Ako funguje lítium-iónová batéria pre elektrické vozidlo?

Keď sme v inom článku videli prácu olovenej batérie, ktorou sú vybavené všetky autá, pozrime sa teraz na princíp fungovania elektrického vozidla a najmä jeho lítiovej batérie ...

Princ

Ako pri každom type batérie, princíp zostáva rovnaký: generovať energiu (tu elektrinu) ako výsledok chemickej alebo dokonca elektrickej reakcie, pretože chémia je vždy vedľa elektriny. V skutočnosti sú samotné atómy vyrobené z elektriny: sú to elektróny, ktoré sa točia okolo jadra a ktoré nejakým spôsobom tvoria „plášť“ atómu alebo dokonca jeho „kožu“. S vedomím toho, že voľné elektróny sú lietajúce kúsky kože, ktoré trávia čas presúvaním sa z jedného atómu na druhý (bez toho, aby sa k nemu pripojili), je to len v prípade vodivých materiálov (závisí od počtu vrstiev elektrónov a počtu elektrónov). za posledný projektil).

Potom z atómov odoberieme „kúsok kože“ (teda časť jeho elektriny) chemickou reakciou na výrobu elektriny.

základy

V prvom rade ide o dva póly (elektródy), ktoré nazývame katóda (+ koncovka: v oxide lítnom-kobaltovom) a anóda (koncovka -: uhlík). Každý z týchto pólov je vyrobený z materiálu, ktorý buď vychyľuje elektróny (-) alebo priťahuje (+). Všetko je zaplavené elektrolyt ktorý umožní chemickú reakciu (prenos materiálu z anódy na katódu) v dôsledku výroby elektriny. Medzi tieto dve elektródy (anóda a katóda) je vložená bariéra, aby sa zabránilo skratom.

Upozorňujeme, že batéria pozostáva z niekoľkých článkov, z ktorých každý je tvorený tým, čo je viditeľné na schémach. Ak napríklad skladujem 2 články po 2 voltoch, na výstupe batérie budem mať len 4 volty. Ak chcete uviesť do pohybu auto s hmotnosťou niekoľko stoviek kg, predstavte si, koľko buniek je potrebných ...

Čo sa deje na skládke?

Na pravej strane sú atómy lítia. Sú zobrazené podrobne, pričom žlté srdce predstavuje protóny a zelené srdce predstavuje elektróny, ktoré obiehajú.

Keď je batéria úplne nabitá, všetky atómy lítia sú na strane anódy (-). Tieto atómy sa skladajú z jadra (zloženého z niekoľkých protónov), ktoré má kladnú elektrickú silu 3, a elektrónov, ktoré majú zápornú elektrickú silu 3 (spolu 1, pretože 3 X 3 = 1). ... Preto je atóm stabilný s 3 pozitívnymi a 3 negatívnymi (nepriťahuje ani nevychyľuje elektróny).

Oddeľujeme elektrón od lítia, ktorý sa ukáže byť iba s dvoma: potom je priťahovaný k + a prechádza cez prepážku.

Keď nadviažem kontakt medzi svorkami + a - (takže keď použijem batériu), elektróny sa budú pohybovať od svorky - ku svorke + pozdĺž elektrického vodiča mimo batérie. Tieto elektróny však pochádzajú z „vlasov“ atómov lítia! V podstate z 3 dookola sa točiacich elektrónov sa 1 odtrhne a atómu ostanú len 2. Jeho elektrická sila už zrazu nie je vyvážená, čo spôsobuje aj chemickú reakciu. Všimnite si tiež, že atóm lítia sa stáva lítium-ión + pretože teraz je to kladné (3 - 2 = 1 / Jadro má hodnotu 3 a elektróny sú 2, keďže sme o jeden prišli. Sčítanie dáva 1, nie 0 ako predtým. Takže už to nie je neutrálne).

Chemická reakcia vyplývajúca z nerovnováhy (po rozbití elektrónov na získanie prúdu) bude mať za následok odoslanie lítium-ión + ku katóde (svorka +) cez stenu určenú na izoláciu všetkého. Nakoniec elektróny a ióny + skončia na strane +.

Na konci reakcie sa batéria vybije. Teraz existuje rovnováha medzi svorkami + a -, čo teraz zabraňuje elektrine. V podstate ide o vyvolanie depresie na chemickej / elektrickej úrovni, aby sa vytvoril elektrický prúd. Môžeme si to predstaviť ako rieku, čím viac sa bude nakláňať, tým dôležitejšia bude intenzita prúdiacej vody. Na druhej strane, ak je rieka plochá, už nepotečie, čo znamená vybitú batériu.

Dobiť?

Dobíjanie spočíva v obrátení procesu vstreknutím elektrónov v určitom smere - a odstránením ďalších nasávaním (je to trochu ako doplnenie vody v rieke, aby ste opäť využili jej tok). Všetko v batérii sa teda obnoví tak, ako to bolo pred vybitím.

V podstate pri vybíjaní využívame chemickú reakciu a pri dobíjaní vraciame pôvodné veci (ale na to potrebujete energiu a teda nabíjaciu stanicu).

nosiť?

Lítiové batérie sa opotrebúvajú rýchlejšie ako staré dobré olovené batérie, ktoré sa v našich autách používajú po stáročia. Elektrolyt má tendenciu sa rozkladať, podobne ako elektródy (anóda a katóda), ale treba počítať aj s tým, že na elektródach sa vytvára usadenina, ktorá znižuje prenos iónov z jednej strany na druhú ... Špeciálne prístroje umožňujú obnoviť použité batérie ich vybitím špeciálnym spôsobom.

Počet možných cyklov (vybitie + úplné nabitie) sa odhaduje na cca 1000-1500, takže pri polovičnom cykle nabitia z 50 na 100 % namiesto 0 na 100 %. KÚRENIE tiež vážne poškodzuje lítium-iónové batérie, ktoré majú tendenciu sa zahrievať, keď odoberajú príliš veľa energie.

Pozri tiež: Ako ušetrím batériu v mojom elektromobile?

Výkon motora a batérie...

Na rozdiel od termokamery výkon neovplyvňuje palivová nádrž. Ak máte motor s výkonom 400 koní, potom vám 10-litrová nádrž nezabráni získať 400 koní, aj keď je to na veľmi krátky čas... Pre elektrické vozidlo to vôbec nie je to isté! Ak batéria nebude dostatočne výkonná, motor nebude môcť bežať na plný výkon ... To je prípad niektorých modelov, kde sa motor nikdy nepodarí dotlačiť na hranicu svojich možností (okrem prípadov, keď majiteľ fičí a pridáva veľký kaliber batéria!).

Teraz poďme zistiť: ako funguje ELEKTRICKÝ MOTOR

Všetky komentáre a reakcie

dernier komentár zverejnený:

mao (Dátum: 2021, 03:03:15)

veľmi dobrá práca

Il I. 1 reakcie na tento komentár:

• správca ADMINISTRÁTOR STRÁNOK (2021-03-03 17:03:50): Tento komentár je ešte lepší 😉

(Váš príspevok bude po overení viditeľný pod komentárom)

Napísať komentár

Ako hodnotíte údaje o spotrebe deklarované výrobcami?