Piliniz Zamanla Neden "Ölüyor?"

Laptop pilleri, sonsuz bir ömre sahip değiller; iki-üç sene, en fazla dört sene içinde ömürlerini tüketiyorlar.

Bilgisayar yazılımlarının zamanla yavaşlaması veya bir telefonun zamanla çizilmesi gibi piller de zamanla deformasyona uğrar ve kullanılmaz hale gelir. Peki pillerin ömrünün tükenmesinde sorumlu kim? Tabi ki bu pilleri üretip satan şirketlerin bazı kabahatleri var ama suçlu sadece onlar değil, en az onlar kadar bizler de sorumluyuz.

Şarj edilebilir piller nasıl çalışıyor?

Cihazlarda kullandığımız pillerden bahsettiğimizde, büyük çoğunlukla lityum-iyon pilleri veya benzerini kastediyoruz.

Kısaca lityum-iyon piller şu şekilde çalışırlar: Ametal lityumdan meydana gelen pozitif elektrot (anot), karbon negatif elektrota (katot) bağlıdır. Pili şarj etmek için iyonlar (elektrik yüklü atomlar) lityum katot üzerinden iyonların biriktirildiği karbon anota itilir.

Bu iyonların serbest bırakılması, yani lityum katoda doğru olan akım sayesinde ise laptop'unuz veya cep telefonunuz güce kavuşur.

Hemen hemen her tür pil bu prensiple çalışmaktadır. Lityum-iyon piller ise tüketici elektroniğine daha uygun olduğu için bu alanda daha sık kullanılmaktadır. Bu tür piller hafif ve taşınabilir olmasının yanı şarj olabilme seviyesi de yüksektir. Lityum-iyon pillerin en önemli özelliği ise önemli bir bozulmaya uğramadan yüzlerce kere şarj edilebilmesidir.

Peki pillerin ömrü neden tükeniyor?

Pillerin ölüm süreci fabrikadan çıktıkları andan itibaren başlar, bu kaçınılmazdır. Lityum-iyon pilleri çok nadir kullansanız ve zaman zaman şarj etseniz dahi sadece bir kaç sene içinde ölebilirler.

Sürekli kullanıldığında bir lityum-iyon pilin ömrü iki yılın altındadır. Pillerin kimyasal bir işlemle çalıştığı düşünüldüğünde böyle bir kötüleşme beklenmektedir. Hiçbir kimyasal reaksyion kusursuz değildir ve hepsi bir çeşit enerji kaybıyla sonuçlanır.

Pil tanılama ve analiz şirketi Cadex'in genel müdürü Isidor Bunchman konu hakkında şunları söylüyor: "Piller yaşlandıkça iyon akışını azaltan bazı engeller meydana gelir ve bu engeller pili zamanla kullanılmaz hale getirir."

Pilde zamanla meydana gelen değişiklikler

Bunchman, genel olarak katotun zamanla kimyasal değişiklikler nedeniyle bozulmaya uğramasından bahsediyor. İyonların tekrar tekrar yüklenmesi ve boşaltılması aslında lityum maddesinin yapısını değiştirir ve ilerideki değişimleri daha zor hale getirir.

Tekrarlanan kimyasal reaksiyonlar, pilin içersindeki katotun üzerinde çözünmüş metal artıkları bırakır (bu, anotta daha az meydana gelir). Pillerini içerisinde bulunan elektrolitler de bozulmaya eğilimlidir, zamanla katot üzerinde oksitlenerek iyonların yolunu tıkarlar.

Bütün bunların yanında, aslında en değerli elektronik eşyalarımızın bile ömrü oldukça kısa. Kullanıcılar yaklaşık iki senede bir kere telefonlarını yenisiyle değiştiriyorlar. Laptop'lar da yaklaşık olarak aynı sürede 'kullanılmaz' bir hale geliyor.

Örneğin, iki senelik iPod'unuz şu an hala çalışıyor olabilir, ama yine de yenisini daha çok tercih edeceksinizdir. İşte bu nedenle pil ömrü çok ciddi bir konu olsa da, onu fazla gündeme getirmiyoruz.

Nasıl daha iyi hale getirilebilir?

Bunchman, lityum-iyon pillerin sınırlarına bugün neredeyse ulaşıldığını, yeni teknolojilerinse kapıda olduğunu söylüyor ve ekliyor: "Araştırmaların çoğu katot üzerinde yoğunlaşıyor. Anot ise karbondan meydana geliyor. Anota daha yüksek enerji yoğunluğu kazandırmak için silikon eklemeye yönelik çalışmalar da var". Buncman, kısaca pil yapımcılarının daha iyi bir pili üretmek için çalıştıklarını dile getiriyor.

Elektrikli arabaların geliştirilmesi de pil araştırmalarına bağlı bulunuyor. Araba şirketlerinin birkaç sene sonra kullanılmaz hale gelen bir araç üretme şansı olmadığından, daha güçlü ve uzun ömürlü piller geliştirmek için ciddi boyutta para ve zaman harcıyorlar.

Bunchman'ın da belirttiği gibi sorunun temeli aslında tüketici baskısında yatıyor. Örneğin cep telefonu kontratları daha uzun yapılırsa ve hatta kaldırılırsa tüketiciler de sıklıkla yeni aletler satın almak istemeyecek ve bu sayede pil ömrü daha önemli bir sorun hale gelecektir. Tüketici elektroniği üreticileri de bunun sonucunda pil ömrünü geliştirecek bir çözüm bulmak zorunda kalacaktır.

Şarj edilebilir piller nasıl çalışıyor?

Cihazlarda kullandığımız pillerden bahsettiğimizde, büyük çoğunlukla lityum-iyon pilleri veya benzerini kastediyoruz.

Kısaca lityum-iyon piller şu şekilde çalışırlar: Ametal lityumdan meydana gelen pozitif elektrot (anot), karbon negatif elektrota (katot) bağlıdır. Pili şarj etmek için iyonlar (elektrik yüklü atomlar) lityum katot üzerinden iyonların biriktirildiği karbon anota itilir.

Bu iyonların serbest bırakılması, yani lityum katoda doğru olan akım sayesinde ise laptop'unuz veya cep telefonunuz güce kavuşur.

Hemen hemen her tür pil bu prensiple çalışmaktadır. Lityum-iyon piller ise tüketici elektroniğine daha uygun olduğu için bu alanda daha sık kullanılmaktadır. Bu tür piller hafif ve taşınabilir olmasının yanı şarj olabilme seviyesi de yüksektir. Lityum-iyon pillerin en önemli özelliği ise önemli bir bozulmaya uğramadan yüzlerce kere şarj edilebilmesidir.

Peki pillerin ömrü neden tükeniyor?

Pillerin ölüm süreci fabrikadan çıktıkları andan itibaren başlar, bu kaçınılmazdır. Lityum-iyon pilleri çok nadir kullansanız ve zaman zaman şarj etseniz dahi sadece bir kaç sene içinde ölebilirler.

Sürekli kullanıldığında bir lityum-iyon pilin ömrü iki yılın altındadır. Pillerin kimyasal bir işlemle çalıştığı düşünüldüğünde böyle bir kötüleşme beklenmektedir. Hiçbir kimyasal reaksyion kusursuz değildir ve hepsi bir çeşit enerji kaybıyla sonuçlanır.

Pil tanılama ve analiz şirketi Cadex'in genel müdürü Isidor Bunchman konu hakkında şunları söylüyor:

"Piller yaşlandıkça iyon akışını azaltan bazı engeller meydana gelir ve bu engeller pili zamanla kullanılmaz hale getirir."

Bunchman, genel olarak katotun zamanla kimyasal değişiklikler nedeniyle bozulmaya uğramasından bahsediyor. İyonların tekrar tekrar yüklenmesi ve boşaltılması aslında lityum maddesinin yapısını değiştirir ve ilerideki değişimleri daha zor hale getirir.

Tekrarlanan kimyasal reaksiyonlar, pilin içersindeki katotun üzerinde çözünmüş metal artıkları bırakır (bu, anotta daha az meydana gelir). Pillerini içerisinde bulunan elektrolitler de bozulmaya eğilimlidir, zamanla katot üzerinde oksitlenerek iyonların yolunu tıkarlar.

Bütün bunların yanında, aslında en değerli elektronik eşyalarımızın bile ömrü oldukça kısa. Kullanıcılar yaklaşık iki senede bir kere telefonlarını yenisiyle değiştiriyorlar. Laptop'lar da yaklaşık olarak aynı sürede 'kullanılmaz' bir hale geliyor.

Örneğin, iki senelik iPod'unuz şu an hala çalışıyor olabilir, ama yine de yenisini daha çok tercih edeceksinizdir. İşte bu nedenle pil ömrü çok ciddi bir konu olsa da, onu fazla gündeme getirmiyoruz.

Nasıl daha iyi hale getirilebilir?

Bunchman, lityum-iyon pillerin sınırlarına bugün neredeyse ulaşıldığını, yeni teknolojilerinse kapıda olduğunu söylüyor ve ekliyor: "Araştırmaların çoğu katot üzerinde yoğunlaşıyor. Anot ise karbondan meydana geliyor. Anota daha yüksek enerji yoğunluğu kazandırmak için silikon eklemeye yönelik çalışmalar da var". Buncman, kısaca pil yapımcılarının daha iyi bir pili üretmek için çalıştıklarını dile getiriyor.

Elektrikli arabaların geliştirilmesi de pil araştırmalarına bağlı bulunuyor. Araba şirketlerinin birkaç sene sonra kullanılmaz hale gelen bir araç üretme şansı olmadığından, daha güçlü ve uzun ömürlü piller geliştirmek için ciddi boyutta para ve zaman harcıyorlar.

Bunchman'ın da belirttiği gibi sorunun temeli aslında tüketici baskısında yatıyor. Örneğin cep telefonu kontratları daha uzun yapılırsa ve hatta kaldırılırsa tüketiciler de sıklıkla yeni aletler satın almak istemeyecek ve bu sayede pil ömrü daha önemli bir sorun hale gelecektir. Tüketici elektroniği üreticileri de bunun sonucunda pil ömrünü geliştirecek bir çözüm bulmak zorunda kalacaktır.