Com funciona una bateria de ions de liti per a vehicles elèctrics?

Després d'haver vist en un altre article el treball de la bateria de plom, amb què estan equipats tots els cotxes, mirem ara el principi de funcionament d'un vehicle elèctric i especialment la seva bateria de liti...

Príncep

Com amb qualsevol tipus de bateria, el principi segueix sent el mateix: és a dir, generar energia (aquí electricitat) com a resultat d'una reacció química o fins i tot elèctrica, perquè la química sempre està al costat de l'electricitat. De fet, els propis àtoms estan fets d'electricitat: aquests són els electrons que giren al voltant del nucli i que d'alguna manera formen la “capa” de l'àtom, o fins i tot la seva “pell”. Sabent també que els electrons lliures són trossos volants de pell que passen el seu temps movent-se d'un àtom a un altre (sense enganxar-s'hi), això només és en el cas dels materials conductors (depèn del nombre de capes d'electrons i del nombre d'electrons). per darrer projectil).

A continuació, agafem un "tros de pell" dels àtoms (d'aquí una part de la seva electricitat) mitjançant una reacció química per produir electricitat.

els fonaments bàsics

En primer lloc, hi ha dos pols (elèctrodes) que anomenem càtode (+ terminal: en òxid de liti-cobalt) i ànode (terminal -: carboni). Cadascun d'aquests pols està fet de material que desvia els electrons (-) o atreu (+). Tot està inundat electròlit que farà possible una reacció química (transferència de material de l'ànode al càtode) com a conseqüència de la generació d'electricitat. S'insereix una barrera entre aquests dos elèctrodes (ànode i càtode) per evitar curtcircuits.

Tingueu en compte que la bateria consta de diverses cel·les, cadascuna de les quals està formada pel que es veu als diagrames. Si, per exemple, estic emmagatzemant 2 cel·les de 2 volts, només tindré 4 volts a la sortida de la bateria. Per posar en marxa un cotxe de diversos centenars de kg, imagineu quantes cèl·lules es necessiten...

Què passa a l'abocador?

A la dreta hi ha àtoms de liti. Es presenten amb detall, amb el cor groc que representa els protons i el cor verd els electrons que estan orbitant.

Quan la bateria està completament carregada, tots els àtoms de liti es troben al costat de l'ànode (-). Aquests àtoms estan formats per un nucli (format per diversos protons), que té una força elèctrica positiva de 3, i electrons, per tenir una força elèctrica negativa d'3 (1 en total, perquè 3 X 3 = 1). ... Per tant, l'àtom és estable amb 3 positius i 3 negatius (no atrau ni desvia electrons).

Destaquem un electró del liti, que resulta ser només amb dos: després s'atreu a + i passa per la partició.

Quan faig contacte entre els terminals + i - (per tant, quan faig servir una bateria), els electrons es mouran del terminal - al terminal + al llarg del cable elèctric extern a la bateria. Tanmateix, aquests electrons provenen del "pèl" dels àtoms de liti! Bàsicament, dels 3 electrons que giren al seu voltant, 1 s'arranca i a l'àtom només li queden 2. De cop, la seva força elèctrica ja no s'equilibra, la qual cosa també provoca una reacció química. Tingueu en compte també que l'àtom de liti es converteix ions de liti + perquè ara és positiu (3 - 2 = 1 / El nucli val 3 i els electrons són 2, ja que n'hem perdut un. Sumant dóna 1, no 0 com abans. Així que ja no és neutre).

La reacció química resultant del desequilibri (després de trencar electrons per obtenir un corrent) donarà lloc a l'enviament ions de liti + al càtode (terminal +) a través de la paret dissenyada per aïllar-ho tot. Al final, els electrons i els ions + acaben al costat +.

Al final de la reacció, la bateria es descarrega. Ara hi ha un equilibri entre els terminals + i -, que ara impedeix l'electricitat. Bàsicament, el principi és induir depressió a nivell químic/elèctric per tal de crear un corrent elèctric. Ho podem pensar com un riu, com més pendent, més important serà la intensitat de l'aigua que flueix. En canvi, si el riu és pla, ja no fluirà, la qual cosa significa una bateria morta.

Recarregar?

La recàrrega consisteix a invertir el procés injectant electrons en una direcció i treure'n més per succió (és una mica com omplir l'aigua d'un riu per tornar a utilitzar el seu cabal). Així, tot el que hi ha a la bateria es restaura tal com estava abans de descarregar-se.

Bàsicament, quan descarreguem, fem servir una reacció química, i quan recarreguem, tornem les coses originals (però per això cal energia i per tant una estació de recàrrega).

Portar?

Les bateries de liti es desgasten més ràpidament que les antigues bateries de plom àcid que s'han utilitzat als nostres cotxes durant segles. L'electròlit tendeix a descompondre's, com els elèctrodes (ànode i càtode), però també cal tenir en compte que es forma un dipòsit sobre els elèctrodes, que redueix la transferència d'ions d'un costat a l'altre... Els dispositius especials permeten per recuperar les piles usades descarregant-les d'una manera especial.

El nombre de cicles possibles (descàrrega + recàrrega completa) s'estima en uns 1000-1500, de manera que amb un mig cicle quan es recarrega del 50 al 100% en comptes del 0 al 100%. LA CALEFACCIÓ també danya greument les bateries d'ions de liti, que solen escalfar-se quan consumeixen massa energia.

Vegeu també: Com estalviar la bateria del meu cotxe elèctric?

Potència del motor i bateria...

A diferència d'una càmera d'imatge tèrmica, l'energia no es veu afectada pel dipòsit de combustible. Si tens un motor de 400 CV, aleshores tenir un dipòsit de 10 litres no t'impedirà aconseguir 400 CV, encara que sigui per molt poc temps... Per a un cotxe elèctric, això no és el mateix! Si la bateria no és prou potent, el motor no podrà funcionar a plena capacitat... És el cas d'alguns models on el motor mai es pot empènyer al límit (tret que el propietari toqui i afegeix una bateria de gran calibre. !).

Ara esbrinem: com funciona el MOTOR ELÈCTRIC

Tots els comentaris i reaccions

passat comentari publicat:

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

molt bona feina

Il J. 1 reacció (s) a aquest comentari:

• Administrador ADMINISTRADOR DEL LLOC (2021-03-03 17:03:50): Aquest comentari és encara millor 😉

(La vostra publicació serà visible al comentari després de la verificació)

Escriure un comentari

Què li sembla la xifra de consum declarada pels fabricants?