ile gösterilen belirli deşarj koşulları altındadır. Ortak birim, Ah veya mAh olarak kısaltılan amper saattir. Pil kapasitesi teorik kapasite, nominal kapasite ve gerçek kapasiteye ayrılabilir.

Teorik kapasite, etkin maddenin kütlesinin Faraday yasasına göre hesaplanmasıyla elde edilen en yüksek teorik değerdir. Farklı pil serilerini karşılaştırmak için, belirli kapasite kavramı yaygın olarak kullanılır, yani Ah/kg (mAh/g) veya Ah/L (mAh/cm3 gibi) pilin birim hacmi veya birim kütlesi başına teorik kapasite).

Gerçek kapasite, belirli koşullar altında pilin güç çıkışını ifade eder. Deşarj akımının deşarj süresi ile çarpımına eşittir ve değeri teorik kapasiteden küçüktür.

Nominal kapasiteye garantili kapasite de denilmektedir ki bu, pilin devlet veya ilgili birimler tarafından yayınlanan standartlara göre belirli deşarj koşullarında deşarj olması gereken minimum kapasitedir.

İç direnç

Direnç, pilin iç direnci olarak adlandırılır. Pilin iç direnci sabit değildir, ancak aktif maddelerin bileşimi, elektrolit konsantrasyonu ve sıcaklık sürekli değiştiği için deşarj işlemi sırasında zamanla değişir.

Yükleme kapasitesi

Akünün artı ve eksi uçları yüke bağlandığında, yükü sürmek için çıkış gücü akünün yük kapasitesidir.

Lityum-Ion Pil (Li-ion): En yaygın kullanılan lityum pil tipidir. Yüksek enerji yoğunluğuna sahip olan Li-ion piller, genellikle taşınabilir elektronik cihazlarda ve elektrikli araçlarda kullanılır.

Anot:Pilin pozitif ucu. Lityum pillerde anot, lityum iyonlarından elektron alır.

Katot:Pilin negatif ucu. Lityum pillerde katot, lityum iyonlarını depolar ve elektronları serbest bırakır.

Elektrolit:Pil içindeki iki elektrot arasındaki iletken sıvı veya jel maddedir. Lityum pillerde, elektrolit lityum iyonlarının hareket etmesine izin verir.

Lityum Polimer Pil (Li-Po):Bir tür lityum pilidir. Li-Po piller, esnek form faktörleri ve daha hafif yapıları nedeniyle özellikle ince ve hafif tasarımlarda kullanılır.

Hücre:Bir pilin temel enerji depolama birimidir. Lityum piller genellikle birden fazla hücre içerir.

Voltaj:Pilin elektrik potansiyeli ölçüsüdür. Lityum piller genellikle 3.7V (volt) gibi bir voltajla çalışır.

Şarj Devresi (BMS - Battery Management System):Pilin şarjını yöneten ve dengeleyen bir kontrol sistemidir. Lityum pillerin güvenli ve etkili bir şekilde şarj edilmesini sağlar.

Döngü Ömrü:Bir pilin belirli bir şartlarda kaç tam şarj/deşarj döngüsüne dayanabileceğini gösteren bir terimdir. Lityum piller genellikle belirli bir döngü ömrüne sahiptir.

Sıcaklık Koruması:Lityum pillerin aşırı sıcaklık durumlarında zarar görmesini önleyen bir güvenlik özelliğidir.

Aşırı Şarj/Aşırı Deşarj Koruması:Pilin belirli bir voltaj seviyesinin üzerine çıkmasını veya altına düşmesini önleyen bir güvenlik özelliğidir.