¿Cómo funciona una batería de iones de litio para un vehículo eléctrico?

Habiendo visto en otro artículo el funcionamiento de la batería de plomo, con la que están equipados todos los coches, veamos ahora el principio de funcionamiento de un vehículo eléctrico y especialmente su batería de litio ...

Князь

Como con cualquier tipo de batería, el principio sigue siendo el mismo: a saber, generar energía (aquí electricidad) como resultado de una reacción química o incluso eléctrica, porque la química siempre está al lado de la electricidad. De hecho, los átomos mismos están hechos de electricidad: estos son los electrones que giran alrededor del núcleo y que de alguna manera forman la “cáscara” del átomo, o incluso su “piel”. Sabiendo también que los electrones libres son pedazos de piel voladores que pasan su tiempo moviéndose de un átomo a otro (sin adherirse a él), esto es solo en el caso de los materiales conductores (depende de la cantidad de capas de electrones y la cantidad de electrones por último proyectil).

Luego tomamos un "trozo de piel" de los átomos (de ahí parte de su electricidad) mediante una reacción química para producir electricidad.

los fundamentos

En primer lugar, hay dos polos (electrodos) que llamamos cátodo (+ terminal: en óxido de litio-cobalto) y ánodo (terminal -: carbono). Cada uno de estos polos está hecho de material que desvía electrones (-) o atrae (+). Todo esta inundado electrólito que hará posible una reacción química (transferencia de material del ánodo al cátodo) como resultado de la generación de electricidad. Se inserta una barrera entre estos dos electrodos (ánodo y cátodo) para evitar cortocircuitos.

Tenga en cuenta que la batería consta de varias celdas, cada una de las cuales está formada por lo que se ve en los diagramas. Si, por ejemplo, estoy almacenando 2 celdas de 2 voltios, solo tendré 4 voltios en la salida de la batería. Para poner en movimiento un automóvil que pesa varios cientos de kg, imagine cuántas celdas se necesitan ...

¿Qué está pasando en el vertedero?

A la derecha están los átomos de litio. Se presentan en detalle, con el corazón amarillo representando los protones y el corazón verde representando los electrones que orbitan.

Cuando la batería está completamente cargada, todos los átomos de litio están en el lado del ánodo (-). Estos átomos están formados por un núcleo (formado por varios protones), que tiene una fuerza eléctrica positiva de 3, y electrones, para tener una fuerza eléctrica negativa de 3 (1 en total, porque 3 X 3 = 1). ... Por lo tanto, el átomo es estable con 3 positivos y 3 negativos (no atrae ni desvía electrones).

Separamos un electrón del litio, que resulta estar con solo dos: luego es atraído hacia + y pasa a través de la partición.

Cuando hago contacto entre los terminales + y - (por lo tanto, cuando uso una batería), los electrones se moverán del terminal - al terminal + a lo largo del cable eléctrico externo a la batería. Sin embargo, ¡estos electrones provienen del "pelo" de los átomos de litio! Básicamente, de los 3 electrones que giran, 1 se arranca y al átomo solo le quedan 2. De repente, su fuerza eléctrica ya no está equilibrada, lo que también provoca una reacción química. Tenga en cuenta también que el átomo de litio se convierte en ion litio + porque ahora es positivo (3 - 2 = 1 / El núcleo vale 3 y los electrones valen 2, ya que perdimos uno. Al sumar da 1, no 0 como antes. Así que ya no es neutro).

La reacción química resultante del desequilibrio (después de romper electrones para obtener una corriente) dará como resultado el envío ion litio + al cátodo (terminal +) a través de la pared diseñada para aislar todo. Al final, los electrones y los iones + terminan en el lado +.

Al final de la reacción, la batería se descarga. Ahora hay un equilibrio entre los terminales + y -, que ahora impide la electricidad. Básicamente, el principio es inducir depresión a nivel químico / eléctrico para crear una corriente eléctrica. Podemos pensar en esto como un río, cuanto más se inclina, más importante será la intensidad del agua que fluye. Por otro lado, si el río está plano, ya no fluirá, lo que significa una batería muerta.

¿Recargar?

La recarga consiste en invertir el proceso inyectando electrones en una dirección, y extrayendo más por succión (es un poco como reponer el agua de un río para usar su flujo nuevamente). Por lo tanto, todo en la batería se restaura como estaba antes de que se descargara.

Básicamente, cuando descargamos, usamos una reacción química, y cuando recargamos, devolvemos las cosas originales (pero para eso necesitas energía y por lo tanto una estación de carga).

¿Vestir?

Las baterías de litio se gastan más rápido que las viejas baterías de plomo-ácido que se han utilizado en nuestros automóviles durante siglos. El electrolito tiende a descomponerse, al igual que los electrodos (ánodo y cátodo), pero también hay que tener en cuenta que se forma un depósito en los electrodos, lo que reduce la transferencia de iones de un lado a otro ... Los dispositivos especiales te permiten para recuperar baterías usadas descargándolas de una manera especial.

El número de ciclos posibles (descarga + recarga completa) se estima en aproximadamente 1000-1500, de modo que con medio ciclo cuando se recarga de 50 a 100% en lugar de 0 a 100%. LA CALEFACCIÓN también daña gravemente las baterías de iones de litio, que tienden a calentarse cuando consumen demasiada energía.

Ver también: ¿Cómo ahorrar batería en mi coche eléctrico?

Potencia del motor y batería ...

A diferencia de una cámara termográfica, la potencia no se ve afectada por el depósito de combustible. Si tienes un motor de 400 CV, tener un depósito de 10 litros no te impedirá conseguir 400 CV, aunque sea por muy poco tiempo ... ¡Para un coche eléctrico, esto no es lo mismo en absoluto! Si la batería no es lo suficientemente potente, el motor no podrá funcionar a plena capacidad ... Este es el caso de algunos modelos en los que el motor nunca se puede llevar al límite (a menos que el propietario juegue y agregue una batería de gran calibre !).

Ahora averigüemos: cómo funciona el MOTOR ELÉCTRICO

Todos los comentarios y reacciones

Dernier comentario publicado:

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

muy buen trabajo

Él Я. 1 reacción (es) a este comentario:

• administrador ADMINISTRADOR DEL SITIO (2021-03-03 17:03:50): Este comentario es aún mejor 😉

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