La mayoría de las baterías de automóviles eléctricos están hechas de cantidades variables de iones de litio, cobalto, níquel, manganeso, silicio y electrolitos.el separadorPero ¿qué significa eso exactamente? ¿Por qué el litio? ¿Qué iones?No tengas miedo estamos aquí para explicar de qué están hechas las baterías de los coches eléctricos.
Para empezar, establezcamos que aunque una batería Tesla y una batería Chevrolet Bolt son ambas baterías de iones de litio, eso no significa que estén hechas de la misma manera.La química de la batería tiene un gran impacto en la forma en que una batería carga y descarga, cómo gestiona el calor, la cantidad de energía que cada célula de la batería puede almacenar, y cuánto cuesta cada célula.Samsung SDI y LG siempre están tratando de ajustar su química para obtener el mejor rendimiento y los costos más bajos.
Las recetas exactas de las celdas de batería de la mayoría de los fabricantes no son información pública, ya que cada compañía tiene su fórmula patentada.Así que vamos a romper lo que son y lo que hacen, comenzando con el litio.
El litio en una batería de iones de litio ("Li-ion" para abreviar) forma el cátodo y ánodo, también conocidos como los lados positivo y negativo de una célula de batería.Los iones de litio se mueven alrededor dentro del lado positivo de la célula (catodo) y generan electrones que, siendo cargada negativamente, quiere llegar al lado negativo (ánodo) de la batería pero no puede debido al separador entre el cátodo y el ánodo.Esto significa que los electrones fluirán fuera del lado positivo de la batería, a través de su dispositivo, alimentándolo, y luego volver al ánodo.
El litio en la célula no es un litio elemental puro porque es demasiado reactivo con otros elementos para ser seguro.,En la mayoría de los casos, los fabricantes utilizan óxido de cobalto de litio en el lado del cátodo de la batería y compuestos de litio-carbono en el ánodo.
El cobalto se utiliza en las baterías por dos razones principales: primero, ofrece una excelente densidad de energía, lo que significa que cuanto más cobalto usa una célula de batería (hasta cierto punto), más electricidad puede almacenar.La otra ventaja es que el cobalto aumenta la estabilidad térmica de una batería¿Por qué es importante la estabilidad térmica? En nuestro artículo relacionado sobre los fuegos de los automóviles eléctricos, notamos que cuanto menos reactiva es una batería a los cambios de temperatura, menos propensa a la fuga térmica,y por lo tanto menos propensos a estallar en un fuego de litio difícil de apagar.
La dependencia excesiva del cobalto tiene sus inconvenientes el cobalto es considerado un elemento de tierras raras y como su nombre indica no es muy común lo que hace que sea caro de obtenerTambién tiende a encontrarse en regiones que sufren una gran inestabilidad política y social., lo que puede dar lugar a fluctuaciones desordenadas de precios y a graves abusos de los derechos humanos por parte de las empresas mineras y de los países en los que operan.
Estos problemas han llevado a los fabricantes de baterías a tratar de reducir la cantidad de cobalto en sus productos químicos.Pero también tiene sus inconvenientes..
El níquel se utiliza en las baterías para aumentar la densidad de energía de una célula, similar al cobalto.Esto puede causar una degradación del rendimiento en menos tiempo que una batería con menos níquel y más cobalto.
En primer lugar, se vende por alrededor de 18.000 a 21.000 dólares por tonelada, en comparación con el cobalto, que regularmente se vende por más de 30 dólares.000 por tonelada y tiene mayores fluctuaciones de preciosA continuación, las micro grietas que causan pérdida de rendimiento se pueden mitigar mediante el uso de un "gradiente" en la construcción del cátodo.y luego otros metales con diferentes características de rendimiento se superponen sobre él.
Mientras que el níquel y el cobalto trabajan con el litio para aumentar el almacenamiento de energía, el manganeso mantiene todo unido y estable.Es un aditivo estructural., y como tal, se utiliza en porcentajes menores que el níquel o el cobalto.
El silicio se utiliza en el ánodo junto con el litio y el carbono para aumentar la densidad de energía.esos electrones necesitarán un lugar para ir después de su viaje a través de los motores de su EVEl silicio es genial porque es estable, barato y puede contener alrededor de 10 veces más electrones que el grafito.
Sin un electrolito en una batería, no habría forma de que los electrones se muevan del ánodo al cátodo durante la carga.Hay varios tipos de electrolitos y la química puede ser compleja, pero se dividen en algunas familias diferentes.
Las soluciones acuosas son líquidas, mientras que las soluciones no acuosas no lo son.que son más estables a la temperatura y tienen mejores características de transferencia que las soluciones orgánicas acuosas y no acuosasLuego, hay electrolitos poliméricos, que usan plásticos como sus agentes de unión. Por último, tenemos electrolitos híbridos, que son híbridos de los otros tipos.
El trabajo principal del separador dentro de una célula es evitar que se produzcan cortocircuitos al separar el cátodo y el ánodo.El separador está típicamente hecho de plástico microporous y permite un poco de flujo de electrones desde el cátodo directamente al ánodoEsto es normal, pero cuando una célula se calienta demasiado, el separador actúa como una especie de fusible para la célula.Secuestrando completamente un lado de la célula del otro y con suerte evitando un incendio desagradable.
Hay mucha química avanzada que sucede dentro de la batería de un coche eléctrico.constituyen la parte más cara del vehículo y son parte de la razón por la que los TRS permanecen altos.
