İTÜDERGİSİ/d, Cilt 9, Sayı 1 (2010)

Yazı Büyüklüğü:  Küçük  Orta  Büyük

Li-iyon polimer pillerde sağlamlık durumu değerlendirmesi

Tevhit Cem KAYPMAZ, R. Nejat TUNCAY

Özet


Günümüzde birçok enerji depolama çözümünde, yüksek enerji ve güç yoğunluklarına sahip olmaları nedeni ile Li-iyon polimer tip hücreler tercih edilmektedir. Li-iyon polimer hücrelerde, elektrotlar arasında bulunan seperatör malzeme elektriksel olarak yalıtkan fakat iyonik olarak iletken bir malzemedir. Bu malzemenin yapısı, hücrenin aşırı zorlanma durumlarında özelliğini kaybetmekte ve hücreyi arızalı konuma düşürerek güvenlik problemleri meydana getirmektedir. Hücrelerde geri döndürülemez değişiklilerin meydana geldiği bölgelerden biri elektrot ile seperatör arası katı elektrolit geçişlerinin yaşandığı bölgedir. Bu çalışmada, elektrokimyasal empedans spektroskopi yöntemi ile li-iyon polimer pillerin hücre kinetik parametreleri elde edilmiştir ve hücrelerin zorlanmış dolma ve boşalma durumlarında bu parametrelerin değişimi kuramsal olarak incelenmiştir. Li-iyon polimer pillerde oluşabilecek yanlış doldurma ve boşaltma işlemleri sebebi ile meydana gelen geri döndürülemez etkilerin klasik hücre modelleri tarafından tam olarak yansıtılamadığı görülmüştür. Bu nedenle çalışmada hücre eşdeğer devre modeli arıza durumularına göre geliştirilmiş ve sınıflandırılmış, yeni geliştirilmiş hücre eşdeğer devresi modeli ile pil sağlamlık durumunun daha iyi yansıtılacağı önerilmiştir. Yapılan deneysel çalışma ile, normal dolma ve boşalma durumlarında klasik pil modelinin, sağlamlık durumunun değerlendirmesi için yeterli olduğu görülmüştür. Aşırı dolma ve boşalma durumlarının ve etkilerinin incelendiği deneysel çalışmalar neticesinde klasik modelin durum değerlendirme için yetersiz kaldığı ispat edilmiş ve bu çalışmada önerilen modelin arıza durumlarını daha gerçekçi biçimde yansıttığı görülmüştür.

 

Anahtar Kelimeler: Li-iyon polimer hücre modeli, aşırı şarj, aşırı deşarj, sağlamlık durumu.


Tam Metin: PDF