Cum funcționează o baterie litiu-ion pentru un vehicul electric?

După ce am văzut într-un alt articol funcționarea bateriei cu plumb cu care sunt echipate toate mașinile, să ne uităm acum la principiul de funcționare al unei mașini electrice și mai ales a bateriei sale cu litiu...

prinț

Ca în cazul oricărui tip de baterie, principiul rămâne același: și anume, de a genera energie (aici electricitate) printr-o reacție chimică sau chiar electrică, deoarece chimia este întotdeauna aproape de electricitate. De fapt, atomii înșiși sunt formați din electricitate: electronii sunt cei care orbitează în jurul nucleului și care formează într-un fel „coaja” atomului sau chiar „pielea” acestuia. Știind, de asemenea, că electronii liberi sunt bucăți plutitoare de piele care își petrec timpul mișcându-se de la un atom la altul (fără a se atașa de el), acesta este cazul numai pentru materialele conductoare (depinde de numărul de straturi de electroni și de numărul de electroni per ultimul proiectil).

Vom lua apoi o „bucătă de piele” de atomi (deci o parte din electricitatea sa) printr-o reacție chimică pentru a produce electricitate.

elementele de bază

În primul rând, există doi poli (electrozi) pe care îi numim catodul (+ terminal: în oxid de litiu cobalt) și anod (terminal -: carbon). Fiecare dintre acești poli este format dintr-un material care fie respinge electronii (-) fie atrage (+). Totul este inundat electrolit care va permite o reacție chimică (transfer de material de la anod la catod) având ca rezultat generarea de energie electrică. Între acești doi electrozi (anod și catod) este introdusă o barieră pentru a evita scurtcircuitele.

Vă rugăm să rețineți că bateria este formată din mai multe celule, fiecare dintre acestea fiind formată din ceea ce este vizibil în diagrame. Dacă, de exemplu, acumulez 2 celule de 2 volți, puterea bateriei mele va fi de doar 4 volți. Pentru a muta o mașină care cântărește câteva sute de kg, imaginați-vă de câte celule sunt necesare...

Ce se întâmplă la locul de testare?

În dreapta sunt atomii de litiu. Ele sunt reprezentate în detaliu: inima galbenă reprezintă protonii, iar inima verde reprezintă electronii pe care îi orbitează.

Când o baterie este complet încărcată, toți atomii de litiu sunt pe partea anodului (-). Acești atomi sunt formați dintr-un nucleu (format din mai mulți protoni) pentru a avea o forță electrică pozitivă de 3 și 3 electroni pentru a avea o forță electrică negativă de 1 (3 în total pentru că 3 X 1 = 3). . Prin urmare, un atom este stabil cu 3 pozitivi și 3 negativi (nu atrage și nici nu respinge electroni).

Scoatem un electron din litiu, care se termină cu doar doi: este apoi atras de + și trece prin partiție.

Când fac contact între bornele + și – (deci când folosesc o baterie), electronii se vor muta de la borna – la borna + de-a lungul firului electric extern bateriei. Cu toate acestea, acești electroni provin dintr-un „păr” de atomi de litiu! Practic, din cei 3 electroni care orbitează în jur, 1 este doborât și atomul rămâne cu doar 2. Brusc, forța sa electrică nu mai este echilibrată, ceea ce provoacă și o reacție chimică. Rețineți, de asemenea, că atomul de litiu devine ioni de litiu+ pentru că acum este pozitiv (3 – 2 = 1 / Nucleul valorează 3 și electronii sunt 2 de când am pierdut unul. Adunarea dă 1, nu 0 ca înainte. Deci nu mai este neutru).

O reacție chimică rezultată dintr-un dezechilibru (după ruperea electronilor pentru a crea un curent) va avea ca efect trimiterea ioni de litiu+ la catod (+ terminal) printr-un perete menit sa izoleze totul. În cele din urmă, electronii și ionii + ajung pe partea +.

Când reacția este completă, bateria este descărcată. Acum există un echilibru între bornele + și - care acum împiedică electricitatea. În esență, principiul este de a induce depresie la nivel chimic/electric pentru a crea un curent electric. Ne putem gândi la el ca la un râu, cu cât este mai înclinat, cu atât va fi mai importantă intensitatea apei curgătoare. Pe de altă parte, dacă râul este plat, nu va mai curge, ceea ce înseamnă că bateria este descărcată.

REÎNCĂRCĂ?

Reîncărcarea constă în inversarea procesului prin injectarea de electroni în - și eliminarea mai multor prin absorbția lor (un pic ca și cum ai reumple un râu pentru a putea curge din nou). Astfel, totul din baterie este restaurat așa cum era înainte de a fi descărcat.

Practic, atunci când ne descarcăm folosim o reacție chimică și când reîncărcăm returnăm lucrurile originale (dar pentru asta ai nevoie de curent și deci de o stație de încărcare).

Purta?

Bateriile cu litiu se uzează mai repede decât vechile baterii plumb-acid care au fost folosite în mașinile noastre de secole. Electrolitul tinde să se descompună, la fel ca și electrozii (anodul și catodul), dar trebuie avut în vedere și faptul că pe electrozi se formează un depozit, care reduce transferul ionilor dintr-o parte în cealaltă... Dispozitivele speciale permit tu pentru a regenera bateriile uzate prin descărcarea lor într-un mod special.

Numărul de cicluri posibile (descărcare + reîncărcare completă) este estimat la aproximativ 1000-1500, deci cu o jumătate de ciclu la reîncărcare de la 50 la 100% în loc de la 0 la 100%. De asemenea, HEAT deteriorează foarte mult bateriile cu litiu-ion, care tind să se încălzească atunci când se consumă prea multă energie de la ele.

Citește și: Cum păstrez bateria în mașina mea electrică?

Puterea motorului si bateria...

Spre deosebire de camera termică, puterea nu este afectată de rezervorul de combustibil. Dacă ai un motor de 400 CP, atunci a avea un rezervor de 10 litri nu te va împiedica să obții 400 CP, chiar dacă este pentru o perioadă foarte scurtă de timp... Pentru o mașină electrică, aceasta nu este deloc la fel! Daca bateria nu este suficient de puternica, motorul nu va putea functiona la putere maxima... Acesta este cazul unor modele in care motorul nu poate fi impins niciodata la limita (cu exceptia cazului in care proprietarul pica si adauga o baterie de calibru mare). !).

Acum să aflăm: cum funcționează un MOTOR ELECTRIC

Toate comentariile și reacțiile

Dernier comentariu postat:

mao (Data: 2021, 03:03:15)

Foarte bună treabă

Il J. 1 reacție (e) la acest comentariu:

• administrator ADMINISTRATOR DE SITE (2021-03-03 17:03:50): Acest comentariu este și mai bun 😉

(Postarea dvs. va fi vizibilă sub comentariu după verificare)

A scrie un comentariu

Ce părere aveți despre cifrele de consum declarate de producători?