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Capacidad de la batería
Las baterías están formadas por tres componentes básicos: un ánodo, un cátodo y un electrolito. A menudo se utiliza un separador para evitar que el ánodo y el cátodo se toquen, si el electrolito no es suficiente. Para almacenar estos componentes, las pilas suelen tener algún tipo de carcasa.
En una pila, la reacción química entre el ánodo y el electrolito provoca una acumulación de electrones en el ánodo. Estos electrones quieren pasar al cátodo, pero no pueden atravesar el electrolito o el separador.
En las pilas, la reacción química dentro o alrededor del cátodo utiliza los electrones producidos en el ánodo. La única manera de que los electrones lleguen al cátodo es a través de un circuito, externo a la pila.
El electrolito es la sustancia, a menudo un líquido o gel, que es capaz de transportar iones entre las reacciones químicas que se producen en el ánodo y el cátodo. El electrolito también inhibe el flujo de electrones entre el ánodo y el cátodo, de modo que los electrones fluyen más fácilmente a través del circuito externo que a través del electrolito.
Componentes de la batería del coche
Terminal/casquillo de la batería: Los terminales se conectan a la correa positiva y a la correa negativa de las celdas finales, y son el punto de interconexión entre la batería y el sistema eléctrico del vehículo. Ácido de la batería: El ácido es una solución de alta pureza de ácido sulfúrico y agua. Correa de fundición para baterías: Las correas de fundición se sueldan a la parte superior de cada elemento para proporcionar una conexión eléctrica a los terminales. Placa negativa de la batería: La placa negativa contiene una rejilla metálica con material activo de plomo esponjoso. Separador de la batería: El separador es un material de polietileno que separa las placas positivas de las negativas para proporcionar un flujo eficiente de la corriente eléctrica. Placa positiva de la batería: La placa positiva contiene una rejilla metálica con material activo de dióxido de plomo. Tapa de la batería: La tapa está hecha de resina de polipropileno y sellada a la caja de la batería. Estuche de la batería: El estuche es de resina de polipropileno y contiene las placas de la batería, las correas fundidas y el electrolito. Está diseñada para minimizar el impacto de las vibraciones y prolongar la vida útil de la batería. Placas de la batería: El elemento consiste en placas positivas y negativas apiladas y alternadas. Las placas están conectadas en la parte superior por una correa de fundición que está soldada a las placas. Los elementos encajan en las celdas individuales de cada batería. Pasta de la batería: La pasta es una mezcla de óxido de plomo que crea dióxido de plomo y plomo esponjoso. Se adhiere a las rejillas positiva y negativa de la batería.
Componentes de la batería de litio
Hay tres componentes principales de una pila: dos terminales hechos de diferentes sustancias químicas (normalmente metales), el ánodo y el cátodo; y el electrolito, que separa estos terminales. El electrolito es un medio químico que permite el flujo de carga eléctrica entre el cátodo y el ánodo. Cuando se conecta un dispositivo a una batería -una bombilla o un circuito eléctrico- se producen reacciones químicas en los electrodos que crean un flujo de energía eléctrica hacia el dispositivo.
Más concretamente: durante una descarga de electricidad, la sustancia química en el ánodo libera electrones al terminal negativo e iones en el electrolito a través de lo que se llama una reacción de oxidación. Mientras tanto, en el terminal positivo, el cátodo acepta electrones, completando el circuito para el flujo de electrones. El electrolito está ahí para poner en contacto las diferentes sustancias químicas del ánodo y del cátodo, de manera que el potencial químico pueda equilibrarse de un terminal al otro, convirtiendo la energía química almacenada en energía eléctrica útil. “Estas dos reacciones se producen simultáneamente”, explica Allanore. “Los iones transportan la corriente a través del electrolito mientras los electrones fluyen en el circuito externo, y eso es lo que genera una corriente eléctrica”.
Principio de la batería
Resumen: Las baterías de iones de litio son el tipo de batería dominante para aplicaciones en vehículos. Existen muchas variaciones de baterías de iones de litio que utilizan diferentes materiales de electrodos y electrolitos. Con el objetivo de mejorar la autonomía y reducir los costes de los vehículos eléctricos, la tecnología de las baterías ha experimentado importantes avances centrados en la mejora de la capacidad y la seguridad de las mismas, al tiempo que se minimiza el aumento de masa y se reduce el coste.
La batería es, sin duda, el componente más importante de un vehículo eléctrico con batería (BEV). La tecnología de las baterías ha experimentado avances significativos desde la década de los noventa, ya que se ha prestado mayor atención a la mejora de la autonomía y a la reducción de los costes de los vehículos eléctricos de batería. Gran parte de la atención se ha centrado en mejorar la capacidad y la seguridad de las baterías, al tiempo que se minimiza el aumento de la masa y se reduce el coste.
La figura 1 muestra algunos detalles de una típica célula de batería de iones de litio. Los principales componentes son un ánodo de grafito, un cátodo de óxido metálico de litio y un electrolito. En esta ilustración, el cátodo es de óxido de cobalto y litio (LCO), LiCoO2, pero también son posibles otros materiales para el cátodo. El ánodo incorpora un colector de corriente de cobre y el cátodo un colector de corriente de aluminio. En este ejemplo, se utiliza un electrolito líquido de una sal de litio y un disolvente orgánico (por ejemplo, sal LiPF6 con electrolito de carbonato de etileno). Un separador, como una membrana polimérica microporosa (por ejemplo, son comunes las resinas de poliolefina como el polietileno (PE), el polipropileno (PP) o sus compuestos), impide el contacto físico de los electrodos al tiempo que permite el intercambio de iones de litio entre los mismos. Varias celdas se empaquetan juntas para formar un paquete de baterías.