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INGENIERIA MECANICA AUTOMOTRIZ Electrónica Automotriz

Baterías de Gel y Grafeno

INTEGRANTES  Jorge Morocho  Jonathan Sibri

 Danilo Pillacela  Paul Alvarez  Leonardo Morocho

 Objetivos  General

 Investigar a cerca de las baterías de grafeno y gel  Específicos

 Describir la composición y estructura de las baterías de gel y grafeno

 Conocer las ventajas y desventajas de dichas baterías

Introducción  Una batería es un dispositivo que almacena energía química para ser liberada después en forma de energía eléctrica en el momento que se necesite de la misma. Cuando la batería se conecta a un consumo externo de corriente, como un motor, la energía química se convierte en energía eléctrica y fluye a través del circuito. Las funciones de las baterías automotrices son:  Proporcionar energía al motor de arranque, el sistema de inyección y el sistema de ignición, para encender el motor.

 Ofrecer energía adicional cuando la demanda eléctrica del vehículo excede la que puede proporcionar el alternador.  Proteger el sistema eléctrico, estabilizando la tensión y compensando o reduciendo las variaciones que pudieran ocurrir dentro del sistema

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Batería de Gel

En las baterías de gel, el electrolito se encuentra ligado a una masa gelatinosa, tipo gel. Hoy en día este tipo de baterías son muy usadas nuevos sistemas automotrices.

Composición  Esta compuesta de acido silícico al acido sulfúrico.  Cuando la batería o unos de sus componentes se terminan, el sistema no funciona.

Funcionamiento  La batería de gel funciona similar a una batería de plomo-acido, realiza la misma reacción química.  A deferencia de las otras baterías, estas baterías de gel tiene el electrolito en forma gelatinosa, por la reacción química entre el ácido silícico y el acido sulfúrico.  Este tipo de baterías se puede colocar de cualquier manera ya que esta no se derrama.

Estructura  La batería esta cerrada con una tapa. Contiene tapones no desenroscables de las celdas y el conducto de desgasificación van integrados en la tapa.

Componentes  Los componentes de una batería de gel tienen separadores enrollados. Estas disponen de una placa con sus respectivas características.

Ventajas y Desventajas  Alta resistencia a ciclos de carga y descarga; apropiadas pasa vehículos con sistema Start-stop  Ausencia de mantenimiento  Buenas propiedades arranque en frio

para

el

 Son mas resistentes a las vibraciones y permiten su inclinación sin que se derrame el electrolito.  Amigable con el medio ambiente, en caso de rotura no hay fuga o derrame de liquido.  Mínima descarga

 Alto costo

 Una sola vida util  El gel tiende a solidificarse si se lo deja de usar por un periodo largo.

Batería de Grafeno  Las baterías de grafeno fabricadas en Yecla por Graphenano acreditan una densidad de energía de 1.000 Wh/kg (vatios – hora por kilogramo) y una velocidad de carga de 100 C (culombios), mientras que una batería de iones de litio no alcanza los 180 Wh/kg y su velocidad de carga es de 3 C. Además, el grafeno tiene un efecto memoria que permite su reutilización tras un cortocircuito.

Batería de grafeno  La estructura bidimensional, los átomos se encuentran fuertemente unidos en una superficie uniforme, plana con ligeras ondulaciones de un átomo de espesor. Su configuración atómica es hexagonal. A esta particular configuración se deben las propiedades electrónicas, mecánicas y químicas excepcionales del grafeno.

Grafeno en las Baterías  Utilizada para disminuir los tiempos de carga y descarga con una rapidez de 10 veces que rápido que los ánodos de grafito que se utilizan actualmente en las baterías de litio.

Funcionamiento del grafeno en las baterías  Para crear el ánodo, en las laminas de oxido de grafeno e introdujeron intencionalmente defectos, grietas, poros. Los iones de litio pueden utilizar las grietas en el oxido de papel de grafeno para atravesar rápidamente la hoja entera, lo que significa cargas y descargas mas rápidas. Su único problema es que pierden en torno a un 20% de su capacidad tras 800 ciclos de carga y descarga.

Batería de grafeno  las baterías de grafeno tienen una velocidad de carga más rápida y una densidad de energía muchísimo más elevada que las baterías de iones de litio.  Estas baterías pueden permitir una reducción de peso del 75% respecto a las baterías habituales en los vehículos, ocupando entre un 20 y un 30% menos. Con la limitación actual de la red eléctrica es difícil hablar en términos absolutos, pero una batería de grafeno podría pesar menos de 100 kilos, ser recargada en un periodo de 10 minutos y acreditar una autonomía para un coche eléctrico estándar de 800 kilómetros. Y su costo sería un 77% más barato que las de litio.

Ventajas  No iten cargas y descargas muy rápidas, porque se calientan demasiado y se salen del rango de temperatura de funcionamiento.  No iten cargas y descargas del 100% de su capacidad.  Las baterías de grafeno iten cargas y descargas más rápidas.  sin embargo, en una batería de grafeno sí podemos utilizar toda su capacidad, llenar y vaciar por completo el depósito.  Las baterías de grafeno iten ciclos de carga 100 veces más rápidos que los de ión de litio.  Una Bateria de ion litio necesita 8 horas para cargarse, si fuese de grafeno se podría cargar en 5 minutos.

 Las baterías de grafeno es que, al ser un material flexible, las celdas de las baterías pueden tener la forma que se quiera. Ya no será necesario diseñar la plataforma

CONCLUSIONES

 Las baterías de gel son mas eficientes y seguras, para la utilización en el campo automotriz.  En cuanto a las baterías de grafeno estas pueden ser utilizadas el 100% de su energía almacenada y son utilizadas básicamente para vehículos eléctricos.