Batarya oluşturmak için doğru sarf malzeme temini çok önemlidir. Özellikle bataryaların tehlikeli olabileceklerini göz önünde bulundurduğumuzda güvenli bir batarya üretimi için gerekli olan malzemelerin son derece kaliteli ve güvenilir olması gerekir. Doğru malzeme seçimi yapılmadığı taktirde oluşturulan bataryalar risk teşkil edebilir.
Güvenli ve uzun ömürlü batarya oluşturmanın en önemli ölçütü bataryanın doğru tasarlanmasıdır. Bu tasarım sürecinde ise ulaşılabilir ve güvenli sarf malzemeleri tercih edilmesi üretilebilirlik anlamında önemlidir. Silindirik bataryalar için sık tercih edilen batarya sarf malzemelerini tanımak için içeriğimizi inceleyebilirsiniz.
Bataryalarda Kullanılan Nikel Teller
Nikel teller hücrelerin birbirine bağlantısı için kullanılır. Silindirik hücreler puntalama yöntemiyle nikel teller ile birbirlerine seri ve/veya paralel olarak bağlanabilirler. Bu bağlantılarda tercih edilen telin alaşımı, genişliği ve kalınlığı son derece önemlidir.
Hücrelerin üzerinden geçecek akım bu teller aracılığıyla taşınacağı için gerekli akımı taşıyamacak kesite sahip olan tellerde ısınma veya yanma (akkorlaşma) meydana gelebilir. Dolayısıyla, batarya isterlerine bağlı kalarak doğru kesitteki ve alaşımdaki teli tercih etmek önemlidir.
Nikel telleri de kendi içerisinde ikiye ayrılabilir.
- Çelik üstü nikel kaplama: Çelik üstü nikel tellerin iletkenliği saf nikel tellere göre daha düşüktür ancak maliyet avantajları bulunmaktadır.
- Saf nikel teller: Saf nikel tellerin iletkenlikleri yüksektir. Bunun yanı sıra korozyona uğramazlar ancak maliyetleri yüksektir. Saf nikel telleri sağlıklı bir şekilde puntalamak için de yüksek güç gerektiren punta makinelerine ihtiyaç duyulmaktadır.
Bataryalarda Kullanılan Yalıtkanlar
Güvenli batarya üretmenin en önemli bileşeni uygun yalıtkanlar kullanmaktır. İzolasyonu zayıf olan bataryaların üretilmesi durumunda potansiyel riskler doğabilir. Standart bir silindirik hücrelerden oluşan batarya üretimi gerçekleştirirken ihtiyaç duyulan yalıtkan malzemelerin en önemlileri şunlardır:
#1 Arpa Kağıdı (Barley Paper)
Arpa kağıdı elektriksel yalıtkanlığının yüksek olmasının yanı sıra, mekanik darbelere karşı koruma da sağlayabilir. Bunun yanı sıra en büyük avantajlarından bir tanesi de alevlenmeye karşı dirençli olmalarıdır. Arpa kağıtları bataryanın belirli bölgelerini izole etmek için kullanılabilir. Bunlar genellikle, pozitif (+) kutup başları, hücre gövdeleri, BMS devresinin bataryaya doğrudan temas eden yüzeyi gibi.
#2 Epoksi Levha (FR4 – 3240)
Epoksi levhalar yalıtım anlamında en sık karşılaşılan malzemelerden bir tanesidir. Bu levhalar bataryanın tamamını kaplamak veya belirli bölgelerinin izole etmek için kullanılabilir. Bu malzeme mekanik darbelere karşı koruma sağlamanın yanı sıra alevlenmeye karşı yüksek dirence sahiptir. Aşağıdaki videoda yaklaşık 0.8mm kalınlığındaki FR4 yapısındaki epoksi levhanın yanma testini görebilirsiniz.
#3 Pil Tutucular (Holder)
Pil tutucular aslında mekanik bütünlüğü sağlamak için kullanılsa da herbir hücrenin birbirinin yüzeyine temas etmesini engeller. Dolayısıyla mekanik darbeler sonucunda oluşabilecek kısa devre ihtimalini de azaltacaktır. Ayrıca pil tutucular genellikle ABS malzemeler ile üretildikleri için yanmaya karşı dirençlidir.
#4 Bant Çeşitleri
Batarya paketi üretimi sırasında pek çok farklı bant ihtiyacınız olabilir. Bu bantlar mekanik bütünlüğü sağlamanın yanı sıra izolasyon amacıyla da kullanılmaktadır. Batarya paketlerinde en sık karşılaşılan bant çeşitleri ise yanmaz (kapton) bant, lifli bant, kağıt bant olarak sıralanabilir.
#5 Shrink – Makaron
Standart silindirik hücrelerden üretilmiş bataryaların neredeyse tamamının dış çevresi PVC malzemeden üretilmiş olan shrink malzemesiyle kaplanır. Bu malzeme ısıyla daralan bir yapıya sahiptir. Böylece içerisine yerleştirilmiş bataryanın şeklini alır. Bazı bataryalarda ise makaron tipinde olan malzemeler de kullanılmaktadır.
#6 EVA Sünger
Yine bataryaların içerisinde çokça karşılaşılan malzemelerden bir tanesi sünger tipleridir. Bu süngerler genellikle mekanik darbelere karşı koruma amacıyla üretilmektedir. EVA veya EPDM tipinde süngerler tercih edilebilir.
Bataryalarda Kullanılan Kablolar
Bataryalarda kullanılacak olan kabloların akım taşıma kapasiteleri yüksek olmalıdır. Bunun yanı sıra yanmaz silikon kablolar tercih edilmelidir. Batarya üretiminde en uygun kablolar AWG tipindeki kablolar olacaktır. Bu kablolar ısıya karşı dirençli olmasının yanı sıra yüksek akım taşıma kapasitesine sahiptir.
Bataryalarda kullanılacak kablo kalınlıkları da oldukça önemlidir. Üretmiş olduğunuz bataryadan taşınacak en yüksek akım değerleri belirlendikten sonra bu akımı taşıyacak kablo kesitine uygun kablo kullanılmalıdır. Aksi halde ısınma veya yanma gibi durumlar gözlemlenebilir.
Bataryalarda Kullanılacak Lehim teli
Batarya paketlerinde kullanılan kabloların nikel tellere lehimlenmesi için uygun lehim telleri kullanılmalıdır. Kullanılacak olan lehim tellerinin kaliteli olması doğrudan bataryanın ömrünü etkileyecektir. Tercih edilecek lehim teli %60 kalay, %40 kurşun alaşımı olabilir. Tercihe göre %63 kalay, %37 kurşun alaşımına sahip olan lehim telleri de kullanılabilir. Ayrıca lehim telinin kalınlığı da doğru seçilmelidir.
Lehim telinin yanı sıra uygulanan lehimin de doğru tekniklerle yapılmış olması önemlidir. Aksi halde zamanla temassızlık, kabloların kopması gibi durumlarla karşılaşılabilir. Ayrıca, kesinlikle hücrelere doğrudan lehimleme yapılmamalıdır.
Batarya üretiminde pek çok farklı malzeme kullanılabilir ancak temelde kullanılan malzemeler yukarıdaki başlıklarda olduğu gibidir. Bataryanın kullanılacağı proje/cihaza göre kullanılan malzemelerde farklılık gösterebilir. Batarya sarf malzemeleri satın alma sürecinde kesinlikle kaliteden ödün verilmemelidir. Aksi halde bataryanın ömrü kısalabilir veya risk taşıyan durumlar oluşabilir.