La ora actuală, bateria litiu-ion echipează aproape toate automobilele electrice de pe piață. Dar cum funcționează acest tip de baterie?

În cuda expansiunii segmentului electric, funcționarea automobilelor electrificate și ce presupune o baterie litiu-ion sunt detalii încă prea puțin cunoscute, în ciuda faptului că această tehnologie este deja foarte răspândită la nivel global. Performanța și densitatea energetică, de pildă, sunt elemente cruciale pentru o baterie. Dar cum funcționează și care sunt avantajele și dezavantajele acesteia? Un posibil răspuns, în rândurile de mai jos…

Trebuie spus de la bun început că toate bateriile, indiferent de tehnologia lor, se bazează pe același principiu. Sunt formate din celule electrochimice care stochează și eliberează energie. Fiecare celulă este formată din doi electrozi, anodul (de obicei grafit) și catodul (deseori compus din oxizi de litiu). Aceștia sunt separați de un electrolit, o substanță conductoare, care permite trecerea ionilor de la unul la altul. Când bateria se încarcă, ionii de litiu migrează de la catod la anod prin electrolit, în timp ce electronii urmează o cale externă pentru a echilibra această migrație.

În schimb, în ​​timpul descărcării, acești ioni revin la catod, eliberând astfel energia stocată sub formă de curent electric. Acest curent este inițial continuu și trebuie transformat în curent alternativ, pentru a alimenta motorul electric. Un rol asigurat de invertor.

Succesul bateriilor litiu-ion în industria auto se bazează pe mai mulți factori. Principala lor calitate este densitatea energetică: oferă o stocare semnificativă a energiei electrice, rămânând în același timp relativ compacte și ușoare, un atu esențial pentru vehiculele electrice care trebuie să aibă optimizate greutatea și autonomia.

Spre deosebire de bateriile mai vechi, plumb-acid sau nichel-cadmiu, acestea nu suferă de ”efectul memoriei”, ceea ce înseamnă că își păstrează capacitatea maximă chiar și după cicluri repetate de încărcare parțială.

Un alt avantaj: durata lor de viață îmbunătățită. Datorită sistemelor avansate de management electronic, aceste baterii pot rezista ani de zile înainte ca degradarea capacității lor să devină semnificativă. În plus, recuperarea energiei la frânare, prezentă pe numeroase modele hibride și electrice, îmbunătățește eficiența și contribuie la extinderea autonomiei.

Cu toate acestea, în ciuda avantajelor lor, bateriile litiu-ion au și dezavantaje. În primul rând, sunt sensibile la căldură: dacă temperatura devine prea ridicată, riscă să se supraîncălzească sau chiar să ia foc. De aceea sunt dotate sistematic cu sisteme de monitorizare termică și dispozitive de siguranță pentru a preveni orice risc de incendiu.

O altă problemă majoră se referă la amprenta asupra mediului. Extracția litiului și a altor metale prețioase necesare pentru fabricarea bateriilor (cum ar fi cobaltul și nichelul) pune probleme ecologice și sociale. Mai mult, reciclarea lor rămâne complexă și costisitoare, chiar dacă se înregistrează progrese pentru îmbunătățirea recuperării materialelor și limitarea deșeurilor.

Confruntați cu aceste provocări, cercetătorii explorează noi soluții. Tehnologia, fără îndoială, va înregistra progrese spectaculoase în viitorul pe termen mediu și lung, inclusiv în privința bateriilor. De pildă bateriile cu stare solidă (solid state), care în prezent sunt în curs de dezvoltare, promit o mai mare siguranță și o densitate energetică îmbunătățită.