Pil tamamen boşalmadan önce şarj edilirse pil ömrünün kademeli olarak kısalmasını tanımlar. Bu durum en çok NiCd ve NiMH gibi nikel bazlı pillerde görülür.
Hafıza etkisi, pil etkisi, tembel pil etkisi veya pil hafızası olarak da bilinen, nikel-kadmiyum şarj edilebilir pillerde gözlemlenen ve daha az şarj tutmalarına neden olan bir etkidir. Bu, nikel-kadmiyum pillerin yalnızca kısmen deşarj edildikten sonra tekrar tekrar şarj edilmeleri durumunda maksimum enerji kapasitelerini kademeli olarak kaybetmelerini tanımlar. Pil, daha küçük kapasiteyi “hatırlıyor” gibi görünmektedir.
Gerçek hafıza etkisi Bellek
hücrelerin hassas bilgisayar kontrolüyle mevcut kapasitenin %25’ine (artı veya eksi %1) tekrar tekrar deşarj edildiği ve ardından aşırı şarj olmaksızın %100 kapasiteye yeniden şarj edildiği bir havacılık nikel-kadmiyum uygulamasından gelmektedir.
Aşırı şarj için herhangi bir önlem alınmadan uygulanan bu uzun vadeli, tekrarlayan döngü rejimi, %25 deşarj noktasının ötesinde kapasite kaybına neden olmuştur. Aşağıdaki koşullardan herhangi biri (veya daha fazlası) geçerli ise gerçek bellek var olamaz:
Piller aşırı şarj durumuna ulaşır.
Deşarj miktarı her döngüde tam olarak aynı değildir, artı veya eksi %3 sapma gösterir.
Deşarj, hücre başına 1,0 volttan daha az bir değere kadardır
Gerçek hafıza etkisi, sinterlenmiş plakalı nikel-kadmiyum pillere özgüdür ve özellikle düşük amper-saatli pillerde yeniden üretilmesi son derece zordur. Etkiyi ortaya çıkarmak için tasarlanmış belirli bir test programında, 700’den fazla hassas kontrollü şarj/deşarj döngüsünden sonra hiçbir etki bulunamadı. Programda, spiral sarımlı bir amper-saatlik piller kullanıldı. Bir sonraki programda, benzer bir test rejiminde 20 amper-saatlik havacılık tipi piller kullanıldı; birkaç yüz döngüden sonra hafıza etkileri gözlemlendi.
Hafıza etkisi olarak algılanan diğer sorunlar
Gerçek hafıza etkisi olmayan olaylar, sinterlenmiş plakalı nikel-kadmiyum hücreleri dışındaki pil türlerinde de meydana gelebilir. Özellikle, normalde hafıza etkisine maruz kalmayan lityum bazlı hücreler, voltaj seviyelerini değiştirebilir ve böylece pil kontrol sistemi tarafından sanal bir kapasite azalması algılanabilir.
Uzun süreli aşırı şarj nedeniyle voltaj düşmesi
Hafıza etkisiyle sıkça ilişkilendirilen bir süreç, voltaj düşüşüdür. Bu durumda, toplam kapasite neredeyse aynı kalsa bile, pil kullanıldıkça çıkış voltajı normalden daha hızlı düşer. Pil şarjını göstermek için voltajı izleyen modern elektronik cihazlarda, pil çok hızlı boşalıyor gibi görünür. Kullanıcıya göre, pil tam şarjını tutmuyormuş gibi görünür ki bu da hafıza etkisine benzer.
Bu, özel amaçlı dijital kameralar ve akıllı telefonlar gibi yüksek yük altındaki cihazlarda sık karşılaşılan bir sorundur; çünkü dijital kameralar her flaş için büyük ve hızlı bir enerji patlaması kullanırken, akıllı telefonlar “kapalı” durumdayken bile çalışmaya devam eder ( disk birleştirme, bulut senkronizasyonu, arka planda belirli uygulamaların çalıştırılması ) ve hem dijital kameralar hem de akıllı telefonlar çok kısa sürelerde belleğe büyük miktarda veri yazar (sırasıyla yüksek çözünürlüklü fotoğraf çekimi ve sürekli ses/video akışı)
Voltaj düşüşü, bir pilin tekrarlanan aşırı şarj edilmesinden kaynaklanır ve bu da plakalar üzerinde küçük katı elektrolit kristallerinin oluşmasına ( çökelmesine ) neden olur; bu kristaller önemli uzunluklara ulaştığında Bıyıklar, Dendritler ve Kristaller gibi çeşitli isimlerle anılır. Şarjlı plakaların yüzeylerindeki bu “kabuklar”, pil doğru çalıştığında iyon değişimi (yani elektrolitik “sıvı” yoluyla elektrik yükünün taşınması) için kullanılan faydalı yüzey alanını kaplar. Bu kabuk, direnci artırır ve pildeki bazı bireysel hücrelerin voltajını düşürür. Bu, pilin bir bütün olarak hızla boşalıyormuş gibi görünmesine neden olur, çünkü bu bireysel hücreler hızla boşalır ve pilin genel voltajı aniden düşer. Bu etki çok yaygındır, çünkü tüketici damlama şarj cihazları genellikle aşırı şarj eder. Örneğin, nikel-metal hidrit pillerin bu tür kapasite kaybını yaşadığı bilinmektedir ve bu durum genellikle yanlışlıkla hafıza etkisine atfedilir.
Bu etki, pilin her bir hücresinin bir veya daha fazla derin şarj/deşarj döngüsüne tabi tutulmasıyla aşılabilir; burada temel fikir, son derece küçük çaplı (ve dolayısıyla yüksek dirençli) bıyıklara, şarj ve deşarj döngüsü(leri) sırasında yeterli ısı oluşturacak kadar akım sağlamak ve böylece katı bıyıkları elektrolit sıvısına geri “eritmek” (çözmek) ve böylece yükün daha hızlı dağılmasına izin veren kısa devreyi (zıt yüklü tabakalar arasındaki elektriksel yolu) ortadan kaldırmaktır.
Bu işlem, çok hücreli bir bataryaya değil, batarya içindeki tek tek hücrelere uygulanmalıdır; bir bataryada, bazı hücreler diğerlerinden önce deşarj olabilir ve bu da deşarj olan hücrelerin kalan hücreler tarafından ters şarj akımına maruz kalmasına ve potansiyel olarak geri dönüşü olmayan hasara yol açmasına neden olabilir.
Pil iç kısımlarının sıcaklığı düştükten sonra da bıyık benzeri yapılar (yani ” çökelti “) oluşabilir; bunun temel nedeni, elektrolit sıvısının aşırı doymuş bir duruma geçmesi ve bu nedenle sıvının içindeki istenmeyen derecede yüksek iyon konsantrasyonunu azaltmak için mevcut yüklü tabakalar (çekirdeklenme noktaları) üzerinde büyümesidir. Bu bıyık benzeri oluşum nedenini önlemeye yardımcı olmak için, gaz salınımına eğilimli bazı pil türlerinde (örneğin, hidrojen gazı salınımı güvenlik özelliği) elektrolit sıvısı seviyelerinin korunması (yeniden doldurulması) önemlidir.
