แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนสำหรับรถยนต์ไฟฟ้าทำงานอย่างไร

เมื่อได้เห็นในบทความอื่นเกี่ยวกับการทำงานของแบตเตอรี่ตะกั่วที่รถยนต์ทุกคันติดตั้งไว้ ตอนนี้มาดูหลักการทำงานของรถยนต์ไฟฟ้าและโดยเฉพาะแบตเตอรี่ลิเธียม ...

เจ้าชาย

เช่นเดียวกับแบตเตอรี่ประเภทอื่นๆ หลักการยังคงเหมือนเดิม กล่าวคือ เพื่อสร้างพลังงาน (ในที่นี้คือไฟฟ้า) อันเป็นผลมาจากปฏิกิริยาทางเคมีหรือแม้แต่ไฟฟ้า เนื่องจากเคมีจะอยู่ถัดจากไฟฟ้าเสมอ อันที่จริงแล้ว ตัวอะตอมเองถูกสร้างด้วยไฟฟ้า สิ่งเหล่านี้คืออิเล็กตรอนที่หมุนรอบนิวเคลียส และในทางใดทางหนึ่งก่อตัวเป็น "เปลือก" ของอะตอม หรือแม้แต่ "ผิวหนัง" ของมัน รู้ด้วยว่าอิเล็กตรอนอิสระเป็นชิ้นส่วนของผิวหนังที่บินได้ซึ่งใช้เวลาในการเคลื่อนที่จากอะตอมหนึ่งไปยังอีกอะตอมหนึ่ง (โดยไม่ยึดติดกับมัน) นี่เป็นเฉพาะในกรณีของวัสดุนำไฟฟ้าเท่านั้น (ขึ้นอยู่กับจำนวนชั้นของอิเล็กตรอนและจำนวนของอิเล็กตรอน ต่อกระสุนปืนสุดท้าย)

จากนั้นเราจะนำ "ชิ้นส่วนของผิวหนัง" จากอะตอม (ด้วยเหตุนี้ไฟฟ้าบางส่วน) ผ่านปฏิกิริยาเคมีเพื่อผลิตไฟฟ้า

พื้นฐาน

อย่างแรกเลย มีสองขั้ว (อิเล็กโทรด) ที่เราเรียกว่า แคโทด (+ ขั้ว: ในลิเธียมโคบอลต์ออกไซด์) และ ขั้วบวก (ขั้ว -: คาร์บอน). ขั้วเหล่านี้แต่ละอันทำจากวัสดุที่เบี่ยงเบนอิเล็กตรอน (-) หรือดึงดูด (+) น้ำท่วมทุกอย่าง อิเล็กโทรไลต์ ซึ่งจะทำให้เกิดปฏิกิริยาเคมีขึ้นได้ (การถ่ายเทวัสดุจากแอโนดไปยังแคโทด) อันเป็นผลมาจากการผลิตไฟฟ้า มีการแทรกสิ่งกีดขวางระหว่างอิเล็กโทรดทั้งสอง (แอโนดและแคโทด) เพื่อหลีกเลี่ยงไฟฟ้าลัดวงจร

โปรดทราบว่าแบตเตอรี่ประกอบด้วยหลายเซลล์ ซึ่งแต่ละเซลล์ประกอบขึ้นจากสิ่งที่มองเห็นได้ในแผนภาพ ตัวอย่างเช่น ถ้าฉันสะสม 2 เซลล์ที่มี 2 โวลต์ ฉันจะมีเพียง 4 โวลต์ที่เอาต์พุตของแบตเตอรี่ ในการขับเคลื่อนรถยนต์ที่มีน้ำหนักหลายร้อยกิโลกรัม ลองนึกภาพว่าต้องใช้กี่เซลล์ ...

เกิดอะไรขึ้นที่หลุมฝังกลบ?

ทางด้านขวาคืออะตอมของลิเธียม แสดงรายละเอียดโดยหัวใจสีเหลืองแทนโปรตอนและหัวใจสีเขียวแทนอิเล็กตรอนที่พวกมันโคจรรอบ

เมื่อชาร์จแบตเตอรี่จนเต็มแล้ว ลิเธียมอะตอมทั้งหมดจะอยู่ที่ด้านแอโนด (-) อะตอมเหล่านี้ประกอบด้วยนิวเคลียส (ประกอบด้วยโปรตอนหลายตัว) ซึ่งมีแรงไฟฟ้าบวก 3 และอิเล็กตรอนจะมีแรงไฟฟ้าลบ 3 (ทั้งหมด 1 เนื่องจาก 3 X 3 = 1) ... ดังนั้นอะตอมจึงมีความเสถียรด้วย 3 บวกและ 3 ลบ (ไม่ดึงดูดหรือเบี่ยงเบนอิเล็กตรอน)

เราแยกอิเลคตรอนออกจากลิเธียมซึ่งเหลือเพียงสองตัว: จากนั้นจะถูกดึงดูดไปที่ + และทะลุผ่านพาร์ติชั่น

เมื่อฉันสัมผัสระหว่างขั้ว + และ - (ดังนั้นเมื่อฉันใช้แบตเตอรี่) อิเล็กตรอนจะย้ายจากขั้ว - ไปยังขั้ว + ตามสายไฟฟ้าภายนอกแบตเตอรี่ อย่างไรก็ตาม อิเล็กตรอนเหล่านี้มาจาก "ขน" ของอะตอมลิเธียม! โดยพื้นฐานแล้ว จากอิเล็กตรอน 3 ตัวที่หมุนไปรอบๆ อิเล็กตรอน 1 ตัวถูกฉีกออกและเหลืออะตอมเพียง 2 ตัว จู่ๆ แรงทางไฟฟ้าของมันไม่สมดุลอีกต่อไปซึ่งทำให้เกิดปฏิกิริยาเคมีด้วย โปรดทราบว่าอะตอมของลิเธียมจะกลายเป็น ลิเธียมไอออนิก + เพราะตอนนี้มันเป็นบวก (3 - 2 = 1 / นิวเคลียสมีค่าเท่ากับ 3 และอิเล็กตรอนมีค่าเป็น 2 เนื่องจากเราเสียไป 1 ตัว การบวกจะได้ 0 ไม่ใช่ XNUMX เหมือนเมื่อก่อน ดังนั้น มันจึงไม่เป็นกลางอีกต่อไป)

ปฏิกิริยาเคมีที่เกิดจากความไม่สมดุล (หลังจากทำลายอิเล็กตรอนเพื่อให้ได้กระแส) จะส่งผลให้ส่ง ลิเธียมไอออน + ไปยังขั้วลบ (ขั้ว +) ผ่านผนังที่ออกแบบมาเพื่อแยกทุกอย่าง สุดท้าย อิเลคตรอนกับอิออน + จะไปอยู่ด้าน +

ในตอนท้ายของปฏิกิริยา แบตเตอรี่หมด ขณะนี้มีความสมดุลระหว่างขั้ว + และ - ซึ่งขณะนี้ป้องกันกระแสไฟฟ้าแล้ว โดยพื้นฐานแล้ว หลักการคือ ทำให้เกิดภาวะซึมเศร้าในระดับเคมี/ไฟฟ้า เพื่อสร้างกระแสไฟฟ้า เรามองว่านี่เป็นแม่น้ำ ยิ่งมีความลาดชันมาก ความเข้มข้นของน้ำที่ไหลก็จะยิ่งมีความสำคัญมากขึ้นเท่านั้น ในทางกลับกัน ถ้าแม่น้ำแบน น้ำจะไม่ไหล ซึ่งหมายความว่าแบตเตอรี่หมด

เติมเงิน?

การเติมประจุประกอบด้วยการย้อนกลับของกระบวนการโดยการฉีดอิเล็กตรอนไปในทิศทาง และดูดออกมากขึ้น (คล้ายกับการเติมน้ำในแม่น้ำเพื่อใช้การไหลของมันอีกครั้ง) ดังนั้น ทุกสิ่งในแบตเตอรี่จึงกลับมาเหมือนเดิมก่อนที่จะถูกคายประจุ

โดยพื้นฐานแล้ว เมื่อเราคายประจุ เราใช้ปฏิกิริยาเคมี และเมื่อเราชาร์จ เราจะคืนของเดิม (แต่สำหรับสิ่งนั้น คุณต้องการพลังงานและดังนั้นจึงเป็นสถานีชาร์จ)

สวมใส่?

แบตเตอรี่ลิเธียมเสื่อมสภาพเร็วกว่าแบตเตอรี่กรดตะกั่วแบบเก่าที่ใช้ในรถยนต์ของเรามานานหลายศตวรรษ อิเล็กโทรไลต์มีแนวโน้มที่จะสลายตัวเช่นอิเล็กโทรด (แอโนดและแคโทด) แต่ควรคำนึงด้วยว่าการสะสมบนอิเล็กโทรดซึ่งจะช่วยลดการถ่ายโอนไอออนจากด้านหนึ่งไปยังอีกด้านหนึ่ง ... อุปกรณ์พิเศษ ช่วยให้คุณสามารถกู้คืนแบตเตอรี่ที่ใช้แล้วโดยการปล่อยประจุด้วยวิธีพิเศษ

จำนวนรอบที่เป็นไปได้ (การคายประจุ + การชาร์จเต็ม) อยู่ที่ประมาณ 1000-1500 ดังนั้นด้วยครึ่งรอบเมื่อชาร์จใหม่จาก 50 ถึง 100% แทนที่จะเป็น 0 ถึง 100% ความร้อนยังสร้างความเสียหายอย่างร้ายแรงให้กับแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน ซึ่งมักจะร้อนขึ้นเมื่อดึงพลังงานมากเกินไป

ดูเพิ่มเติม: ฉันจะประหยัดแบตเตอรี่ในรถยนต์ไฟฟ้าได้อย่างไร

กำลังเครื่องยนต์และแบตเตอรี่ ...

พลังงานไม่ได้รับผลกระทบจากถังเชื้อเพลิงต่างจากเครื่องสร้างภาพความร้อน หากคุณมีเครื่องยนต์ 400 แรงม้า การมีถังขนาด 10 ลิตรจะไม่หยุดยั้งคุณได้รับ 400 แรงม้า แม้ว่าจะเป็นเวลาสั้นๆ ก็ตาม ... สำหรับรถยนต์ไฟฟ้า มันไม่เหมือนเดิมเลย! หากแบตเตอรี่มีกำลังไม่พอเครื่องยนต์ก็จะวิ่งได้เต็มประสิทธิภาพ ... ซึ่งเป็นกรณีที่มีบางรุ่นที่เครื่องยนต์ไม่สามารถดันให้ถึงขีดจำกัดได้ (เว้นแต่เจ้าของจะเล่นซอและเพิ่มลำกล้องขนาดใหญ่เข้าไป แบตเตอรี่!).

ตอนนี้เรามาดูกันว่า: มอเตอร์ไฟฟ้าทำงานอย่างไร

ความคิดเห็นและปฏิกิริยาทั้งหมด

สุดท้าย ความคิดเห็นที่โพสต์:

เหมา (วันที่: 2021, 03:03:15 น.)

งานดีมาก

อิลฉัน. 1 ปฏิกิริยาต่อความคิดเห็นนี้:

• ผู้บริหาร ผู้ดูแลเว็บไซต์ (2021-03-03 17:03:50): ความคิดเห็นนี้ยิ่งดี 😉

(โพสต์ของคุณจะมองเห็นได้ภายใต้ความคิดเห็นหลังการตรวจสอบ)

เขียนความคิดเห็น

คุณรู้สึกอย่างไรเกี่ยวกับตัวเลขการบริโภคที่ประกาศโดยผู้ผลิต