Woraus bestehen die Batterien von Elektroautos?

Die meisten Elektroautobatterien bestehen aus unterschiedlichen Mengen an Lithium-Ionen, Kobalt, Nickel, Mangan, Silizium und Elektrolyten.die TrennmaschineWir haben eine Reihe von Vorteilen, die wir in diesem Fall nicht erfassen können, aber wir haben eine Reihe von Vorteilen, die wir in diesem Fall erfassen können.Keine Angst, wir sind hier, um dir zu erklären, aus was die Batterien für Elektroautos bestehen..

Zunächst wollen wir feststellen, dass obwohl eine Tesla-Batterie und eine Chevrolet Bolt-Batterie beide Lithium-Ionen-Batterien sind, das nicht bedeutet, dass sie gleich sind.Die Chemie der Batterie hat einen großen Einfluss auf die Art und Weise, wie sie geladen und entladen wird, wie es die Wärme verwaltet, wie viel Energie jede Zelle im Batteriepaket speichern kann, und wie viel jede Zelle kostet.Samsung SDI und LG versuchen immer, ihre Chemie zu optimieren, um die beste Leistung und die niedrigsten Kosten zu erzielen..

Die genauen Rezepte für die Batteriezellen der meisten Hersteller sind keine öffentlichen Informationen, da jede Firma ihre eigene Formel hat.Also lassen Sie uns zerlegen, was sie sind und was sie tun, beginnend mit Lithium.

Lithium

Das Lithium in einer Lithium-Ionen-Batterie (kurz "Li-Ionen") bildet die Kathode und Anode, auch positive und negative Seiten einer Batteriezelle genannt.Die Lithium-Ionen bewegen sich innerhalb der positiven Seite der Zelle (Kathode) und erzeugen Elektronen, die, die negativ geladen sind, wollen auf die negative Seite (Anode) der Batterie gelangen, können aber nicht wegen des Trenners zwischen Kathode und Anode.Das bedeutet, dass die Elektronen aus der positiven Seite der Batterie fließen., durch Ihr Gerät, versorgen Sie es, und dann zurück zur Anode.

Das Lithium in der Zelle ist nicht reines Lithium, weil es zu reaktiv mit anderen Elementen ist, um sicher zu sein.,In den meisten Fällen verwenden die Hersteller Lithium-Kobalt-Oxid auf der Kathodenseite der Batterie und Lithium-Kohlenstoffverbindungen auf der Anode.

Kobalt

Cobalt wird aus zwei Gründen in Batterien verwendet: Erstens bietet es eine ausgezeichnete Energiedichte, d. h. je mehr Kobalt eine Batteriezelle (bis zu einem bestimmten Punkt) verbraucht, desto mehr Strom kann sie speichern.Der andere Vorteil besteht darin, daß Kobalt die thermische Stabilität einer Batteriezelle erhöht.In unserem verwandten Artikel über Elektroauto-Brennstoffe haben wir festgestellt, dass je weniger eine Batterie auf Temperaturänderungen reagiert, desto weniger anfällig für thermische Ausbrüche ist.und daher weniger anfällig für ein schwer zu löschendes Lithiumfeuer.

Die übermäßige Abhängigkeit von Kobalt hat ihre Nachteile. Kobalt gilt als seltenes Erdstoff und ist, wie der Name schon sagt, nicht sehr verbreitet. Das macht es teuer zu beschaffen.Es ist auch in Regionen zu finden, in denen politische und gesellschaftliche Instabilität sehr hoch ist., die zu unerwarteten Preisschwankungen sowie zu erheblichen Menschenrechtsverletzungen durch Bergbauunternehmen und die Länder, in denen sie tätig sind, führen können.

Diese Probleme haben die Batteriehersteller dazu veranlasst, die Menge an Kobalt in ihren Chemikalien zu reduzieren.Aber es hat auch seine Nachteile..

Nickel

Nickel wird in Batterien verwendet, um die Energiedichte einer Zelle zu erhöhen, ähnlich wie Kobalt.Dies kann zu einer Leistungsabnahme in kürzerer Zeit führen als eine Batterie mit weniger Nickel und mehr Kobalt.

Es gibt noch viele Vorteile, Nickel zu verwenden. Erstens, es verkauft sich für etwa 18.000 bis 21.000 Dollar pro Tonne, verglichen mit Kobalt, das regelmäßig über 30 Dollar kostet.000 pro Tonne und hat größere PreisschwankungenAls nächstes können diese Mikrokrecken, die Leistungsverlust verursachen, durch die Verwendung eines "Gradienten" in der Kathodenkonstruktion gemildert werden. Dies bedeutet, dass die Mitte der Kathode meist aus Nickel besteht,und dann werden andere Metalle mit unterschiedlichen Leistungsmerkmalen darüber geschichtet..

Mangan

Während Nickel und Kobalt mit Lithium zusammenarbeiten, um die Energiespeicherung zu erhöhen, hält Mangan alles zusammen und stabil.Es ist ein Strukturzusatzstoff., und wird als solches in kleineren Prozentsätzen als Nickel oder Kobalt verwendet.

Silizium

Wenn man die Energiedichte auf der positiven Seite der Zelle mit Nickel und Kobalt erhöht, wird die Energie auf der positiven Seite der Zelle mit Nickel und Kobalt erhöht.Diese Elektronen werden einen Ort brauchen, um nach ihrer Reise durch die Motoren Ihres EV zu gehenSilizium ist großartig, weil es stabil ist, billig und etwa zehnmal so viele Elektronen wie Graphit aufnehmen kann.

Elektrolyten

Ohne einen Elektrolyt in einer Batteriezelle könnten sich Elektronen während des Ladens nicht von der Anode zur Kathode bewegen.Es gibt verschiedene Arten von Elektrolyten und die Chemie kann komplex werden, aber sie brechen sich in ein paar verschiedene Familien auf.

Wasserlösungen sind flüssig, während nicht-wasserhaltige Lösungen nicht.die bei Temperatur stabiler sind und bessere Übertragungseigenschaften aufweisen als organische wässrige und nicht wässrige LösungenAls nächstes gibt es Polymer-Elektrolyte, die Kunststoffe als Bindemittel verwenden.

Trennmittel

Die Hauptaufgabe des Trenners innerhalb einer Zelle besteht darin, durch Trennung von Kathode und Anode zu verhindern, dass Kurzschlüsse auftreten.Der Separator besteht typischerweise aus mikroporösem Kunststoff und ermöglicht einen Elektronenfluss von der Kathode direkt zur AnodeDas ist normal, aber wenn eine Zelle zu heiß wird, fungiert der Trennstoff wie eine Art Sicherung für die Zelle.Sie schließen die Zelle vollständig von der anderen Seite ab und verhindern hoffentlich ein schlimmes Feuer..

Edmunds sagt

Da viele Elektroautobatterien auf Seltenerdmetalle angewiesen sind, ist es wichtig, dass wir diese Methode nutzen.Sie bilden den teuersten Teil des Fahrzeugs und sind Teil des Grundes, warum die MSRPs hoch bleiben.