باتری لیتیوم یونی برای خودروهای الکتریکی چگونه کار می کند؟

با دیدن کار باتری سربی که همه خودروها به آن مجهز هستند در مقاله ای دیگر، اجازه دهید به اصل عملکرد یک خودروی الکتریکی و به خصوص باتری لیتیومی آن نگاهی بیندازیم.

شاهزاده

مانند هر نوع باتری، اصل یکسان است: یعنی تولید انرژی (در اینجا برق) در نتیجه یک واکنش شیمیایی یا حتی الکتریکی، زیرا شیمی همیشه در کنار الکتریسیته است. در واقع، خود اتم ها از الکتریسیته ساخته شده اند: اینها الکترون هایی هستند که به دور هسته می چرخند و به نوعی "پوسته" اتم یا حتی "پوست" آن را تشکیل می دهند. همچنین با دانستن اینکه الکترون های آزاد قطعات پوستی در حال پرواز هستند که زمان خود را در حال حرکت از یک اتم به اتم دیگر (بدون اتصال به آن) می گذرانند، این فقط در مورد مواد رسانا است (بستگی به تعداد لایه های الکترون و تعداد الکترون ها دارد. در آخرین پرتابه).

سپس یک "تکه پوست" را از اتم ها (از این رو مقداری از الکتریسیته آن) از طریق یک واکنش شیمیایی برای تولید الکتریسیته می گیریم.

مبانی

اول از همه، دو قطب (الکترود) وجود دارد که ما به آنها می گوییم کاتد (+ ترمینال: در اکسید لیتیوم کبالت) و آند (ترمینال -: کربن). هر یک از این قطب ها از موادی ساخته شده اند که یا الکترون ها را منحرف می کنند (-) یا (+) را جذب می کنند. همه چیز زیر آب است الکترولیت که یک واکنش شیمیایی (انتقال مواد از آند به کاتد) را در نتیجه تولید الکتریسیته ممکن خواهد کرد. یک مانع بین این دو الکترود (آند و کاتد) برای جلوگیری از اتصال کوتاه قرار داده شده است.

لطفاً توجه داشته باشید که باتری از چندین سلول تشکیل شده است که هر کدام توسط آنچه در نمودارها قابل مشاهده است تشکیل شده است. به عنوان مثال، اگر من 2 سلول 2 ولتی را ذخیره کنم، در خروجی باتری فقط 4 ولت خواهم داشت. برای به حرکت درآوردن یک ماشین با وزن چند صد کیلوگرم، تصور کنید به چند سلول نیاز است ...

در محل دفن زباله چه می گذرد؟

در سمت راست اتم های لیتیوم قرار دارند. آنها با جزئیات ارائه شده اند، با قلب زرد نشان دهنده پروتون ها و قلب سبز نشان دهنده الکترون هایی است که آنها در حال چرخش هستند.

وقتی باتری به طور کامل شارژ می شود، تمام اتم های لیتیوم در سمت آند (-) قرار دارند. این اتم ها از یک هسته (متشکل از چندین پروتون) که دارای نیروی الکتریکی مثبت 3 است و الکترون ها برای داشتن نیروی الکتریکی منفی 3 (در مجموع 1، زیرا 3 X 3 = 1) تشکیل شده اند. ... بنابراین، اتم با 3 مثبت و 3 منفی پایدار است (الکترون ها را جذب یا منحرف نمی کند).

ما یک الکترون را از لیتیوم جدا می کنیم، که معلوم می شود فقط با دو است: سپس به + جذب می شود و از پارتیشن عبور می کند.

وقتی بین پایانه های + و - تماس برقرار می کنم (بنابراین وقتی از باتری استفاده می کنم)، الکترون ها از ترمینال - به ترمینال + در امتداد سیم الکتریکی خارج از باتری حرکت می کنند. با این حال، این الکترون ها از "مو" اتم های لیتیوم می آیند! اساساً از 3 الکترون که به دور خود می چرخند، 1 الکترون پاره می شود و اتم فقط 2 الکترون باقی می ماند. ناگهان نیروی الکتریکی آن دیگر متعادل نمی شود و این باعث واکنش شیمیایی نیز می شود. همچنین توجه داشته باشید که اتم لیتیوم تبدیل می شود یون لیتیوم + زیرا اکنون مثبت است (3 - 2 = 1 / هسته 3 ارزش دارد و الکترونها 2 هستند، زیرا ما یکی را از دست دادیم. با اضافه کردن 1 می شود، نه 0 مانند قبل. بنابراین دیگر خنثی نیست).

واکنش شیمیایی ناشی از عدم تعادل (پس از شکستن الکترون ها برای تولید جریان) منجر به ارسال می شود. یون لیتیوم + به کاتد (ترمینال +) از طریق دیواری که برای جداسازی همه چیز طراحی شده است. در پایان، الکترون ها و یون ها + در سمت + قرار می گیرند.

در پایان واکنش، باتری تخلیه می شود. در حال حاضر تعادلی بین پایانه های + و - برقرار است که اکنون از برق گرفتگی جلوگیری می کند. اساساً اصل این است که در سطح شیمیایی / الکتریکی فرورفتگی ایجاد کنیم تا جریان الکتریکی ایجاد شود. ما می توانیم این را به عنوان یک رودخانه در نظر بگیریم، هر چه شیب آن بیشتر باشد، شدت جریان آب اهمیت بیشتری خواهد داشت. از طرفی اگر رودخانه صاف باشد دیگر جریان ندارد و این یعنی باتری مرده.

شارژ مجدد؟

شارژ مجدد شامل معکوس کردن فرآیند با تزریق الکترون ها در یک جهت - و حذف بیشتر توسط مکش است (کمی شبیه پر کردن آب رودخانه برای استفاده مجدد از جریان آن است). بنابراین، همه چیز در باتری به حالت قبل از تخلیه بازیابی می شود.

اصولاً وقتی تخلیه می‌کنیم، از یک واکنش شیمیایی استفاده می‌کنیم و هنگام شارژ مجدد، چیزهای اصلی را برمی‌گردانیم (اما برای این کار به انرژی و در نتیجه یک ایستگاه شارژ نیاز دارید).

پوشیدن؟

باتری‌های لیتیومی سریع‌تر از باتری‌های اسید سرب خوب قدیمی که برای قرن‌ها در خودروهای ما استفاده می‌شوند، فرسوده می‌شوند. الکترولیت مانند الکترودها (آند و کاتد) تمایل به تجزیه دارد، اما باید این را نیز در نظر گرفت که رسوبی روی الکترودها تشکیل می شود که باعث کاهش انتقال یون ها از یک طرف به طرف دیگر می شود ... دستگاه های ویژه به شما این امکان را می دهند. برای بازیابی باتری های مستعمل با تخلیه آنها به روشی خاص.

تعداد سیکل های ممکن (دشارژ + شارژ کامل) حدود 1000-1500 تخمین زده شده است، به طوری که با نیم سیکل در هنگام شارژ از 50 تا 100 درصد به جای 0 تا 100 درصد. گرمایش همچنین به باتری‌های لیتیوم یونی آسیب جدی وارد می‌کند که با مصرف بیش از حد انرژی، گرم می‌شوند.

همچنین ببینید: چگونه باتری ماشین برقی خود را ذخیره کنیم؟

قدرت موتور و باتری ...

بر خلاف یک تصویرگر حرارتی، قدرت تحت تاثیر مخزن سوخت قرار نمی گیرد. اگر شما یک موتور 400 اسب بخاری دارید، پس داشتن یک باک 10 لیتری مانع از رسیدن شما به 400 اسب بخار نمی شود، حتی اگر برای مدت بسیار کوتاهی باشد... برای یک خودروی برقی، این اصلا یکسان نیست! اگر باتری به اندازه کافی قدرتمند نباشد، موتور نمی‌تواند با تمام قدرت کار کند... این مورد در برخی از مدل‌ها صدق می‌کند که هرگز نمی‌توان موتور را به حد مجاز رساند (به استثنای زمانی که مالک کمانچه‌ای می‌زند و کالیبر بزرگ اضافه می‌کند. باتری!).

اکنون بیایید دریابیم: موتور الکتریکی چگونه کار می کند

همه نظرات و واکنش ها

دنیرو نظر ارسال شده:

مائو (تاریخ: 2021 ، 03:03:15)

کار بسیار خوبی

ایل I. 1 واکنش (های) به این نظر:

• مدیر مدیر سایت (2021-03-03 17:03:50): این نظر حتی بهتر است 😉

(پست شما پس از تأیید در زیر نظر قابل مشاهده است)

نظر بنویسید

نظر شما در مورد آمار مصرف اعلام شده توسط تولیدکنندگان چیست؟