Quali sono i segreti delle batterie al litio?

Esistono attualmente due tipi di batterie per veicoli elettrici, che sono divise in batterie al litio ternarie e batterie al litio ferro fosfato in base alla differenza del materiale elettrodo positivo. È solo che l'attività della batteria al litio ferro fosfato è scarsa, con conseguente bassa densità di energia e incapacità di prolungare la durata della batteria, quindi scompare gradualmente alla vista.

L'attuale batteria al litio ternaria tradizionale presenta i vantaggi di un'elevata attività della batteria e una maggiore densità di energia, quindi i nuovi modelli energetici utilizzano fondamentalmente batterie al litio ternarie come meccanismi di accumulo di energia.

Indipendentemente dal tipo di batteria al litio, la sua struttura di base è la stessa. Sono composti da elettrodo positivo, elettrodo negativo, separatore ed elettrolita. La carica di una batteria al litio consiste nel generare ioni di litio carichi (equivalenti) dall'elettrodo positivo e staccare dall'elettrodo positivo, "nuotare" l'elettrolito e il separatore per raggiungere l'elettrodo negativo e incorporarlo nel materiale dell'elettrodo negativo. Il processo di scarica è esattamente l'opposto, con gli ioni di litio che "scorrono" dall'elettrodo negativo all'elettrodo positivo. In parole povere, il processo di carica e scarica di una batteria al litio è realizzato da ioni di litio che "nuotano" tra gli elettrodi positivo e negativo.

È la corrente elettrica che spinge gli ioni di litio a "nuotare" avanti e indietro. Quindi possiamo semplicemente capire la ricarica rapida come un'elica ad alta potenza dietro agli ioni di litio, che spinge rapidamente e forzatamente gli ioni di litio a "nuotare" dall'elettrodo positivo all'elettrodo negativo, mentre la ricarica lenta è un'elica a bassa potenza, con ioni di litio lentamente "Nuota" dal positivo al negativo.

Quindi perché la ricarica rapida influisce sulla batteria? Molto semplicemente, molti ioni di litio con propulsori ad alta potenza “nuotano follemente” dall'elettrodo positivo all'elettrodo negativo. Prima che l'elettrodo negativo sia atterrato (incorporato nell'elettrodo negativo), un altro ione di litio si è precipitato e due ioni di litio hanno colpito insieme "uccisi a morte" inattivati. Di conseguenza, la batteria perde uno ione di litio. Nel tempo, gli ioni di litio "morti" si accumuleranno e formeranno dendriti di litio. Si verificano molte deflagrazioni della batteria, e la maggior parte di esse è causata da dendriti di litio che penetrano nel separatore e causano cortocircuiti all'interno della batteria.

Inoltre, estendiamolo di nuovo. Perché la durata della batteria dei veicoli elettrici si riduce drasticamente alle basse temperature in inverno? Come accennato in precedenza, il processo di scarica della batteria consiste nel fatto che gli ioni di litio vengono de-intercalati dall'elettrodo negativo, e quindi "reintegrati" nell'elettrodo positivo mediante elettrolisi. A basse temperature, l'elettrolito può diventare "appiccicoso" o addirittura "congelamento". Ciò significa che il processo degli ioni di litio che "nuotano" dall'elettrodo negativo diventa più difficile e sono necessari propulsori più potenti per spingere gli ioni di litio , il che significa che la resistenza interna della batteria aumenta.

Pertanto, la batteria stessa deve consumare più energia a basse temperature, il che porta a una riduzione della potenza richiesta per guidare il veicolo. Ecco perché la durata della batteria dei veicoli elettrici si è fortemente ridotta in inverno.