LİTYUM POLİMER PİLLER
LİTYUM POLİMER PİLLER
Lityum polimer piller, elektrodu bulunan ve şarj edilebilen lityum iyon pilleri olarak bilinir. Bu pillerin birim hacim başına düşen enerji yoğunluğu oldukça yüksek olduğundan kullanımı avantajlıdır. Kısaca lipo pil olarak adlandırılan bu piller, çoğu elektronik cihazda mevcuttur. Özellikle elektrikli hava araçlarında kullanımı oldukça yaygındır. Lipo pil kullanılmadığında diğer pillere göre enerji kaybı yavaşken, çalışırken yüksek güçtedir. Yapısında bulunan ince plastik film üzerine kaplanmış polimerler, üst üste yığılmış bir tabaka oluşturur. Mikro yapıda ki gözenekli ayırıcı, yalnızca iyonların bir taraftan diğer tarafa geçmesine izin verir.

Şekil 1:LİPO PİL YAPISI
Lityum polimer piller hücrelerden oluşur. Hücrenin boş hali 3V, dolu hali 4.2V olabilir. Lipo pil hücreleri seri ve paralel bağlı olabilir ve bağlantı şekillerine göre isimlendirilir. Örneğin; lipo pilde 3 hücre bağlı ise “5S”, 2 hücre paralel bağlı ise “2P” olarak adlandırılır. S değeri arttıkça pilin voltaj değeri, P değeri arttıkça ise pilin kapasitesi artar. Kapasite değeri pilin ne kadar güç tutacağını belirler. Değer ne kadar büyük olursa pilin çalışma süresi o kadar uzundur. Ancak kapasite değeri arttığında, pilin ağırlığı ve boyutunun artacağı da göz önüne alınmalıdır. Bu lipo pillerin kullanımı için dezavantajdır. Kapasite pilin ne kadar güç tutabileceğini gösteren bir ölçüdür. Birimi miliamper-saat (mAh) ‘tir. Pilin elektrik yükünü boşaltabilmesi için geçen süreyi verir. Kapasite değerinin büyüklüğü pilin çalışması süresiyle doğru orantılıdır. Lipo pillerde çoğunlukla iki C değeri bulunur. Biri pilin sürekli verebileceği akım değerini belirtirken diğeri anlık olarak verebileceği akım değerini belirtir.
ŞARJ ETME
Lipo piller özel bakım gerektiren malzemelerdir. Şarj edebilmek için lipo uyumlu şarj çihazı kullanılmalıdır. Bu piller CC/CV denilen bir sistemle şarj edilir ve dengeleme sağlanır. CC/CV sabit akım ve sabit voltaj anlamına gelir. Örneğin; 3.7V, 2000 mAh bir pil için 4.2 volta kadar 1000mA akımla şarj edilmelidir. Pil 4.2V değerine ulaştığında voltaj sabit kalır ve akımı pilin kapasitesinin %2’sine kadar azaltılır. Yani 2000mAh bir pil için cut-off akımı 40 mA’dir. Pil bu akıma düştüğünde tam doygunluğa ulaşır. Lipo pil şarj aletleri çok gelişmiştir. Skyrc, İmax, Xtar gibi cihazlar kullanılır.


Şekil 2: LİPO PİL ŞARJ VE KAPASİTE GRAFİĞİ
Dengeleme, pil takımındaki hücrelerin gerilimin eşitlemeyi amaçlar. Bu gerilim eşitleme olayı, pilin performansı ve güvenlik açısından oldukça önemlidir. Lipo pillerde C değeri bir katsayıdır. Pil üzerinde 50C yazıyorsa kapasitenin 50 katı kadar anlık akım alınabileceğini gösterir. Lipo pillerin iç direnci küçüktür bu da raf ömürlerini uzatır. Lipo pillerde bir tam şarj/deşarja 1 cycle denir. Bu değer kaç kere kullanılabileceğinin bir göstergesidir. Lipo piller ortalama 300-500 cycle ömre sahiptir.

Şekil 3: LİPO PİL DEŞARJ GRAFİĞİDİ
Lİ-PO PİLLERİN SERİ-PARALEL BAĞLANMASI
Piller seri bağlanırsa voltaj artar. Teorik olarak voltajı sonsuza kadar arttırabilirsiniz. Seri bağlantıda bir pilin artısı diğer pilin artısına bağlanır. Piller paralel bağlanırsa kapasite artar. Teorik olarak kapasiteyi sonsuza kadar arttırabilirsiniz.Paralel bağlantıda artı artıya, eksi eksiye bağlanır.

Şekil 4:Seri bağlantı

Şekil 5:Paralel bağlantı
DİKKAT EDİLMESİ GEREKENLER
Lityum polimer piller 3V’dan aşağı düşecek şekilde şarj edilmemelidir. Kullanılan pil %80 kuralına uyarak şarj edilmelidir. Yani kapasite değerinin %80’i hesaplanarak ortaya çıkan değere göre şarj edilmelidir. Aksi halde pilde şişme ya da patlama gibi olaylar meydana gelebilir. Lipo piller alev almaz çantalarda şarj edilmelidir. Pilin içi açılmamalı, su temasına dikkat edilmeli ve kesinlikle kısa devre olmaması sağlanmalıdır.
AVANTAJLARI
Hafif
Yüksek kapasite değeri
İstenilen boyutta üretilebilme
Hızlı şarj deşarj edilebilme
DEZAVANTAJLARI
Yüksek maliyet
Kısa ömürlü
Düşük kapasite yoğunluğu
ŞARJ TİPLERİ
Hızlı şarj: hücrelerin durumuna bakmadan tüm hücreleri şarj etme olayıdır.
Saklama modunda şarj: bütün hücreleri aynı gerilim değerleri arasına (3.8V-3.85Vgibi) çekerek şarj etme olayıdır.
Balanslı şarj: şarj aletinin tüm hücreleri aynı seviyeye getirilerek şarj edilmesidir.
Deşarj: pilin dengeli ve güvenli bir şekilde boşaltılması olayıdır.