Hoe werkt een lithium-ionbatterij voor een elektrisch voertuig?

Nadat we in een ander artikel het werk van de loodbatterij hebben gezien, waarmee alle auto's zijn uitgerust, gaan we nu kijken naar het werkingsprincipe van een elektrisch voertuig en vooral de lithiumbatterij ...

De prins

Zoals bij elk type batterij blijft het principe hetzelfde: namelijk het opwekken van energie (hier elektriciteit) als gevolg van een chemische of zelfs elektrische reactie, want chemie staat altijd naast elektriciteit. In feite zijn de atomen zelf gemaakt van elektriciteit: dit zijn de elektronen die rond de kern draaien en die op de een of andere manier de "schil" van het atoom vormen, of zelfs zijn "huid". Wetende ook dat vrije elektronen rondvliegende stukjes huid zijn die hun tijd besteden aan het verplaatsen van het ene atoom naar het andere (zonder zich eraan te hechten), dit is alleen in het geval van geleidende materialen (hangt af van het aantal lagen elektronen en het aantal elektronen per laatste projectiel).

We nemen dan een "stukje huid" van atomen (vandaar een deel van de elektriciteit) door een chemische reactie om elektriciteit te produceren.

de basis

Allereerst zijn er twee polen (elektroden) die we noemen kathode (+ terminal: in lithium-kobaltoxide) en anode (eindstandig -: koolstof). Elk van deze polen is gemaakt van materiaal dat elektronen afbuigt (-) of aantrekt (+). Alles is overstroomd elektrolyt die een chemische reactie (overdracht van materiaal van de anode naar de kathode) mogelijk maakt als gevolg van de opwekking van elektriciteit. Tussen deze twee elektroden (anode en kathode) wordt een barrière geplaatst om kortsluiting te voorkomen.

Houd er rekening mee dat de batterij uit meerdere cellen bestaat, die elk worden gevormd door wat zichtbaar is in de diagrammen. Als ik bijvoorbeeld 2 cellen van 2 volt accu, heb ik slechts 4 volt aan de batterij-uitgang. Stel je voor hoeveel cellen er nodig zijn om een ​​auto in beweging te zetten die enkele honderden kilo's weegt...

Wat gebeurt er op de stortplaats?

Aan de rechterkant zijn lithiumatomen. Ze worden in detail gepresenteerd, waarbij het gele hart de protonen vertegenwoordigt en het groene hart de elektronen waar ze omheen draaien.

Als de batterij volledig is opgeladen, bevinden alle lithiumatomen zich aan de anode (-) kant. Deze atomen bestaan ​​uit een kern (bestaande uit verschillende protonen), die een positieve elektrische kracht van 3 heeft, en elektronen, die een negatieve elektrische kracht van 3 hebben (1 in totaal, want 3 X 3 = 1). ... Daarom is het atoom stabiel met 3 positieve en 3 negatieve (het trekt geen elektronen aan of buigt ze af).

We maken een elektron los van lithium, dat blijkt maar met twee te zijn: dan wordt het aangetrokken door + en gaat het door de scheidingswand.

Wanneer ik contact maak tussen de + en - polen (dus als ik een batterij gebruik), zullen de elektronen van de - pool naar de + pool bewegen langs de elektrische draad buiten de batterij. Deze elektronen komen echter uit het "haar" van lithiumatomen! Kortom, van de 3 elektronen die ronddraaien, wordt er 1 afgescheurd en heeft het atoom er nog maar 2. Plotseling is zijn elektrische kracht niet meer in evenwicht, wat ook een chemische reactie veroorzaakt. Merk ook op dat het lithiumatoom wordt lithium-ion + omdat het nu positief is (3 - 2 = 1 / De kern is 3 waard en de elektronen zijn 2, aangezien we er één zijn kwijtgeraakt. Optellen geeft 1, niet 0 zoals voorheen. Dus het is niet langer neutraal).

De chemische reactie die het gevolg is van de onbalans (na het breken van elektronen om stroom te genereren) zal resulteren in het verzenden lithium-ion + naar de kathode (terminal +) door de muur die is ontworpen om alles te isoleren. Uiteindelijk komen elektronen en ionen + aan de + kant terecht.

Aan het einde van de reactie is de batterij leeg. Er is nu een balans tussen de + en - klemmen, waardoor elektriciteit nu wordt voorkomen. In principe is het principe het opwekken van depressie op chemisch/elektrisch niveau om zo een elektrische stroom op te wekken. We kunnen dit zien als een rivier, hoe meer deze afloopt, hoe belangrijker de intensiteit van het stromende water zal zijn. Aan de andere kant, als de rivier vlak is, zal deze niet meer stromen, wat een lege batterij betekent.

Opladen?

Opladen bestaat uit het omkeren van het proces door elektronen in een bepaalde richting te injecteren - en meer te verwijderen door afzuiging (het is een beetje zoals het bijvullen van het water van een rivier om de stroom weer te gebruiken). Zo wordt alles in de batterij hersteld zoals het was voordat deze werd ontladen.

Kortom, als we ontladen, gebruiken we een chemische reactie, en als we opladen, geven we de originele dingen terug (maar daarvoor heb je energie nodig en dus een laadstation).

Dragen?

Lithiumbatterijen slijten sneller dan de goede oude loodzuurbatterijen die al eeuwen in onze auto's worden gebruikt. De elektrolyt heeft de neiging om te ontleden, net als de elektroden (anode en kathode), maar er moet ook rekening mee worden gehouden dat zich op de elektroden een afzetting vormt, waardoor de overdracht van ionen van de ene naar de andere kant wordt verminderd ... Met speciale apparaten kunt u om gebruikte batterijen terug te winnen door ze op een speciale manier te ontladen.

Het aantal mogelijke cycli (ontladen + volledig opladen) wordt geschat op ongeveer 1000-1500, zodat bij een halve cyclus bij het opladen van 50 naar 100% in plaats van 0 naar 100%. VERWARMING beschadigt ook ernstige lithium-ionbatterijen, die de neiging hebben om heet te worden als ze te veel stroom verbruiken.

Zie ook: Hoe spaar ik de batterij van mijn elektrische auto?

Motorvermogen en accu...

In tegenstelling tot een warmtebeeldcamera wordt het vermogen niet beïnvloed door de brandstoftank. Als je een motor van 400 pk hebt, zal het hebben van een tank van 10 liter je niet tegenhouden om 400 pk te krijgen, ook al is het maar voor een zeer korte tijd ... Voor een elektrische auto is dit helemaal niet hetzelfde! Als de batterij niet krachtig genoeg is, zal de motor niet op volle capaciteit kunnen draaien ... Dit is het geval bij sommige modellen waarbij de motor nooit tot het uiterste kan worden geduwd (tenzij de eigenaar speelt en een batterij van groot kaliber toevoegt !).

Laten we nu eens kijken: hoe de ELEKTRISCHE MOTOR werkt

Alle opmerkingen en reacties

Modesnufje- commentaar geplaatst:

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

heel goed werk

Il ik. 1 reactie(s) op deze reactie:

• administrateur SITEBEHEERDER (2021-03-03 17:03:50): Deze opmerking is nog beter 😉

(Je bericht zal na verificatie zichtbaar zijn onder de reactie)

Schrijf een reactie

Wat vindt u van de door fabrikanten opgegeven verbruikscijfers?