La maggior parte delle batterie per auto elettriche sono costituite da diverse quantità di ioni di litio, cobalto, nichel, manganese, silicio ed elettroliti.il separatoreMa cosa significa esattamente? Perché il litio? Quali ioni?Non abbiate paura. Siamo qui per spiegarvi di cosa sono fatte le batterie delle auto elettriche..
Per cominciare, affermiamo che anche se una batteria Tesla e una batteria Chevrolet Bolt sono entrambe batterie agli ioni di litio, questo non significa che siano fatte allo stesso modo.La chimica della batteria ha un enorme impatto sul modo in cui una batteria si carica e si scarica, come gestisce il calore, quanta energia può immagazzinare ogni cella della batteria, e quanto costa ogni cella.Samsung SDI e LG stanno sempre cercando di modificare la loro chimica per ottenere le migliori prestazioni e i costi più bassi.
Le ricette esatte per le celle delle batterie della maggior parte dei produttori non sono informazioni pubbliche, poiché ogni azienda ha la sua formula proprietaria.Quindi facciamo una descrizione di cosa sono e cosa fanno., a cominciare dal litio.
Il litio in una batteria agli ioni di litio ("Li-ion" in breve) costituisce il catodo e l'anodo, ovvero i lati positivo e negativo di una cella della batteria.Gli ioni di litio si muovono all'interno del lato positivo della cella (cathode) e generano elettroni che, essendo caricati negativamente, vogliono arrivare al lato negativo (anodo) della batteria ma non possono a causa del separatore tra il catodo e l'anodo.Questo significa che gli elettroni fluiranno fuori dal lato positivo della batteria, attraverso il tuo dispositivo, alimentandolo, e poi tornando all'anodo.
Il litio nella cella non è puro litio elementare perché è troppo reattivo con altri elementi per essere sicuro.,In molti casi, i produttori usano ossido di cobalto di litio sul lato catodo della batteria e composti di litio-carbonio sull'anodo.
Il cobalto viene utilizzato nelle batterie per due ragioni principali: in primo luogo offre un'eccellente densità energetica, il che significa che più cobalto usa una cella della batteria (fino a un certo punto), più elettricità può immagazzinare.L'altro vantaggio è che il cobalto aumenta la stabilità termica di una cella della batteriaPerché la stabilità termica è importante? Nel nostro articolo relativo ai fuochi delle auto elettriche, abbiamo notato che meno una batteria è reattiva ai cambiamenti di temperatura, meno è soggetta a fuga termica,e quindi meno propensi a scoppiare in un fuoco di litio difficile da estinguere.
La dipendenza eccessiva dal cobalto ha i suoi svantaggi. e come suggerisce il nome, non è molto comune.Si trova anche in regioni che soffrono di una grande instabilità politica, che può portare a fluttuazioni dei prezzi selvagge e a gravi violazioni dei diritti umani da parte delle imprese minerarie e dei paesi in cui operano.
Questi problemi hanno indotto i produttori di batterie a cercare di ridurre la quantità di cobalto nelle loro sostanze chimiche.ma ha anche i suoi svantaggi.
Il nichel viene utilizzato nelle batterie per aumentare la densità energetica di una cella, simile al cobalto.Questo può causare un degrado delle prestazioni in un tempo più breve rispetto a una batteria con meno nichel e più cobalto.
In primo luogo, si vende per circa 18.000-21.000 dollari a tonnellata, rispetto al cobalto, che regolarmente supera i 30 dollari.000 al tonnellata e presenta fluttuazioni dei prezzi maggioriSuccessivamente, quelle micro crepe che causano perdita di prestazioni possono essere mitigate utilizzando un "gradiente" nella costruzione del catodo.e poi altri metalli con caratteristiche di prestazioni diverse sono stratificati sopra di esso.
Il terzo ingrediente principale di molte batterie è il manganese, mentre il nichel e il cobalto lavorano con il litio per aumentare lo stoccaggio dell'energia, il manganese mantiene tutto insieme e stabile.E' un additivo strutturale., e come tale, viene utilizzato in percentuali minori di nichel o cobalto.
Il silicio viene usato nell'anodo insieme al litio e al carbonio per aumentare la densità di energia.quegli elettroni avranno bisogno di un posto per andare dopo il loro viaggio attraverso i motori del vostro EVIl silicio e' ottimo perche' e' stabile, economico e puo' contenere circa 10 volte piu' elettroni della grafite.
Senza un elettrolita in una cella della batteria, non ci sarebbe modo per gli elettroni di spostarsi dall'anodo al catodo durante la ricarica.Ci sono diversi tipi di elettroliti e la chimica può diventare complessa, ma si dividono in diverse famiglie.
Le soluzioni acquose sono liquide, mentre le soluzioni non acquose non lo sono.che sono più stabili a temperatura e hanno migliori caratteristiche di trasferimento rispetto alle soluzioni organiche acquose e non acquosePoi ci sono gli elettroliti polimerici, che usano la plastica come agente di legame, e infine gli elettroliti ibridi, che sono ibridi degli altri tipi.
Il lavoro principale del separatore all'interno di una cella è quello di prevenire il verificarsi di cortocircuiti separando il catodo e l'anodo.Il separatore è tipicamente realizzato in plastica microporosa e consente un flusso di elettroni dal catodo direttamente all'anodoQuesto è normale, ma quando una cellula diventa troppo calda, il separatore agisce come una specie di fusibile per la cellula.separando completamente un lato della cella dall'altro e sperando di evitare un brutto incendio.
C'è molta chimica avanzata all'interno della batteria di un'auto elettrica.costituiscono la parte più costosa del veicolo e sono una delle ragioni per cui gli MSRP rimangono elevati.
