Batarya kapasitesi ile ilgili faktörler nelerdir?

Soğuk kış aylarında dışarıda cep telefonumuzla oynarken, pilin yazın olduğu kadar hızlı bitmediğini görürüz; hızlı şarjlı piller yavaş şarjlı pillere göre daha çabuk biter. Peki batarya kapasitemizi etkileyen faktörler nelerdir?

1. Sıcaklık

Sıcaklık, pil kapasitesi üzerinde önemli bir etkiye sahiptir. Sıcaklık arttıkça pilin kapasitesi de artar. İlk olarak, sıcaklık artışının pil içindeki kimyasal reaksiyonları hızlandırması, lityum iyonlarının daha hızlı hareket etmesine ve dolayısıyla kullanılabilir kapasitenin artmasına neden olur.

İkinci olarak, düşük sıcaklık koşullarında elektrolit viskoz hale gelir, lityum iyonlarının iletkenliği azalır ve ohmik kutuplaşma, konsantrasyon kutuplanması ve elektrokimyasal kutuplanma gibi etkiler kötüleşir ve bu da lityum iyonlarının gömülmesini engeller.

Ayrıca, pozitif ve negatif elektrot malzemelerinin örgüsü düşük sıcaklıklarda büzüşür ve lityum iyonlarının yerleşme ve çıkması için olan kanallar daralır; bu da reaksiyonun tamamlanması için daha fazla enerji gerektirir ve elektrokimyasal polarizasyona neden olur. Düşük sıcaklıklar, buzlu yolda dönen tekerlekler gibi elektrot yüzeyindeki yük transfer hızını yavaşlatır ve iyonlar arayüzde birikerek konsantrasyon polarizasyonuna yol açar.

2. Deşarj oranı

Bateri deşarj oranı azaldıkça bateri kapasitesi de artar.

Düşük deşarj oranlarında (örneğin 0.2C), lityum iyonlarının pozitif ve negatif elektrot malzemelerinden daha fazla zaman içinde çıkması sağlanır, polarizasyon kayıpları azaltılır. Ancak yüksek deşarj oranlarında (örneğin 1C), lityum iyonları çok hızlı göç eder, bazı aktif maddelerin hızlıca tepkimeye girmesini engeller ve dolayısıyla kapasitenin kullanımında azalma olur.

Düşük deşarj oranı, macunun neredeyse tamamen bitmesine neden olacak şekilde sertçe sıkmaya benzer; ancak daha yavaş sırsanız, bir süre daha kullanabilirsiniz.

3. Şarj oranı

Düşük oranda şarj, pilin içindeki polarizasyon etkisini azaltır. Şarj akımı ne kadar düşükse, lityum iyonların elektrot malzemesi boyunca yayılması da o kadar tam olur ve enerji kaybı en aza indirgenir. Basitçe söylemek gerekirse, yavaş şarj pilin tamamen şarj edilmesine olanak sağlar ve böylece daha fazla güç sağlayabilir.