როგორ მუშაობს ელექტრო სატრანსპორტო საშუალების ლითიუმის იონური ბატარეა?
სხვა სტატიაში რომ დავინახეთ ტყვიის ბატარეის მუშაობა, რომლითაც ყველა მანქანაა აღჭურვილი, მოდით ახლა გადავხედოთ ელექტრო სატრანსპორტო საშუალების მუშაობის პრინციპს და განსაკუთრებით მის ლითიუმის ბატარეას ...
პრინცი
როგორც ნებისმიერი ტიპის ბატარეის შემთხვევაში, პრინციპი იგივე რჩება: კერძოდ, ენერგიის (აქ ელექტროენერგიის) გამომუშავება ქიმიური ან თუნდაც ელექტრული რეაქციის შედეგად, რადგან ქიმია ყოველთვის ელექტროენერგიის გვერდით არის. სინამდვილეში, თავად ატომები ელექტროენერგიისგან შედგება: ეს არის ელექტრონები, რომლებიც ბრუნავენ ბირთვის გარშემო და რომლებიც გარკვეულწილად ქმნიან ატომის „გარსს“ ან თუნდაც მის „კანს“. იმის ცოდნაც, რომ თავისუფალი ელექტრონები არის კანის მფრინავი ნაწილები, რომლებიც დროს ატარებენ ერთი ატომიდან მეორეზე გადაადგილებაში (მას მიმაგრების გარეშე), ეს მხოლოდ გამტარ მასალების შემთხვევაშია (დამოკიდებულია ელექტრონების ფენების რაოდენობაზე და ელექტრონების რაოდენობაზე. ბოლო ჭურვზე).
შემდეგ ჩვენ ვიღებთ "კანის ნაწილს" ატომებისგან (აქედან გამომდინარე, მისი ელექტროენერგიის ნაწილს) ქიმიური რეაქციის გზით ელექტროენერგიის წარმოებისთვის.
საფუძვლები
უპირველეს ყოვლისა, არის ორი პოლუსი (ელექტროდები), რომლებსაც ჩვენ ვუწოდებთ კათოდური (+ ტერმინალი: ლითიუმ-კობალტის ოქსიდში) და ანოდი (ტერმინალი -: ნახშირბადი). თითოეული ეს პოლუსი დამზადებულია მასალისგან, რომელიც ან გადახრის ელექტრონებს (-) ან იზიდავს (+). ყველაფერი დატბორილია ელექტროლიტი რაც შესაძლებელს გახდის ქიმიურ რეაქციას (მასალის გადატანა ანოდიდან კათოდში) ელექტროენერგიის გამომუშავების შედეგად. ამ ორ ელექტროდს (ანოდსა და კათოდს) შორის ჩასმულია ბარიერი მოკლე ჩართვის თავიდან ასაცილებლად.
გთხოვთ გაითვალისწინოთ, რომ ბატარეა შედგება რამდენიმე უჯრედისგან, რომელთაგან თითოეული იქმნება იმით, რაც ჩანს დიაგრამებში. თუ, მაგალითად, დავაგროვე 2 ვოლტის 2 უჯრედი, ბატარეის გამომავალზე მექნება მხოლოდ 4 ვოლტი. რამდენიმე ასეული კგ წონის მანქანის გასაშვებად, წარმოიდგინეთ რამდენი უჯრედია საჭირო...
რა ხდება ნაგავსაყრელზე?
მარჯვნივ არის ლითიუმის ატომები. ისინი დეტალურად არის წარმოდგენილი, ყვითელი გული წარმოადგენს პროტონებს, ხოლო მწვანე გული წარმოადგენს ელექტრონებს, რომელთა ორბიტაზეც მოძრაობენ.
როდესაც ბატარეა სრულად არის დამუხტული, ლითიუმის ყველა ატომი ანოდის (-) მხარესაა. ეს ატომები შედგება ბირთვისგან (რომელიც შედგება რამდენიმე პროტონისგან), რომელსაც აქვს დადებითი ელექტრული ძალა 3, და ელექტრონები, რომ ჰქონდეს უარყოფითი ელექტრული ძალა 3 (სულ 1, რადგან 3 X 3 = 1). ... მაშასადამე, ატომი სტაბილურია 3 დადებითი და 3 უარყოფითი (ის არ იზიდავს და არ ახვევს ელექტრონებს).
ლითიუმს ვაშორებთ ელექტრონს, რომელიც თურმე მხოლოდ ორია: შემდეგ ის იზიდავს + და გადის დანაყოფში.
როდესაც მე ვამყარებ კონტაქტს + და - ტერმინალებს შორის (ასე რომ, როდესაც ვიყენებ ბატარეას), ელექტრონები გადაადგილდებიან - ტერმინალიდან + ტერმინალში ბატარეის გარე ელექტრული მავთულის გასწვრივ. თუმცა ეს ელექტრონები ლითიუმის ატომების „თმიდან“ მოდის! ძირითადად, ირგვლივ ტრიალებული 3 ელექტრონიდან 1 მოწყვეტილია და ატომს მხოლოდ 2 დარჩა. უეცრად მისი ელექტრული ძალა აღარ არის დაბალანსებული, რაც ასევე იწვევს ქიმიურ რეაქციას. გაითვალისწინეთ ისიც, რომ ლითიუმის ატომი ხდება იონური ლითიუმი + რადგან ახლა ის დადებითია (3 - 2 = 1 / ბირთვი ღირს 3 და ელექტრონები 2, რადგან ერთი დავკარგეთ. მიმატებით იძლევა 1 და არა 0 როგორც ადრე. ასე რომ, ის აღარ არის ნეიტრალური).
დისბალანსის შედეგად წარმოქმნილი ქიმიური რეაქცია (ელექტრონების გატეხვის შემდეგ დენის მისაღებად) გამოიწვევს გაგზავნას ლითიუმის იონი + კათოდამდე (ტერმინალი +) კედლის გავლით, რომელიც შექმნილია ყველაფრის იზოლირებისთვის. ბოლოს ელექტრონები და იონები + მთავრდება + მხარეს.
რეაქციის დასასრულს ბატარეა დაცლილია. ახლა არის ბალანსი + და - ტერმინალებს შორის, რაც ახლა ხელს უშლის ელექტროენერგიას. ძირითადად, პრინციპი არის დეპრესიის გამოწვევა ქიმიურ / ელექტრულ დონეზე, რათა შეიქმნას ელექტრული დენა. ჩვენ შეგვიძლია მივიჩნიოთ ეს, როგორც მდინარე, რაც უფრო მეტად დახრილია, მით უფრო მნიშვნელოვანი იქნება მიედინება წყლის ინტენსივობა. მეორეს მხრივ, თუ მდინარე ბრტყელია, ის აღარ მოედინება, რაც ნიშნავს მკვდარ ბატარეას.
გადატვირთვა?
გადატვირთვა მოიცავს პროცესის შებრუნებას ელექტრონების მიმართულებით - და მეტის ამოღებას შეწოვით (ეს ცოტათი ჰგავს მდინარის წყლის შევსებას მისი დინების ხელახლა გამოსაყენებლად). ამრიგად, ბატარეაში ყველაფერი აღდგება ისე, როგორც იყო დატენვამდე.
ძირითადად, განმუხტვისას ვიყენებთ ქიმიურ რეაქციას, ხოლო როდესაც ვიტენით, ვაბრუნებთ ორიგინალურ ნივთებს (მაგრამ ამისთვის გჭირდებათ ენერგია და, შესაბამისად, დამტენი სადგური).
აცვიათ?
ლითიუმის ბატარეები ცვივა უფრო სწრაფად, ვიდრე ძველი კარგი ტყვიის მჟავა ბატარეები, რომლებიც საუკუნეების განმავლობაში იყენებდნენ ჩვენს მანქანებს. ელექტროლიტს აქვს დაშლის ტენდენცია, როგორც ელექტროდები (ანოდი და კათოდი), მაგრამ გასათვალისწინებელია ისიც, რომ ელექტროდებზე წარმოიქმნება დეპოზიტი, რომელიც ამცირებს იონების გადატანას ერთი მხრიდან მეორეზე... სპეციალური მოწყობილობები. საშუალებას გაძლევთ აღადგინოთ ნახმარი ბატარეები მათი სპეციალური დაცვით.
შესაძლო ციკლების რაოდენობა (განმუხტვა + სრული დატენვა) გათვლილია დაახლოებით 1000-1500-მდე, ასე რომ, ნახევარ ციკლით დატენვისას 50-დან 100%-მდე ნაცვლად 0-დან 100%-მდე. გათბობა ასევე სერიოზულად აზიანებს ლითიუმ-იონურ ბატარეებს, რომლებიც ცხელდება, როდესაც ისინი ძალიან დიდ ენერგიას მოიხმარენ.
აგრეთვე იხილე: როგორ დაზოგო ბატარეა ჩემს ელექტრო მანქანაში?
ძრავის სიმძლავრე და ბატარეა...
თერმული გამოსახულებისგან განსხვავებით, სიმძლავრეზე გავლენას არ ახდენს საწვავის ავზი. თუ თქვენ გაქვთ 400 ცხენის ძრავა, მაშინ 10 ლიტრიანი ავზი არ შეგიშლით ხელს 400 ცხენის ძალას, თუნდაც ძალიან მოკლე დროში... ელექტრომობილისთვის ეს სულაც არ არის იგივე! თუ ბატარეა საკმარისად მძლავრი არ არის, ძრავა ვერ იმუშავებს სრული სიმძლავრით... ეს ეხება ზოგიერთ მოდელს, სადაც ძრავა ვერასოდეს მიაღწევს თავის ზღვრამდე (თუ მფლობელი არ ტრიალდება და არ დაუმატებს დიდ კალიბრს. ბატარეა!).
ახლა მოდით გავარკვიოთ: როგორ მუშაობს ELECTRIC MOTOR
ყველა კომენტარი და რეაქცია
დერნერი კომენტარი გამოქვეყნდა:
მაო (თარიღი: 2021, 03:03:15)
ძალიან კარგი ნამუშევარი
ილ I. 1 რეაქცია (ები) ამ კომენტარზე:
- Administrator საიტის ადმინისტრატორი (2021-03-03 17:03:50): ეს კომენტარი კიდევ უკეთესია 😉
(თქვენი პოსტი გადამოწმების შემდეგ გამოჩნდება კომენტარის ქვეშ)
დაწერეთ კომენტარი
როგორ გრძნობთ მწარმოებლების მიერ გამოცხადებულ მოხმარების მაჩვენებლებს?
