Acum că vehiculele electrice preiau drumurile noastre, tot mai mulți oameni devin interesați de tehnologia din spatele acestor vehicule. VE-urile dispun de o mulțime de tehnologii interesante. În vehiculele electrice de astăzi, puteți găsi totul, de la frâne regenerative până la încărcare rapidă avansată.
Dar, în afară de motoarele electrice, cea mai importantă componentă a unui vehicul electric este bateria acestuia. Bateria cu litiu din majoritatea vehiculelor electrice este, de asemenea, una dintre cele mai controversate părți ale unui vehicul electric. Citiți mai departe pentru a descoperi cum bateriile litiu-ion din vehiculele electrice ajută la propulsarea acestor mașini avansate.
De ce sunt importante bateriile cu ioni de litiu?
Bateriile litiu-ion sunt în centrul revoluției vehiculelor electrice. Aceste baterii oferă o densitate mare de energie, mai ales în comparație cu baterii plumb-acid, care sunt mult mai grele dacă doriți să obțineți o capacitate comparabilă. Bateriile cu litiu-ion sunt, de asemenea, ideale pentru utilizarea în vehiculele electrice, deoarece pot fi reîncărcate de mai multe ori, ceea ce este esențial pentru utilizarea în vehiculele electrice care necesită cicluri extinse de încărcare/reîncărcare pe durata de viață utilă. Un alt motiv pentru care bateriile litiu-ion sunt în toate știrile este din cauza impactului asupra mediului pe care îl provoacă exploatarea acestor baterii.
Pe durata de viață a unui vehicul electric, datorită emisiilor sale zero, vehiculele electrice sunt foarte curate. Dar, impactul inițial al mineritului pentru materialele care intră în bateria litiu-ion a unui vehicul electric este costisitor pentru mediu. Nu numai asta, dar mulți oameni se îngrijorează de condițiile cu care se confruntă zilnic mulți dintre lucrătorii din aceste mine. Din acest motiv, reciclarea acestor materiale este o prioritate uriașă pentru multe dintre companiile auto implicate activ în producția de vehicule electrice.
Ce este o baterie litiu-ion?
O baterie litiu-ion conține celule care conțin un catod pozitiv și un anod negativ. Există, de asemenea, un electrolit care separă aceste două straturi și, prin reacții chimice care eliberează electroni, bateria poate furniza energie electrică la orice este conectată. Cantitatea de celule determină capacitatea bateriei, măsurată în kWh. În cazul bateriei litiu-ion, litiu este una dintre cele mai importante componente conținute în baterie și asta pentru că litiu este foarte dispus să renunțe la un electron.
Prin reacțiile chimice care au loc în anod și catod, bateria litiu-ion poate fi încărcată și descărcată de mai multe ori. Acest lucru se datorează faptului că aceste reacții chimice pot fi inversate de multe ori. Bateriile cu litiu-ion au multe forme și dimensiuni și sunt utilizate în aplicații atât de diverse, cum ar fi electronice de larg consum și vehicule electrice. Evident, bateriile litiu-ion dintr-un EV sunt mult mai mari decât cele pe care le-ai putea găsi în smartphone-ul tău, dar încă funcționează folosind aceleași principii.
Unul dintre cele mai mari avantaje ale bateriilor litiu-ion este densitatea lor mare de energie, ceea ce le face relativ ușoare în comparație cu alte tehnologii de baterii. Producătorii trebuie să aibă grijă atunci când proiectează și implementează baterii litiu-ion în dispozitivele lor, deoarece dacă anodul și catodul ar fi expus unul altuia, aceste baterii pot suferi reacții chimice care ar putea provoca incendii sau chiar mici explozii.
Chiar dacă bateriile litiu-ion fac o treabă uimitoare în alimentarea vehiculelor electrice, acestea se confruntă cu o provocare în viitorul baterie cu stare solidă. Rămâne de văzut dacă bateriile cu stare solidă pot fi îmbunătățite suficient pentru a vedea utilizarea generală în gama de vehicule electrice a unui mare producător auto.
Cum funcționează o baterie litiu-ion?
Bateria de bază litiu-ion profită de chimia materialelor sale. Aceste baterii conțin litiu, un metal dornic să piardă un electron, formând ioni de litiu, de unde bateria își obține numele. Aceste baterii sunt compuse dintr-un electrod pozitiv numit catod, care are un oxid de metal (cobaltul este o alegere comună). Aceste baterii au, de asemenea, un electrod negativ numit anod, care este de obicei fabricat din grafit, iar grafitul permite litiului să se intercaleze între el.
Între catod și anod, un electrolit lichid facilitează mișcarea ionilor de litiu de la anod la catod. Bateria are, de asemenea, un separator poros, care este vital pentru menținerea siguranței bateriei, deoarece împiedică anodul și catodul să intre în contact direct unul cu celălalt. Dacă cei doi electrozi ai bateriei ar intra în contact direct, rezultatul ar fi catastrofal. Când o baterie litiu-ion alimentează un dispozitiv, litiul intercalat în anodul care conține grafit pierde un electron.
Acest proces creează ioni de litiu, precum și un electron liber. Ionii de litiu se deplasează de la anod la catod prin electrolit și separatorul poros. În timp ce ionii de litiu se deplasează prin separator, electronii iau o cale diferită care îi conduce prin dispozitivul electronic care trebuie alimentat. Odată ce trec prin dispozitiv, electronii ajung la catod. Când bateria trebuie reîncărcată, procesul începe practic de la capăt, dar invers.
Acesta este motivul pentru care bateriile litiu-ion sunt atât de grozave pentru utilizare în vehicule electrice, deoarece procesul poate fi repetat de multe ori. Când încărcați bateria litiu-ion, încărcătorul forțează electronii să iasă din catod, oferind un flux de electroni în anod. Acest lucru face ca întregul proces chimic care a avut loc în timp ce bateria se descarca să se inverseze, ionii de litiu părăsind catodul și întorcându-și drumul către anod. După finalizarea procesului de încărcare, bateria este gata să funcționeze din nou.
Tehnologia bateriei EV va continua să se îmbunătățească
Bateriile EV oferă deja vehiculelor electrice o autonomie uimitoare și pot fi folosite de mai multe ori. Dar, mai sunt multe lucruri de îmbunătățit în ceea ce privește această tehnologie, în special modul în care bateriile EV sunt reciclate odată ce ajung la sfârșitul duratei de viață. Rămâne de văzut dacă tehnologia litiu-ion este păstrată suficient de mult pentru a vedea îmbunătățiri monumentale sau înlocuită cu o tehnologie promițătoare, cum ar fi bateriile cu stare solidă.
