Bataryalar üç ana özellik ile tanımlanırlar: yapısal bileşim, gerilim ve özgün enerji (kapasite). Bunların yanında marş akülerinde ayrıca soğuk ortamlarda yüksek akım sağlama yeteneği de, soğuk marş akımı (CCA), özellik olarak eklenir.

Yapısal Bileşim

En yaygın kullanılan batarya bileşenleri kurşun, nikel ve lityumdur ve her sistem kendine özel bir şarj cihazı gerektirir. Bataryayı farklı bir bileşen için tasarlanmış bir şarj cihazında şarj etmek ilk başta işe yarıyormuş gibi görülebilir, ancak şarjı doğru şekilde sonlandıramıyor olma olasılığı yüksektir. Her bileşenin farklı bir taşıma kuralı olduğundan, bataryaları bir yerden başka bir yere veya dönüşüme gönderirken bu kurallara dikkat edilmesi gerekir.

Gerilim

Fabrikadan çıktıklarında bataryaların üzerlerindeki etiketlerde ürettikleri nominal gerilim yazar. Bu gerilim o bataryanın kullanılacağı yükün altında verebildiği nominal gerilimi gösterir. Bununla birlikte tam şarjlı bir bataryada açık devre gerilimi (OCV) nominal gerilimden yüzde 5-7 daha yüksektir. Bataryanın bileşenleri ve ve seri bağlı hücre sayısı o bataryanın açık devre gerilimini belirler. Kapalı devre gerilimi (CCV) ise bataryanın yük altında sağladığı gerilimdir. Bir bataryayı kullanılacağı yüke bağlamadan önce daima nominal geriliminin yükün gerektirdiği doğru gerilim olup olmadığı kontrol edilmelidir.

Kapasite

Kapasite amper-saat cinsinden özgün enerjiyi temsil eder (Ah). Ah, bir bataryanın zaman içinde verebileceği deşarj akımıdır. Yükünüzün gerektirdiğinden daha yüksek Ah değerine sahip bir batarya takabilir ve daha uzun bir çalışma süresi elde edebilir, veya daha kısa bir çalışma süresini göz önüne alarak biraz daha az Ah değerli batarya kullanırsınız. Şarj cihazları Ah derecesine (aynı gerilim ve bileşen ile) bazı toleranslara sahiptirler; büyük bir bataryanın şarj edilmesi daha küçük bir bataryadan daha uzun sürer, ancak şarj için gerekli olan Ah değerinin uyumsuzluğu hiç bir zaman yüzde 25’i geçmemelidir. Geçtiğinde ya tam dolmamış bir batarya ya da aşırı şarjla hasara uğrama olasılığı ortaya çıkmış bir batarya elde edersiniz.

Avrupa’da marş aküleri etiketlerinde Ah değeri taşırken ABD ise Rezerv Kapasitesini (RC) kullanmaktadır. Rezerv Kapasitesi (RC), 25A’lik bir deşarjda boşalma süresini dakika cinsinden yansıtır. (Bkz. Piller-904: Kapasite Nasıl Ölçülür?)

Soğuk Çalıştırma Akımı (CCA)

SLI (hafif marş ateşleme) olarak da bilinen marş aküleri etiketlerinde CCA değerini gösterirler. Bu değer akünün –18 ° C sıcaklıkta sağlayabileceği akımı amper cinsinden gösterir. Bu değer için kullanılan Amerikan ve Avrupa normları birbirlerinden biraz farklıdır. (Bkz. Piller-902a: CCA nasıl ölçülür; bkz. Piller-1102: CCA altında kısaltma)

Özgün Enerji, Enerji Yoğunluğu

Özgün enerji veya gravimetrik enerji yoğunluğu, ağırlık olarak batarya kapasitesini (Wh / kg) tanımlar; enerji yoğunluğu veya hacimsel enerji yoğunluğu hacmini litre (Wh / l) olarak yansıtır. Orta yükte uzun çalışma süreleri gerektiren ürünlerde yüksek akım yükleri kaldırabilme yeteneği göz ardı edilerek bunun yerine daha yüksek özgün enerji verebilmek için optimize edilmişlerdir;.

Özgün Güç

Özgün güç veya gravimetrik güç yoğunluğu, yükleme kapasitesini gösterir. Elektrikli el aletleri için bataryalar yüksek özgün güç için üretilmiştir ve düşük özgün enerji (kapasite) sağlarlar. Şekil 1, spesifik enerji (şişedeki su) ile spesifik güç (çıkış ağzı açıklığı) arasındaki ilişkiyi göstermektedir.

Şekil 1: Özgün enerji ve özgün güç arasındaki ilişki.Şişedeki su özgün enerjiyi (kapasite) temsil eder; su dökülen ağız özgün gücü (yükleme) yönetir.Bir AA pil, alkalin pillerde olduğu gibi yüksek özgün enerjiye ancak zayıf özgün güce sahip olabilir veya süper kondansatörlerdeki gibi düşük özgün enerjiye ancak yüksek özgün güce sahip olabilir.

C-Değeri

C hızı, bir bataryanın şarj olma veya deşarj olma hızını belirtir. Değeri 1C olan bir batarya üstünde yazılı Ah derecesi ile eşit olan bir akımda şarj ve deşarj olur. Şarj akımı 0,5C‘ye düşürüldüğünde verilen şarj akımı yarıdır ama şarj süresi ikiye katlanır. Şarj akımı 0,1C‘de akım onda bir ve şarj süresi 10 kattır. (Bkz. Piller-402, C oranı nedir?)

Yük

Yük, aküden çekilen akımı tanımlar. Dahili akü direnci ve tam tükenme şarj durumu (SoC), voltajın yük altında düşmesine neden olarak deşarjın sonunu getirir. Güç, watt (W) olarak ölçülen akım iletimi ile ilgilidir; enerji ise watt-saat (Wh) cinsinden ölçülen zaman içindeki fiziksel çalışmadır.

Vat ve Volt-amper (VA)

Watt ölçülen gerçek gücü; VA ise reaktif bir yükten etkilenen görünen gücü gösterir. Rezistif bir yükte Watt ve VA okumaları birbirine benzer ama bu yük endüktif motor veya floresan ışığı gibi reaktif ise voltaj ve akım arasında faz kaymasına neden olarak güç faktörünü (pf) ideal olandan (1) 0.7 veya daha aşağı bir değere düşürür. Elektrik kablolarının ve devre kesicilerin boyutlandırması VA gücüne dayanmalıdır. (Ayrıca bkz. Piller-902: İç Direnç Nasıl Ölçülür).

İşlevsellik Durumu (SoH)

Bir bataryanın üç ana işlevsellik durumunun göstergeleri şunlardır:

1. Kapasite, enerji depolama yeteneği,
2. İç direnç, akım iletme yeteneği, ve
3. Durduğu yerde deşarj olma, ki yapısal bütünlüğünü ve stres (aşırı zorlama) altındaki durumunu yansıtır.

 Li-ion işlevsellik durumu  (SoH) kıstaslarında kapasitesi ile ortaya çıkar. Normal kullanım şartları altında hem iç direnci düşüktür hem de kendi kendine deşarj olması da çok yavaş olur. Üreticiler işlevsellik durumu (SoH) bilgilerini tüketicilerle paylaşmayı pek sevmezler onun yerine şarj durumu (SoC) değerini öne çıkarırlar. (Bkz. Piller-901: Pil Testinde Temel Bilgiler)

İşlevsellik durumu  (SoH)  genelde ikiye ayrılır:

• Mutlak işlevsellik durumu (ASoH), batarya yeni iken ürün tanımında belirtilen enerjiyi saklama yeteneği·
• Göreceli işlevsellik durumu (RSoH), batarya yük altında çalıştırılmaya başlandıktan sonraki kullanılabilir depolama kapasitesi

Not: Özellikle belirtilmedikçe ürün tanımlamalarında işlevsellik durumu (SoH) bilgisi olarak göreceli işlevsellik durumu (RSoH) verisi kullanılır.

Şarj Durumu (SoC)

Şarj durumu (SoC) bataryanın şarjda eriştiği kapasiteyi gösterir. Bu çoğumuzun alışık olduğu bir değerdir. Ama gerçekte şarj durumunu gösteren göstergeler yüzde yüz şarj gösterdiğinde bu yanıltıcı olabilir. Nedeni de yeni bir bataryanın saklayabildiği şarj miktarı ile eski bir bataryanın tutabildiği şarj miktarı farklı olmasıdır, kullanıldıkça bataryaların şarj tutma kapasiteleri azalır ve %100 dediğimizde bataryanın ilk günkü değil o anki geçerli kapasitesi anlatılır.

Şarj durumu (SoC) bazen iki tanımla anlatılır:

• Mutlak şarj durumu (ASoC), batarya yeni olduğunda belirtilen şarjı alma yeteneği·
• Göreceli şarj durumu (RSoC), yaşlanma nedeni ile o an alabildiği şarj seviyesi

Not: Özellikle belirtilmedikçe ürün tanımlamalarında Şarj durumu (SoC) bilgisi olarak Göreceli şarj durumu (RSoC) verisi kullanılır.

Görevsel Durum (SoF)

Görevsel durum bilgisi (SoF), mevcut kapasiteye göre şarj durumunu gözlemleyerek pilin kullanılabilir enerji açısından ne kadar hazır olduğunu yansıtır. Bu veri üç durumlu yakıt göstergelerinde kullanılabilir kapasitenin şarj şeklinde depolanmış enerji (RSoH) olarak yansıtıldığı hal olarak gösterilebilir.

Üç durumlu yakıt göstergeleri genelde nadiren kullanılır bunun nedeni de bataryada garanti süresi bitmeden meydana gelebilecek verim düşüklüklerinin kullanıcı tarafından gözlemlenebilmesi ve garanti kapsamında böyle bataryaların değiştirilmesinin istenmesi halinde üreticiye getireceği maliyet yüküdür. Ama yinede bazı batarya üreticileri kaybetmek istemedikleri ve çok önemli gördükleri müşterilerinin servis personeline SoF‘u okuması için bir erişim kodu sunar.

Şekil 2, Bir bataryanın işlevsellik durumu ve şarj durumunu grafik olarak özetlemektedir.

Şekil 2: Pilin sağlık durumu ve şarj durumu arasındaki ilişki.

Kısaltmalar: