Bir akümülatör , ya da daha yaygın bir pil , bir dizi elektrik saklama pilleri bir oluşturmak için bu yüzden birbirlerine bağlı elektrik jeneratörü bir gerilim ve kapasite arzu. Bu akümülatörler bazen pil hücreleri veya hücreleri olarak adlandırılır .
Ev tipi elektrikli ve elektronik cihazlara yönelik şarj edilebilir akümülatörler de pil olarak adlandırılır .
Akümülatör bataryası, elektrik enerjisinin kimyasal formda depolanmasını ve kontrollü bir şekilde doğru akım şeklinde serbest bırakılmasını mümkün kılar.
In France bunun sadece kelimenin birden çok anlamı biri olmasına rağmen, yaygın deyişiyle, kelime "pil" çoğu akümülatörlerin bir dizi atar.
İngilizce ifade pil paketi , kelimenin tam anlamıyla Fransızcaya "akümülatör seti" veya "akümülatör pili" olarak çevrilir. Birebir çeviri "pil paketi" veya "pil paketi" bir Anglicism ve bir pleonasmdır .
Elektrikli otomobiller için ve aynı zamanda hibrit otomobiller için gerekli olan akümülatör pilleri , sürekli bir teknolojik evrim izlemiştir ve ilerleme önemlidir; ancak şu anda hiçbir çözüm tam olarak tatmin edici değildir ve her elektrik akümülatörü türü genellikle bir kullanım türüne adanmıştır. Bu pillerden bazıları, üretilen enerjiyi aralıklı olarak depolamak ve yoğun talep zamanlarında dağıtmak için rüzgar enerjisi veya güneş enerjisi gibi diğer sektörlerle ortak olarak kullanılmaktadır .
Mevcut araştırma ve keşifler, bazı pil üreticilerinin lityum hava pili sayesinde on yıl boyunca 800 km'lik bir elektrikli araba yelpazesi vaat ettiği noktaya kadar çok umut verici . Ancak, 2016 yılında, birkaç elektrikli arabalar 400 aşabilir km standart kullanımda şarj etmeden.
Akümülatörler , istenen akü voltajını elde etmek için genellikle seri olarak bağlanır .
Mevcut akımı artırmak için , hücrelerin paralel bir bağlantısına başvurmak da mümkündür .
Akümülatör pilinin özelliği, bu nedenle, belirli bir güç kaynağının özelliklerine karşılık gelmesi için voltajı ve / veya mevcut akımı arttırmasıdır .
İki tekniğin kombinasyonu, birkaç eleman birleştirilerek yapılabilir:
Akümülatör pillerinin montaj açıklamalarını basitleştirmek için, aşağıdakilerin kuplajını belirtmek için genel bir gösterim kullanılır:
Akümülatör pilleri birçok alanda kullanılmaktadır:
Bloomberg New Energy Finance'e göre Çin, 2019'da ABD (49,5 GWh ) ve Kore'nin (23,1 GWh ) önünde 217,2 GWh üretim kapasitesine sahip . Fransa ise 8 inci pozisyon (1.1 GWh ) bitkiler sayesinde SAFT ve Forsee Gücü.
2019'da Avrupa Komisyonu , bir Avrupa pil işi projesinin oluşturulmasını desteklemek için 3,2 milyar avroluk bir kamu sübvansiyonu verdi. Amaç, Li-ion pillerin geliştirilmesine odaklanırken, daha uzun kullanım ömrü ve azaltılmış çevresel etkiye sahip bir "Airbus pil" yaratmaktır.
Pillerin ilk özelliklerini koruyabilmesi için pillerin şarj edilmesi şarttır. Bazı durumlarda, bir pilin şarj seviyesi, yüksüz voltajı (yüksüz) ölçülerek değerlendirilebilir.
NiMh veya Lityum gibi daha yeni teknikler söz konusu olduğunda , uygun şarj cihazlarının kullanılmasını gerektiren şarj seviyesini kontrol etmek için daha ayrıntılı yöntemler gereklidir. Bu teknikler için şarj cihazları, şarj voltajının gelişimini izleyerek ve şarj akımını ve süresini ( veya ) hesaba katarak şarj oranını değerlendirir .
Nominal gerilimi 12 V olan kurşun asitli akü için :
Bir lityum polimer pil için, her hücre 3,7 V nominal gerilime sahiptir :
Bir lityum polimer pil birkaç hücreden oluştuğunda (genel durum) ve hücreler arasında 0,5 V'u aşan bir voltaj farkının olmaması önerilir .
Örneğin, kurşun piller için DT = 0,01053 T + 0,73671 . (T> 25 ° C ise DT> 1 ; T < 25 ° C ise DT <1 ) . Benzer şekilde, Dch = 20/30 örneğin nominal şarj akımı 20 A iken maksimum deşarj akımı 30 A ise (hızlı şarj durumunda).
Açık kurşun aküler (forkliftler, hava platformları vb. ) Yaklaşık 1.500 döngü ile sınırlı bir ömre sahiptir. Normal görev döngüleri sırasında enerji depolanırken ve serbest bırakılırken, sülfat kristalleri elektrotlar üzerinde kademeli olarak birikerek pilin etkili bir şekilde akım iletmesini engeller. Kristaller aslında pili "boğuyor". Kükürt giderme şarjı bile pilin birkaç yıl sonra değiştirilmesini her zaman engellemez.
Sülfasyon, yeniden şarj edilmeden önce belirli bir süre boşalan kurşun asit bataryanın yaşlanmasının nedenlerinden biridir, ancak bataryanın şarj / deşarj döngüleri sırasında dönüşüm olan bir başka yaşlanma faktörü de vardır. pozitif elektrot. Bu , biri küçük kristallerden oluşan iki farklı biçimde (α-PbO2 ve β-PbO2) kristalize olan kurşun dioksit PbO 2'den oluşur, döngülerde daha büyük kristaller de dahil olmak üzere diğer forma dönüştürülür, bu da şişlik oluşturur. parçalanan elektrot.
Çevre Araştırmaları İsveç Enstitüsü (IVL) pillerin çevresel etkileri konusunda 2017 yılında bir rapor yayınladı: onların üretim CO 150 ila 200 kg üretir tahmin 2kWh kapasite başına ; 30 kWh pil olur , bu nedenle CO 4.5 ile 6 ton üretmek 2Tesla Model S P100D'ye takılan gibi 100 kWh'lik bir pil ise 17 tondan fazla CO 2 üretimine karşılık gelir.. Ancak IVL, ülkeler arasındaki enerji karışımındaki güçlü eşitsizliğin altını çiziyor : Üretilen her bir kWh pil için 162 kWh elektrik gerekiyor , bu, CO 2'nin % 70'ini temsil edebilir.üretim sırasında verilir; İsveç'te olduğu gibi tamamen karbonsuz bir elektrik karışımı ile bu karbon etkisi% 60 oranında azaltılacaktır. Buna rağmen, büyük kapasiteli pillerle maksimum özerklik arayışı küresel ısınmaya önemli ölçüde katkıda bulunacaktır.
Kurşun aküler geri dönüştürülebilir: bileşenlerinin en, plastik, asit ve kurşun levhalar olarak, daha sonraki yaşamda yeniden kullanılabilir. Geri dönüşüm tesisinde, muhafazanın plastiği böylece plakaların kurşundan ve elektrolitin asidinden ayrılacaktır . Daha sonra kurşun bir fırında eritilir ve yeni plakalar yapmak için yeniden kullanılır.
Yan tarafındaki plastik de eritilir ve yeni kasa yapımında kullanılır. Son olarak, sülfürik asit , atmosfere girmesi durumunda ciddi hasara neden olacağı için kontrol edilir. Daha sonra yeni pillerin imalatında da kullanılacaktır.
Böylelikle, belediye binaları, çöp sahaları, araba veya endüstriyel ekipman konusunda uzmanlaşmış depolar veya belirli hurda metal satıcıları gibi bu amaç için sağlanan yerlere yatırılmaları koşuluyla her şey geri dönüştürülür ve çevreye olan kayıplar çok düşüktür. (Bir ücret karşılığında) ilgilenebilir. Quebec'te, ecocentres (belediye geri dönüşüm merkezleri) genellikle bu hizmeti ücretsiz olarak sunar.
İçin lityum iyon pil , 2019 yılında bu SNAM bazı şirketlerin pilleri “% 70'den fazla” geri dönüşüm edebiliyoruz. Kalan% 20 ila% 30 "yok edilir, yakılır ve bunun sonunda% 2'si gömülü kalır" .
Bazı Çinli paydaşlar, standart değişimi kolaylaştırmak için pilleri standartlaştırmak istiyor.