Jak działa bateria litowo-jonowa?

Bateria litowo-jonowa została po raz pierwszy użyta przez Sony Energitech, a w latach 90. pojawiła się w urządzeniach elektrycznych dla konsumentów. Dziś znajdziemy ją zarówno w smartfonach, jak i w rowerach elektrycznych czy wagach kuchennych. Jej działanie jest oparte na odwracalnym zjawisku chemicznym, które umożliwia produkcję energii elektrycznej. W przeciwieństwie do wcześniej używanych baterii ołowiowych nowa technologia jest w stanie dostarczyć dziesiątki kilowatogodzin.

Obecnie inżynierowie pracują nad stworzeniem nowych baterii, wykorzystując takie minerały jak sód oraz nad ulepszeniem bieżącej technologii. Aby zadbać o swoją produkcję samochodów elektrycznych, koncern Stellantis rozwinął partnerstwo z południowokoreańskim gigantem LG. W ramach tej współpracy powstanie nowa fabryka w Ameryce Północnej, która ma zapewnić dostawy baterii do produkowanych aut.

Bateria litowo-jonowa zbudowana jest z dwóch elektrod zanurzonych w żelu nazywanym elektrolitem. Anoda zawiera lit, a katoda zrobiona jest z tlenku kobaltu (CoO2) lub fosforanu żelaza. Lit jest używany ze względu na swoją łatwość uwalniania elektronu z atomu.

Podczas wprowadzenia napędu w ruch elektrony przemieszczają się z anody do katody, wytwarzając energię elektryczną. Atomy litu po uwolnieniu elektronu stają się niepełne: przekształcają się w jony dodatnie litu, nadając tym samym nazwę baterii. Następnie opuszczają anodę i dołączają do elektrolitu.

Po dotarciu elektronów do katody zmienia się polaryzacja. Jony dodatnie litu w elektrolicie zostają przyciągnięte negatywnym ładunkiem elektronów, co powoduje przywrócenie równowagi. Tak następuje rozładowanie baterii. Natomiast podczas ponownego naładowania baterii elektrony odbywają odwrotną podróż: od katody do anody.

Główną zaletą baterii litowo-jonowej jest brak efektu pamięci. Oznacza to, że nie trzeba jej całkowicie rozładować przed ponownym naładowaniem. Dlatego samochód można podłączyć do gniazdka w dowolnym momencie, bez względu na bieżący poziom naładowania baterii. Takie baterie są też mało podatne na samoistne rozładowywanie się, dlatego można ich użyć w dowolnym momencie bez konieczności zaplanowania wcześniejszego podładowania.

Sposób działania baterii litowo-jonowej sprawia, że umożliwia ona dużą liczbę cykli ładowania, nie wymaga specjalnej konserwacji i poddaje się recyklingowi. Zdaniem niektórych jest to technologia dość przyjazna środowisku. Ostatnia zaleta tego typu baterii wynika z jej składu. Lit jest jednym z najlżejszych pierwiastków, co jest niezbędne dla ograniczenia całkowitej masy pojazdu.

Zastosowanie baterii litowo-jonowych nie jest jednak bez wad, z których główną jest dość wysoka cena tej technologii. Niektórzy zarzucają jej też ryzyko związane z przegrzaniem i wyciekami, mimo stosowania odpowiednich zabezpieczeń przed tymi problemami we wszystkich modelach. Poza tym baterie litowo-jonowe mają tendencję do zużywania się nawet w spoczynku. To dlatego modele używane marki Citroën są dokładnie testowane przed ponowną sprzedażą auta.

Istnieją sposoby, aby zachować swoją baterię litowo-jonową w dobrym stanie na dłużej. Dzięki temu możesz korzystać w pełni z zalet napędu elektrycznego przez długie miesiące.

• Regularnie korzystaj z pojazdu i staraj się jeździć płynnie, aby unikać zbyt szybkiego rozładowywania baterii.
• Jak najczęściej podłączaj baterię do ładowania, nawet jeśli brakuje jej tylko kilku procentów do pożądanego poziomu naładowania. Staraj się utrzymywać baterię naładowaną do 20–80%. Pozwoli to zachować strukturę chemiczną baterii i zapobiec jej przedwczesnemu zużyciu.
• Wybieraj wolniejsze tryby ładowania, które nie przegrzewają baterii jak szybkie ładowanie przy słupkach ekspresowych lub gniazdkach wysokiej mocy. W przypadku starzejącej się baterii wzrost temperatury o kilka stopni może doprowadzić do utraty elektrolitu. Pamiętaj też, aby po ładowaniu odczekać kilka minut przed uruchomieniem samochodu — dasz napędowi czas na ochłodzenie.