A maioria das baterias de carros elétricos são feitas de quantidades variáveis de iões de lítio, cobalto, níquel, manganês, silício e eletrólitos.o separadorMas o que isso significa exatamente? Por que lítio? Que íons?Não tenha medo, estamos aqui para explicar de que são feitas as baterias dos carros elétricos..
Para começar, vamos estabelecer que mesmo que uma bateria Tesla e uma bateria Chevrolet Bolt sejam ambas baterias de íons de lítio, isso não significa que sejam feitas da mesma forma.A química da bateria tem um enorme impacto na forma como uma bateria é carregada e descarregadaÉ por isso que fabricantes de baterias como a Panasonic, CATL,A Samsung SDI e a LG estão sempre a tentar ajustar a sua química para obter o melhor desempenho e os menores custos..
As receitas exatas para pilhas de bateria da maioria dos fabricantes não são informações públicas, como cada empresa tem sua fórmula proprietária.Então vamos desmontar o que eles são e o que fazem, começando com lítio.
O lítio em uma bateria de íons de lítio ("íons de lítio" para abreviar) compõe o cátodo e ânodo, também conhecidos como os lados positivo e negativo de uma célula de bateria.Os íons de lítio se movem dentro do lado positivo da célula (cátodo) e geram elétrons que, sendo carregado negativamente, quer chegar ao lado negativo (ânodo) da bateria, mas não pode por causa do separador entre o cátodo e ânodo.Isto significa que os elétrons vão fluir para fora do lado positivo da bateria, através do seu dispositivo, alimentá-lo, e depois de volta ao ânodo.
O lítio na célula não é lítio elementar puro porque é muito reativo com outros elementos para ser seguro.,Na maioria dos casos, os fabricantes usam óxido de cobalto de lítio no lado do cátodo da bateria e compostos de lítio-carbono no ânodo.
O cobalto é usado em baterias por duas razões principais: primeiro, ele oferece excelente densidade de energia, o que significa que quanto mais cobalto uma célula de bateria usa (até certo ponto), mais eletricidade ela pode armazenar.A outra vantagem é que o cobalto aumenta a estabilidade térmica de uma célula de bateria. Por que a estabilidade térmica é importante? em nosso artigo relacionado sobre fogões de carros elétricos, notamos que quanto menos uma bateria é reativa às mudanças de temperatura, menos propensa a fuga térmica,e, portanto, menos propensos a explodir em um fogo de lítio difícil de apagar.
A dependência excessiva do cobalto tem as suas desvantagens, o cobalto é considerado um elemento de terras raras, e como o nome indica, não é muito comum, o que o torna caro de obter.Também tende a ser encontrada em regiões que sofrem de grande instabilidade política e social., o que pode conduzir a flutuações de preços selvagens, bem como a graves violações dos direitos humanos por parte das empresas de mineração e dos países em que operam.
Estes problemas levaram os fabricantes de baterias a tentar reduzir a quantidade de cobalto em suas substâncias químicas.Mas também tem as suas desvantagens..
O níquel é usado em baterias para aumentar a densidade de energia de uma célula, semelhante ao cobalto.Isto pode causar a degradação do desempenho em um tempo mais curto do que uma bateria com menos níquel e mais cobalto.
Há ainda muitos benefícios para o uso de níquel. Primeiro, vende-se por cerca de 18.000 a 21.000 dólares por tonelada, em comparação com o cobalto, que normalmente custa mais de 30 dólares.000 por tonelada e apresenta maiores flutuações de preçosEm seguida, as micro-fissuras que causam perda de desempenho podem ser mitigadas usando um "gradiente" na construção do cátodo.e então outros metais com diferentes características de desempenho são colocados em camadas sobre ele.
O terceiro ingrediente principal em muitas baterias químicas é o manganês, enquanto o níquel e o cobalto trabalham com o lítio para aumentar o armazenamento de energia, o manganês mantém tudo unido e estável.É um aditivo estrutural., e como tal, é utilizado em percentagens menores do que o níquel ou o cobalto.
O silício é usado no ânodo ao lado do lítio e carbono para aumentar a densidade de energia.Esses elétrons vão precisar de um lugar para ir depois de sua viagem através dos motores do seu EVO silício é ótimo porque é estável, barato e pode conter cerca de 10 vezes mais elétrons que o grafite.
Sem um eletrólito numa célula de bateria, não haveria forma de os elétrons se moverem do ânodo para o cátodo durante a carga.Existem vários tipos de eletrólitos e a química pode ser complexa, mas eles se dividem em algumas famílias diferentes.
Soluções aquosas são líquidas, enquanto soluções não-aquosas não são.que são mais estáveis à temperatura e têm melhores características de transferência do que as soluções orgânicas aquosas e não aquosasEm seguida, há eletrólitos poliméricos, que usam plásticos como seus agentes de ligação.
A função principal do separador dentro de uma célula é evitar que ocorram curto-circuitos separando o cátodo e o ânodo.O separador é tipicamente feito de plástico microporoso e permite que algum fluxo de elétrons do cátodo diretamente para o ânodoIsto é normal, mas quando uma célula fica muito quente, o separador age como uma espécie de fusível para a célula.Sequestrando completamente um lado da célula do outro e esperamos evitar um incêndio desagradável.
Há muita química avançada a acontecer dentro da bateria de um carro elétrico.constituem a parte mais cara do veículo e fazem parte da razão pela qual os RMS permanecem elevados.
