Comment fonctionne une batterie lithium-ion pour véhicule électrique ?

Après avoir vu dans un autre article le travail de la batterie au plomb dont toutes les voitures sont équipées, intéressons-nous maintenant au principe de fonctionnement d'un véhicule électrique et surtout de sa batterie au lithium...

Prince

Comme pour tout type de batterie, le principe reste le même : à savoir générer de l'énergie (ici de l'électricité) à la suite d'une réaction chimique voire électrique, car la chimie côtoie toujours l'électricité. En fait, les atomes eux-mêmes sont constitués d'électricité : ce sont les électrons qui gravitent autour du noyau et qui forment en quelque sorte la « coquille » de l'atome, voire sa « peau ». Sachant aussi que les électrons libres sont des morceaux de peau volants qui passent leur temps à se déplacer d'un atome à l'autre (sans s'y attacher), c'est uniquement dans le cas des matériaux conducteurs (dépend du nombre de couches d'électrons et du nombre d'électrons par dernier projectile).

Nous prélevons ensuite un "morceau de peau" des atomes (d'où une partie de son électricité) par une réaction chimique pour produire de l'électricité.

bases

Tout d'abord, il y a deux pôles (électrodes) que nous appelons cathode (+ borne : en oxyde de lithium-cobalt) et anode (terminal - : carbone). Chacun de ces pôles est constitué d'un matériau qui dévie les électrons (-) ou attire (+). Tout est inondé électrolyte qui permettra une réaction chimique (transfert de matière de l'anode à la cathode) résultant de la génération d'électricité. Une barrière est insérée entre ces deux électrodes (anode et cathode) pour éviter les courts-circuits.

Veuillez noter que la batterie est constituée de plusieurs cellules, chacune étant formée par ce qui est visible sur les schémas. Si, par exemple, je stocke 2 cellules de 2 volts, je n'aurai que 4 volts en sortie de batterie. Pour mettre en mouvement une voiture de plusieurs centaines de kg, imaginez combien de cellules sont nécessaires...

Que se passe-t-il à la décharge ?

À droite, des atomes de lithium. Ils sont présentés en détail, le cœur jaune représentant les protons et le cœur vert représentant les électrons autour desquels ils orbitent.

Lorsque la batterie est complètement chargée, tous les atomes de lithium se trouvent du côté de l'anode (-). Ces atomes sont constitués d'un noyau (constitué de plusieurs protons), qui a une force électrique positive de 3, et des électrons, pour avoir une force électrique négative de 3 (1 au total, car 3 X 3 = 1). ... Par conséquent, l'atome est stable avec 3 positifs et 3 négatifs (il n'attire ni ne dévie les électrons).

On détache un électron du lithium, qui s'avère n'être qu'à deux : alors il est attiré par + et traverse la cloison.

Lorsque j'établis un contact entre les bornes + et - (donc lorsque j'utilise une batterie), les électrons vont se déplacer de la borne - à la borne + le long du fil électrique externe à la batterie. Or, ces électrons proviennent des "cheveux" des atomes de lithium ! En gros, sur les 3 électrons qui tournent, 1 est arraché et l'atome n'en reste plus que 2. Du coup, sa force électrique n'est plus équilibrée, ce qui provoque aussi une réaction chimique. Notez également que l'atome de lithium devient lithium-ion + car maintenant c'est positif (3 - 2 = 1 / Le noyau vaut 3 et les électrons valent 2, puisqu'on en a perdu un. L'addition donne 1, et non 0 comme avant. Donc ce n'est plus neutre).

La réaction chimique résultant du déséquilibre (après avoir cassé des électrons pour générer du courant) entraînera l'envoi lithium-ion + à la cathode (borne +) à travers la paroi destinée à tout isoler. Au final, les électrons et les ions + se retrouvent du côté +.

A la fin de la réaction, la batterie est déchargée. Il y a maintenant un équilibre entre les bornes + et -, ce qui empêche désormais l'électricité. A la base, le principe est d'induire une dépression au niveau chimique/électrique afin de créer un courant électrique. On peut considérer cela comme une rivière, plus elle est en pente, plus l'intensité de l'écoulement de l'eau sera importante. En revanche, si la rivière est plate, elle ne coulera plus, ce qui signifie une batterie à plat.

Recharger?

La recharge consiste à inverser le processus en injectant des électrons dans une direction - et en en retirant davantage par aspiration (c'est un peu comme refaire le plein d'eau d'une rivière pour réutiliser son débit). Ainsi, tout dans la batterie est restauré tel qu'il était avant qu'il ne soit déchargé.

En gros, quand on décharge, on utilise une réaction chimique, et quand on recharge, on retourne les choses d'origine (mais pour ça il faut de l'énergie et donc une borne de recharge).

Porter?

Les batteries au lithium s'usent plus vite que les bonnes vieilles batteries au plomb utilisées dans nos voitures depuis des siècles. L'électrolyte a tendance à se décomposer, comme les électrodes (anode et cathode), mais il faut aussi tenir compte du fait qu'un dépôt se forme sur les électrodes, ce qui réduit le transfert d'ions d'un côté à l'autre... Dispositifs spéciaux permettent de récupérer les batteries usagées en les déchargeant d'une manière particulière.

Le nombre de cycles possibles (décharge + recharge complète) est estimé à environ 1000-1500, de sorte qu'avec un demi-cycle lors de la recharge de 50 à 100% au lieu de 0 à 100%. Le CHAUFFAGE endommage également gravement les batteries lithium-ion, qui ont tendance à chauffer lorsqu'elles consomment trop d'énergie.

Voir aussi : Comment économiser la batterie de ma voiture électrique ?

Puissance moteur et batterie...

Contrairement à une caméra thermique, la puissance n'est pas affectée par le réservoir de carburant. Si vous avez un moteur de 400 cv, alors avoir un réservoir de 10 litres ne vous empêchera pas d'avoir 400 cv, même si c'est pour très peu de temps... Pour un véhicule électrique, ce n'est pas du tout pareil ! Si la batterie n'est pas assez puissante, le moteur ne pourra pas tourner à pleine puissance... C'est le cas de certains modèles où le moteur ne peut jamais être poussé à sa limite (sauf quand le propriétaire tripote et ajoute un gros calibre batterie!).

Voyons maintenant : comment fonctionne le MOTEUR ÉLECTRIQUE

Tous les commentaires et réactions

Derernier commentaire posté :

mao (Date : 2021, 03:03:15)

très bon travail

Il I. 1 réaction(s) à ce commentaire :

• administrateur ADMINISTRATEUR DU SITE (2021-03-03 17:03:50) : Ce commentaire est encore mieux 😉

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