按应用场景划分,电池有哪些种类?它们的性能如何?

2019-12-24      1936 次浏览

电池的突破受到众多赞扬,为了吸引媒体和消费者的关注,各类新型超级电池也层出不穷。然而,电池行业应该保持理性,下面这篇文章通过关注电池的可靠性、经济性、寿命和安全性,帮助大家了解电池的许多功能及其限制因素。


牵引车电池


轮椅、摩托车和高尔夫汽车大多使用铅酸电池。尽管铅酸很重,但它的工作原理相当好,而且只需适度的调整就可以转换到其他系统中去。


虽然锂离子电池比铅酸电池更贵,但由于寿命更长,因此循环成本更低,相对于于铅和镍电池,它的另一个优势是低维护。锂离子电池可以在任何充电状态下使用而不会产生副作用,相比之下,镍镉电池(NiCd)和镍氢电池(NiMH)偶尔需要完全放电来防止其产生记忆,而铅酸电池则需要饱和电荷来防止硫酸盐。


用于特种的超级电池


对于大型牵引系统,目前还没有经济的电池解决方案,燃烧化石燃料也是无法完全避免的事情。现代锂离子电池可提供约150Wh/kg的能量,而化石燃料的净热值(NCV)超过12000wh/kg,从这点来看,电池的能量与化石燃料相比是微不足道的。但是应该承认,在节能减排的趋势下,电池的应用仍然会有所增长。


电池特种


飞机上电池的职责是在辅助动力装置(APU)关闭或飞行中的紧急情况下为导航和应急系统供电。这时电池为制动、地面操作和启动APU提供动力,如果发动机发生故障,电池必须能够提供30分钟到3小时的能量,每架飞机必须有足够的电池动力以便飞机安全着陆。在飞行过程中,电力由发电机提供,如果需要,可以断开机上电池。


喷气式战斗机


虽然飞机上有许多不同的电池,但它们唯一的目的是启动发动机,并在发动机关闭时提供备用电源。大型飞机将继续使用化石燃料飞行,因为电池还不能用于推进引擎。小型电池驱动式飞机正尝试将其用于飞行员训练和短跳飞行,但这些目前只属于实验性的。


卫星电池


现在,锂离子电池是卫星的首选电池,它重量轻,充电方便,经久耐用,循环良好,它的自放电低,几乎不需要维护。


好奇号火星探测器使用了特殊设计的锂镍氧化物电池(LiNiCo),形成了8S2P结构(8个电池串联,2个并联),只有部分充电和放电才能延长寿命。美国国家特种航天局预计锂离子电池可以使用7年,循环寿命为3.7万次,而特种部的锂离子电池使用寿命只有40%到60%。


固定电池


对于储能电池的选择不应该只基于价格。总的来看,铅酸电池适合只需要偶尔排放的工作,液流电池和钠硫电池适用于需要集中放电的大型系统,而锂离子电池则适用于每天多次快速充电且放电时间短的中小型系统。


从传统来看,固定电池是铅酸电池。因为对于电池的尺寸和重量要求不是十分严格,当很少放电时,铅酸电池有限的循环次数不会造成问题。


暴露于高温和低温以及需要深度循环的应用程序通常使用镍镉电池。这种电池比铅酸电池更坚固,但成本大约是铅酸电池的四倍。镍镉电池是唯一一种可以在最小压力下快速充电的电池。


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