Akumulator litowo-jonowy to obecnie najczęściej stosowane źródło energii w samochodach elektrycznych. Stanowi on odpowiednik zbiornika paliwa w aucie spalinowym – magazynuje energię potrzebną do zasilania silnika elektrycznego i wszystkich pozostałych systemów pojazdu. Jego popularność wynika z wyjątkowego połączenia pojemności energetycznej, trwałości, niewielkiej masy oraz możliwości szybkiego ładowania i rozładowywania. Choć technologia ta funkcjonuje już od kilku dekad, to w motoryzacji została wykorzystana na szeroką skalę dopiero wraz z rozwojem elektromobilności.
Z technicznego punktu widzenia akumulator litowo-jonowy składa się z wielu ogniw, które zbudowane są z dwóch elektrod – dodatniej (katody) i ujemnej (anody) – oraz elektrolitu, który umożliwia przemieszczanie się jonów litu między tymi elektrodami. Podczas ładowania jony litu przemieszczają się z katody do anody i tam są magazynowane. W czasie rozładowywania – czyli jazdy samochodem – kierunek ruchu jonów się odwraca, a ich przepływ wytwarza prąd elektryczny zasilający silnik i inne systemy auta.
W samochodach elektrycznych akumulator nie składa się z pojedynczych ogniw, lecz z całych pakietów baterii, nazywanych modułami lub blokami. Te moduły są z kolei połączone w większą całość – tzw. pakiet trakcyjny, który umieszczany jest zazwyczaj pod podłogą pojazdu, dzięki czemu obniża środek ciężkości i poprawia stabilność jazdy. Całym systemem zarządza komputer pokładowy – BMS, czyli system zarządzania baterią. To on odpowiada za monitorowanie napięcia, temperatury, stopnia naładowania oraz równomierne obciążenie poszczególnych ogniw. Dzięki niemu bateria może działać w optymalnych warunkach i zachować wysoką trwałość przez wiele lat.
Akumulatory litowo-jonowe wyróżniają się wysoką gęstością energii, czyli zdolnością do magazynowania dużej ilości prądu w stosunkowo niewielkiej masie. To właśnie ten parametr decyduje o tym, że pojazdy elektryczne mogą osiągać zasięg przekraczający trzysta czy czterysta kilometrów. Ponadto, technologia litowo-jonowa dobrze znosi częste cykle ładowania i rozładowywania, co ma kluczowe znaczenie w codziennej eksploatacji. Współczesne baterie wytrzymują nawet kilkaset tysięcy kilometrów przebiegu, zanim ich pojemność zauważalnie spadnie.
Mimo wielu zalet, akumulatory tego typu nie są pozbawione ograniczeń. Jednym z nich jest wrażliwość na skrajne temperatury. Zarówno bardzo niskie, jak i wysokie temperatury mogą obniżać wydajność ogniw, dlatego wiele samochodów wyposażonych jest w system aktywnego chłodzenia i ogrzewania baterii. Drugą kwestią jest zużycie – z biegiem lat pojemność akumulatora stopniowo maleje, choć dzięki nowoczesnym układom zarządzania spadek ten jest powolny i często niemal niezauważalny przez pierwsze pięć do dziesięciu lat użytkowania.
Ładowanie baterii odbywa się poprzez dostarczenie prądu elektrycznego, który porusza jony litu z jednej elektrody na drugą. W zależności od mocy ładowarki, cały proces może trwać od kilkudziesięciu minut (w przypadku szybkiego ładowania DC) do kilkunastu godzin (przy ładowaniu z gniazdka domowego). W trakcie ładowania system nadzoruje temperaturę ogniw, unika ich przegrzania oraz równoważy napięcia między poszczególnymi segmentami, aby zapewnić bezpieczeństwo i trwałość całego układu.
Podsumowując – akumulator litowo-jonowy to zaawansowany system magazynowania energii, który stanowi fundament działania każdego samochodu elektrycznego. Działa poprzez przemieszczanie jonów litu między elektrodami, co pozwala gromadzić i oddawać energię z dużą sprawnością. Dzięki swojej pojemności, trwałości i możliwości szybkiego ładowania, jest obecnie najlepszym rozwiązaniem dostępnym na rynku. Jego rozwój i dalsze udoskonalanie mają kluczowe znaczenie dla przyszłości motoryzacji i popularyzacji napędów zeroemisyjnych.
