LEXO PA REKLAMA!

SHKARKO APP

Si funksionojnë bateritë elektrike dhe çfarë ndikon tek vetitë e tyre?

22 Shtator 2023, 20:57, Blog CNA

Si funksionojnë bateritë elektrike dhe çfarë ndikon tek

Në funksion të synimit për të frenuar ndryshimet e klimës, gjithnjë e më shumë njerëz po përdorin automjete elektrike, të cilat prodhojnë vetëm një pjesë të emetimeve të dioksidit të karbonit në krahasim me makinat tradicionale me naftë dhe benzinë.

Por si funksionojnë bateritë në këto makina elektrike, dhe çfarë përcakton se sa larg mund të shkojë një makinë elektrike dhe sa kohë zgjasin ato?

Bateritë e ruajnë energjinë duke përzier jonet, apo grimcat e ngarkuara me energji midis 2 pllakave të një përcjellësi të quajtur elektrodë. Përbërja e saktë kimike e elektrodave përcakton vetitë e baterive, duke përfshirë sa energji mund të ruajnë, sa kohë zgjasin dhe sa shpejt ngarkohen pas përdorimit. Secila elektrodë duhet të bëhet nga një material i ndryshëm, prandaj ka një ndryshim energjie midis skajit pozitiv dhe atij negativ të baterisë, i njohur si tension.

Por në parim të dyja materialet duhet të përmbajnë të njëjtin lloj joni në strukturën e tyre kimike pasi duhet të ruajnë, dhe më vonë t’i transferojnë ato grimca të ngarkuara nga një elektrodë në tjetrën kur bateria të jetë në punë. Por në këtë proces ekziston një pjesë përbërëse më jetike: lëngu përcjellës.

“Dy elektrodat nuk e prekin njëra-tjetrën. Nëse do të ndodhte nuk do të nxirrej dot asnjë energji e dobishme dhe bateria do të nxehej. Prandaj ato ndahen dhe midis tyre vendoset një elektrolit, një lloj lëngu përcjellës, që përmban të njëjtin jon të përbashkët”- thotë Xhef Dan,
ekspert i ruajtjes së energjisë në Universitetin Dalhauz në Kanada.

Sapo telat lidhen me baterinë, duke përfunduar mbylljen e qarkut, jonet nga elektroda me energji të lartë (terminali negativ) lëvizin përmes tretësirës së elektrolitit drejt elektrodës me energji të ulët (terminali pozitiv). Njëkohësisht, elektronet lëvizin nga ana negative në atë
pozitive përmes telave.

Kjo lëvizje e kontrolluar e grimcave të ngarkuara, i jep mundësi makinave të marrin energji nga bateria. Zakonisht makinat elektrike përdorin bateri litium-jon, të cilat i transferojnë jonet e litiumit midis elektrodave.

“Bateritë litium-jon kanë veti të jashtëzakonshme. Ato janë tepër të sintonizueshme, ndaj ne mund t’i projektojmë ato për t’iu përshtatur një aplikacioni specifik përmes zgjedhjes së materialeve për elektrodat dhe elektrolitin. Bateritë litium-nikel-mangan-kobalt-oksid (NMC) përdoren në makinat elektrike dhe janë në disa variante, në varësi të performancës që dëshironi”- thotë Dan.

Sidomos nikeli, mangani dhe kobalti përdoren në elektrodën pozitive, dhe raporti i saktë i këtyre metaleve përcakton edhe vetitë e baterisë. Prodhuesit e makinave duhet të kenë parasysh shumë faktorë konkurrues - duke përfshirë distancën e lëvizjes, jetëgjatësinë e baterisë, peshën dhe koston - për të krijuar automjetin më të përshtatshëm për klientët e tyre.

Gati të gjitha bateritë NMC përdorin të njëjtin elektrolit dhe elektrodë negative. Por kimistët mund t’i ndryshojnë më tej vetitë e baterisë duke shtuar aditivë të veçantë në këta përbërës. Rregullimi i raporteve kimike mund të ndikojë në veçori të tilla si koha e karikimit dhe temperaturat e sigurta të funksionimit.

“Bateritë me një përqindje e lartë të nikelit, garantojnë një densitet të madh energjie. Kështu ju mund të udhëtoni për një distancë të gjatë edhe me një bateri të vogël”- thekson Dan.

Dendësia e energjisë përcaktohet nga voltazhi midis dy elektrodave dhe sa jone litium mund të mbajë materiali. Elektrodat me nikel, formojnë një strukturë kristalore, ku mund të grumbullohen më shumë
jone litiumi. “Ato janë më të shtrenjta, dhe jetëgjatësia e baterisë do të jetë më e pakët se sa tek materialet me një nivel më të ulët të nikelit. Nga ana tjetër, mangani është 20 herë më i lirë, por dendësia e energjisë është më e ulët, ndaj distanca që përshkohet me një karikim
do të jetë më e vogël”- thekson eksperti.

Roli i kobaltit është disi më i ndërlikuar, por mendohet se një sasi e vogël ndihmon elektrodat të shkëmbejnë në mënyrë efikase grimcat e ngarkuara me elektrolitin. Por sa kohë zgjasin bateritë e automjeteve elektrike? Kompania JD Power thotë se zakonisht bateritë elektrike të
makinave zgjasin 10 deri në 20 vjet.

Por aditivët specifikë si në elektrolit po ashtu edhe në elektroda, mund ta rrisin jetëgjatësinë. Të dy përbërësit që përmbajnë squfur si etilen sulfati dhe metilen metan disulfonati dhe kripërat komplekse të elektrolitit si difluorofosfati i litiumit, e reduktojnë degradimin kimik
dhe mekanik të elektrodave.

Por faktorë të tjerë, të tillë si ngarkimi i zakonshëm i një baterie, shpejtësia e karikimit dhe temperatura mund të ndikojnë në jetëgjatësinë e baterisë. Mbajtja e një makine me karikim 0 ose 100 për qind, ose karikimi me shpejtësi të lartë zakonisht e ulin jetëgjatësinë e tyre. Kjo për shkak se këta faktorë ushtrojnë shumë presion mbi baterinë dhe rrisin “stresin mekanik” tek elektrodat./ Përshtatur nga CNA

Lajmet e fundit nga