Telefonunuzun pil seviyesi azaldığında, "pil kaygısı" bunaltıcı olabilir. Sonuç olarak, seyahat veya iş gezileri sırasında taşınabilir şarj cihazları, tıpkı bir kimlik kartı veya cüzdan gibi bir "zorunluluk" haline geldi. Sonuçta, alışılmadık bir ortamda, şarjı bitmiş bir telefon dijital bir karartma gibi hissettirir. Navigasyon başarısız olur, ödemeler reddedilir ve kimseyle iletişime geçemezsiniz. Bu panik hissi sizi gerçekten dengesizleştirebilir. Ancak, son zamanlarda taşınabilir şarj cihazlarının alev almasıyla ilgili olaylar sektörü sarstı ve güvenlikleri hakkında yaygın tartışmaları ateşledi. 26 Haziran 2025'te Çin Sivil Havacılık İdaresi, uyumlu olmayan taşınabilir şarj cihazlarını yasaklayan yeni düzenlemeler yayınladı. İdare, uçağa binmeden önce 3C sertifikalı olmalarını zorunlu kıldı. Sorun, 20 Mart 2025'te Hangzhou'dan Hong Kong'a giden bir uçuşun bagaj bölmesinde bir lityum pilin alev alması ve acil inişe neden olmasıyla başladı.
1 Lityum Piller Neden Alev Alır?
Yapılan inceleme, yangının Romoss marka 20.000 mAh taşınabilir şarj cihazındaki kısa devreden kaynaklandığını ortaya koydu. Ardından, 31 Mayıs ve 13 Haziran'da uçuşlarda iki benzer olay daha yaşandı. Lityum iyon pillerdeki güvenlik sorunları genellikle yangın ve hatta patlamalarla kendini gösterir. Bu sorunların temel nedeni, pilin içindeki termal kaçaktır. Ayrıca, aşırı şarj, yangın kaynakları, sıkışma, delinme ve kısa devre gibi dış etkenler de güvenlik sorunlarını tetikleyebilir. Gaz salınımı, lityum iyon pil arızasının başlıca belirtilerinden biridir.
Bir lityum iyon pil alev aldığında, büyük ölçüde pilin elektrolitinin buharı veya ayrışma ürünlerinden oluşan büyük miktarda beyaz duman hızla dışarı atar. Yangının ilk aşamalarında, duman rengindeki farklılık, lityum iyon pil yangınlarını sıradan yangınlardan ayıran en belirgin özelliklerden biridir. Isıl kaçaktan sonra, pilin saldığı yanıcı gazlar havayla karışarak patlayıcı bir karışım oluşturur. Pilin yaydığı yüksek sıcaklıktaki parçacıklara maruz kaldığında, genellikle yangının ilk aşamalarında patlayıcı seslerle birlikte yerel bir patlama meydana gelebilir.
Lityum Pil Patlamalarını Önlemek İçin 2 Önlem
Lityum iyon pillerle ilgili güvenlik sorunları karmaşık ve çok yönlüdür. En büyük güvenlik tehlikesi, anında arızaya ve termal kaçaklara yol açan rastgele dahili kısa devrelerdir. Bu nedenle, yüksek termal kararlılığa sahip malzemeler geliştirmek ve kullanmak, gelecekte lityum iyon pil güvenliğini iyileştirmenin temel yaklaşımıdır.
1) Pil Malzemelerinin Termal Kararlılığının Artırılması
Katot malzemeleri: Termal kararlılık, sentez koşullarının iyileştirilmesi, sentez yöntemlerinin iyileştirilmesi veya katkılama ve yüzey kaplama tekniklerinin kullanılmasıyla iyileştirilebilir.
Anot malzemeleri: Anot malzemelerinin termal kararlılığı, malzeme türünden, parçacıkların boyutundan ve SEI (katı elektrolit ara fazı) filminin kararlılığından etkilenir. SEI filminin kalitesi, pilin şarj ve deşarj performansını ve güvenliğini doğrudan etkiler. Karbon malzemelerin yüzeyinin zayıf oksitlenmesi veya indirgenmiş, katkılanmış veya yüzeyi modifiye edilmiş karbon malzemelerin kullanılması SEI film kalitesini artırabilir. Küresel veya lifli karbon malzemeler de SEI kalitesinin iyileştirilmesine yardımcı olur.
Elektrolit kararlılığı: Elektrolitin kararlılığı, kullanılan lityum tuzu ve çözücünün türüne bağlıdır. Daha iyi termal kararlılığa sahip lityum tuzları ve daha geniş elektrokimyasal pencereye sahip çözücüler, pilin termal kararlılığını artırabilir.
2) Aşırı Şarj Korumasını İyileştirme
Aşırı şarjı önlemek için, genellikle akünün şarj ve deşarj sürecini kontrol etmek üzere özel şarj devreleri kullanılır. Ek aşırı şarj koruması sağlamak için her bir aküye emniyet valfleri takılabilir. Ayrıca, aşırı şarj sırasında akünün ısındıkça iç direncini artıran ve böylece aşırı şarj akımını sınırlayan bir pozitif sıcaklık katsayılı (PTC) direnç de kullanılabilir. Özel ayırıcılar da kullanılabilir. ayırıcı Anormal akü koşulları nedeniyle çok fazla yükselirse, ayırıcının gözenekleri büzülür ve tıkanır, lityum iyonlarının geçişini engeller ve aşırı şarjı önler.
3) Katı Hal Pilleri
Katı hal piller, geleneksel sıvı pillerde bulunan yanıcı sıvı elektrolitlerin yerine katı elektrolitler kullanır. Bu, elektrolit sızıntısı ve yanmasıyla ilişkili güvenlik risklerini temelden ortadan kaldırarak termal kaçak sıcaklığını 120°C'den 200°C'nin üzerine çıkarır. Katı hal pillerin, delinme gibi dış kuvvetlere maruz kaldıklarında kısa devre yapma, alev alma veya patlama olasılığı da daha düşüktür. Pil çiviyle delinse, kesilse veya bükülse bile sabit kalabilir.
3 Lityum pillerin performansı
Şimdi, şarj verimliliği, deşarj özellikleri, kapasite değerlendirmesi, iç direnç değerlendirmesi ve çevrim ömrü değerlendirmesi de dahil olmak üzere lityum pil şarj ve deşarj eğrilerinin analiz yöntemlerini tanıtalım. Şarj ve deşarj eğrilerini yorumlayarak, pilin performansı ve özellikleri hakkında derinlemesine bir anlayış kazanabilir ve pil seçimi, kullanımı ve optimizasyonu için önemli bir rehberlik sağlayabiliriz.
Lityum pillerin performansı, çeşitli elektronik cihazların ve elektrikli aletlerin çalışması için hayati önem taşır. Şarj ve deşarj eğrileri, lityum pil performansını değerlendirmenin temel yöntemlerinden biridir, çünkü şarj ve deşarj işlemi sırasında voltaj ve akım değişimlerini görsel olarak yansıtabilirler. Bu eğrileri analiz ederek, pil kapasitesi, iç direnç ve verimlilik gibi temel parametreler hakkında bilgi edinebilir ve bu da pil tasarımını optimize etmek ve performansı artırmak için rehberlik sağlar.
4 Lityum Pil Şarj Eğrisinin Analizi
Bir lityum pilin şarj ve deşarj eğrisi, pilin voltajı ve deşarj kapasitesi ile şarj durumu (SOC) eğrisi arasındaki ilişkiyi temsil eder. Şarj işlemi sırasında voltaj kademeli olarak artarken akım azalır. Şarj eğrisinin eğimi, şarj hızını yansıtır; eğim ne kadar dikse, şarj hızı o kadar hızlı olur. Şarj eğrisinin plato bölgesi ise pilin tamamen şarj olduğunu gösterir. Voltaj ise sabitlenme eğilimindedir.
Şarj verimliliği, akü şarj performansını değerlendirmek için önemli bir göstergedir. Daha yüksek bir şarj verimliliği, akünün giriş elektrik enerjisini depolanmış kimyasal enerjiye daha etkili bir şekilde dönüştürebileceği anlamına gelir. Şarj eğrisindeki gerçek şarj kapasitesini teorik şarj kapasitesiyle karşılaştırarak şarj verimliliğini değerlendirebiliriz. Ayrıca, şarj işlemi sırasındaki enerji kaybı gözlemlenerek şarj verimliliğini iyileştirme yöntemleri belirlenebilir.
Şarj sonlandırma voltajı, akünün tamamen şarj olduğu durumdaki voltaj değerini ifade eder. Şarj sonlandırma voltajının doğru ayarlanması, aşırı şarjı önlemeye ve akünün ömrünü uzatmaya yardımcı olur. Şarj eğrisi analiz edilerek, akünün güvenli bir aralıkta şarj olmasını sağlamak için uygun bir şarj sonlandırma voltajı belirlenebilir.
5 Lityum Pil Deşarj Eğrisinin Analizi
Deşarj sırasında voltaj kademeli olarak azalır ve akım da buna bağlı olarak azalır. Deşarj eğrisinin şekli ve eğimi, akünün performansı hakkında önemli bilgiler sağlayabilir. Daha düz bir deşarj eğrisi genellikle akünün iyi bir deşarj stabilitesine sahip olduğunu ve istikrarlı bir enerji çıkışı sağlayabildiğini gösterir. Ayrıca, deşarj eğrisinin plato bölgesini gözlemleyerek, akünün farklı deşarj derinliklerindeki voltaj değişimini anlayabilir ve akünün deşarj kapasitesini değerlendirebiliriz.
Deşarj eğrisinin altındaki alan, deşarj süresiyle orantılıdır. Eğrinin altındaki alanı hesaplayarak, akünün deşarj kapasitesini değerlendirebiliriz. Deşarj kapasitesi, akünün kullanım süresini ve dayanıklılığını doğrudan etkiler.
6 İç Direnç Darbesi
İç direnç, deşarj özelliklerini etkileyen pilin içindeki dirençtir. Daha yüksek iç direnç, daha hızlı bir voltaj düşüşüne ve daha düşük deşarj gücüne yol açar. Deşarj eğrisini analiz ederek, pilin iç direncini tahmin edebilir ve pil performansı üzerindeki etkisini değerlendirebiliriz.
7 Kapasite Değerlendirmesi
Bir lityum pilin kapasitesi, depolayabileceği şarj miktarını ifade eder. Genellikle miliamper-saat (mAh) veya amper-saat (Ah) cinsinden ölçülür. Şarj ve deşarj eğrilerini entegre ederek pilin gerçek kapasitesini hesaplayabiliriz. Ayrıca, kapasite azalmasını gözlemlemek ve pilin döngü ömrünü değerlendirmek için birden fazla şarj ve deşarj döngüsü testi yapılabilir.
8 Döngü Ömrü Değerlendirmesi
Döngü ömrü, bir akünün birden fazla şarj ve deşarj döngüsünden sonra belirli performans seviyelerini koruyabilme yeteneğini ifade eder. Şarj ve deşarj eğrilerindeki değişiklikleri birkaç döngü boyunca gözlemleyerek, akünün döngü ömrünü değerlendirebiliriz. Eğrinin şekli ve özellikleri birden fazla döngüden sonra nispeten sabit kalıyorsa, bu, akünün iyi bir döngü ömrüne sahip olduğunu gösterir. Ayrıca, döngü süreci boyunca kapasite azalması analiz edilerek akünün genel ömrü tahmin edilebilir.
Çözüm
Bir lityum pilin şarj ve deşarj eğrisi, pilin voltajı ve deşarj kapasitesi ile kalan kapasite (SOC) eğrisi arasındaki ilişkiyi temsil eder. Pil performansını daha iyi analiz etmek ve değerlendirmek için önemli bir yöntemdir. Şarj verimliliği, deşarj özellikleri, kapasite, iç direnç ve çevrim ömrü analiz edilerek pilin performansı hakkında kapsamlı bir anlayış elde edilebilir. Bu analitik yaklaşım, pil tasarımı optimizasyonu, kalite kontrolü ve uygulama seçimi için çok önemlidir. Pratik uygulamalarda, çeşitli test yöntemleri ve veri analizi tekniklerinin bir araya getirilmesi, lityum pil performansının daha doğru bir şekilde değerlendirilmesini sağlayarak çeşitli elektronik cihazların ve elektrikli aletlerin güvenilir bir şekilde çalışmasını sağlar.
Epic Powder Machinery olarak, yüksek kaliteli jet değirmenleri ve toz işleme çözümlerinde uzmanlaşıyor, toz performansını optimize etmek ve çeşitli sektörlerde verimliliği artırmak için en son teknolojiyi sunuyoruz. Ekipmanlarımızın üretim sürecinizi nasıl iyileştirebileceğini keşfetmek için bugün bizimle iletişime geçin.
