动力电池的种类

2019-06-20      4376 次浏览

电池技能是一项伟大的创造,有着精彩而悠久的前史,电池英文“Battery”初次呈现在1749年,它由美国创造家本杰明*富兰克林初次运用,当时他运用了一组串联的电容器来进行电学试验。


1786年,意大利解剖学家伽伐尼在做青蛙解剖时,发现生物电,并公布于学术界,1800年,伏打遭到伽伐尼青蛙试验的启发,用铜、锡、食盐水为资料成功地制造了伏打电池,1836年,英国的丹尼尔对“伏特电堆”进行了改良。他运用稀硫酸作电解液,处理了电池极化问题,制造出第一个不极化,能保持平衡电流的锌─铜电池,又称“丹尼尔电池”。


1860年,法国的普朗泰创造出用铅做电极的电池,也是蓄电池的前身;与此同时,法国的雷克兰士创造了碳锌电池,让电池技能走向了干电池范畴。


电池技能商用始于干电池,它由英国人赫勒森在1887年创造,并于1896年在美国批量出产,与此同时,ThomasEdison在1890年创造可充电的铁镍电池,也于1910年完成商业化量产。


至此今后,得力于商业化驱动,电池技能迎来了突飞猛进的年代,ThomasEdison在1914年创造碱性电池,SchlechtandAkermann在1934年创造镍镉电池烧结极板,Neumann在1947年开宣布密封镍镉电池,LewUrry(Energizer)在1949年开宣布小型碱性电池,由此迎来碱性电池年代。


进入1970年代今后,电池技能受动力危机的影响,逐渐往物理电源方向开展,除了1954年就呈现了的太阳能电池技能持续进步外,锂电池和镍氢电池也逐渐被创造和商业使用。


什么是动力电池


它与一般电池的区别


新动力轿车的动力来历一般首要是以动力电池为主。动力电池实际上就是为交通运输工具供给动力来历的一种电源。它与一般电池的首要区别为:


一、性质不同


动力电池是指为交通运输工具供给动力的电池,一般是相关于为便携式电子设备供给能量的小型电池而言;而一般电池是一种以锂金属或锂合金为负极资料,运用非水电解质溶液的一次电池,与可充电电池锂离子跟锂离子聚合物电池是不一样的。


二、电池容量不同


在都是新电池的状况下,用放电仪测验电池容量,一般动力电池的容量在1000-1500mAh左右;而一般电池的容量在2000mAh以上,有的能到3400mAh。


三、放电功率不同


一颗4200mAh的动力电池能够在短短几分钟内将电量放光,但是一般电池完全做不到,因而一般电池的放电才能完全无法与动力电池比较。动力电池与一般电池最大的差别,在于其放电功率大,比能量高。因为动力型电池首要用途为车用动力供给,所以相较于一般电池要有更高的放电功率。


四、使用不同


为电动轿车供给驱动动力的电池被称为动力电池,包括传统的铅酸电池、镍氢电池以及新兴的锂离子动力电锂电池,分为功率型动力电池(混合动力轿车)以及能量型动力电池(纯电动轿车);手机、笔记本电脑等消费电子产品运用的锂电池一般统称为锂电池,以区别于电动轿车用的动力电池。


动力电池现有首要种类


现在市场上主流技能仍以铅酸电池技能、镍氢电池技能、燃料电池技能、锂电池技能为主。


铅酸蓄电池


铅酸蓄电池的使用前史最长,技能最为老练,是本钱、售价最低廉的蓄电池,已完成大批量出产。其中阀控式密封铅酸蓄电池(VRLA)一度成为重要的车用动力电池,使用在众多欧美轿车公司开发的EV和HEV上,例如通用在20世纪80年代和90年代别离开宣布的Saturn和EVI电动轿车等。


但是,铅酸电池的比能量较低,续航时间短,自放电率高,循环寿数低;其首要原料铅的重量大,而且在出产和收回进程中或许发作重金属的环境污染。所以,现在铅酸电池首要用于轿车启动时的点火设备,以及电动自行车等小型设备。


镍氢电池


镍氢(Ni/MH)电池具有杰出的耐过充、过放才能,不存在重金属污染问题,而且在工作进程中不会呈现电解液增减现象,能够完成密封设计、免维护。与铅酸电池和镍镉电池比较,镍氢电池具有较高的比能量、比功率及循环寿数。


其缺点是电池具有的回忆效应较差,而且跟着充放电循环的进行,贮氢合金逐渐失去催化才能,电池内压会逐渐升高,影响到电池的运用。此外,镍金属昂贵的价格,也导致本钱较高。


在关键资料上,镍氢电池首要由正极、负极、隔膜和电解质构成,正极为镍电极(Ni(OH)2);负极一般选用金属氢化物(MH);电解质首要为液体,首要成份是氢氧化钾(KOH)。现在镍氢电池的研讨重点首要在正、负极资料上,其技能研制比较较老练。


车用镍氢电池已完成了批量出产和运用,是混合动力轿车研制中使用最多的车载电池类型。最典型的代表即现在混合动力轿车量产规划最大的丰田Prius。丰田与松下合资建立的PEVE公司是现在国际最大的镍氢动力电池制造商。


如今镍氢电池现阶段现已退出主流动力电池队伍,那么为何丰田还会固执己见的坚守镍氢电池的阵营呢?


这就不得不说到镍氢电池最大的优势:超强的耐用性!


从前美国著名的轿车媒体《消费者报告》对一台运用了十年后的第一代普锐斯进行了比照测验。测验结果显现,选用镍氢电池的第一代普锐斯车型在经过了10年行驶33万公里之后,将其与新车时的数据比照,无论是在油耗功能仍是在动力功能都保持在同一水平,阐明混动系统和镍氢电池组仍然工作正常。


此外,即便在运用十年跑了33万公里之后,这辆第一代普锐斯其镍氢电池组从未发作过问题,人们十年前所质疑因电池容量衰减将大幅影响油耗和动力功能的状况也没有呈现。由此看来,一向严谨保存的日本人关于镍氢电池的钟爱的确有其独特的原因。


燃料电池


燃料电池是一种将存在于燃料与氧化剂中的化学能直接转化为电能的发电设备。燃料和空气别离送进燃料电池,电就被出产出来。它从外表上看有正负极和电解质等,像一个蓄电池,但实质上它不能“储电”而是一个“发电厂”。


和一般化学电池比较,燃料电池能够弥补燃料,通常是弥补氢气。一些燃料电池能运用甲烷和汽油作为燃料,但通常是约束在电厂和叉车等工业范畴运用。氢燃料电池基本原理是电解水的逆反响,把氢和氧别离供给阳极和阴极,氢通过阳极向外扩散和电解质发作反响后,放出电子通过外部的负载抵达阴极。


氢燃料电池的工作原理是:将氢气送到燃料电池的阳极板(负极),经过催化剂(铂)的作用,氢原子中的一个电子被分离出来,失去电子的氢离子(质子)穿过质子交流膜,抵达燃料电池阴极板(正极),而电子是不能通过质子交流膜的,这个电子,只能经外部电路,抵达燃料电池阴极板,然后在外电路中发作电流。


电子抵达阴极板后,与氧原子和氢离子重新结合为水。因为供应给阴极板的氧,能够从空气中取得,因而只要不断地给阳极板供应氢,给阴极板供应空气,并及时把水蒸气带走,就能够不断地供给电能。


燃料电池宣布的电,经逆变器、控制器等设备,给电动机供电,再经传动系统、驱动桥等带动车轮滚动,就可使车辆在路上行驶。与传统轿车比较,燃料电池车能量转化效率高达60~80%,为内燃机的2~3倍。


燃料电池的燃料是氢和氧,生成物是清洁的水,它自身工作不发作一氧化碳和二氧化碳,也没有硫和微粒排出。因而,氢燃料电池轿车是真正意义上的零排放、零污染的车,氢燃料是完美的轿车动力!


氢燃料电池的特点:


1、无污染:燃料电池对环境无污染。它是通过电化学反响,而不是选用焚烧(汽、柴油)或储能(蓄电池)方式--最典型的传统后备电源计划。焚烧会释放象COx、NOx、SOx气体和粉尘等污染物。如上所述,燃料电池只会发作水和热。假如氢是通过可再生动力发作的,整个循环就是彻底的不发作有害物质排放的进程。


2、无噪声:燃料电池运行安静,噪声大约只要55dB,相当于人们正常交谈的水平。这使得燃料电池适合于室内装置,或是在室外对噪声有约束的地方。


3、高效率:燃料电池的发电效率能够到达50%以上,这是由燃料电池的转化性质决议的,直接将化学能转化为电能,不需要经过热能和机械能(发电机)的中间变换。


4、氢燃料电池车的优势毋庸置疑,下风也是显而易见。跟着科技的进步,从前困扰氢燃料电池开展的诸如安全性、氢燃料的贮存技能等问题现已逐渐攻克并不断完善,但是本钱问题依然是阻碍氢燃料电池车开展的最大瓶颈。


氢燃料电池的本钱是一般汽油机的100倍,这个价格是市场所难以承受的。另外加氢站的背面,是一整套氢动力出产和运输网络作为支撑,而国际上绝大多数国家没有意愿和空间去大力开展一种不常用动力的体系化。


特别氢动力的转化率较低,且在动力出产中会形成污染。另一方面是加氢站自身的建设要求与本钱极高,需要专门的低温设备来满足动力存储需要。现在只要日本、韩国和美国加州有较多的加氢站,而这个较多其实也就是几十所左右。


什么是动力<atarget=_blankhref='http://m.dghoppt.cn/'><b>电池</b></a>?有哪些分类


进入2017,本来有些沉寂的燃料电池轿车市场仿佛突然有了一些回暖。一方面是一向被寄予厚望的纯电动车电池技能升级接连遇到了瓶颈。而行驶路程太短和充电时间过长这两大要素仍旧制约着新动力轿车的前景。另一方面,是燃料电池轿车在多个范畴的性价比正在不断提升。本来高昂的燃料电池轿车出产本钱正在阅历快速下降。比较于处在竞争状况的中高档纯电动车,5分钟充溢燃料的体会和500km以上的路程当然更具诱惑力。


锂离子电池


车用锂离子动力电池是在一次性锂电池基础上开展起来的,是现在纯电动车用电池研制的首要方向。锂离子电池具有无回忆性、自放电率低、环保、高比能量、高比功率等诸多长处,是继镍氢电池之后,最受研制组织和轿车厂商喜爱的潜力车载电池。


锂离子电池特性


1、电压平台


锂离子电池因为选用的正负极资料不同,其单体电池的工作电压规划为3。7~4v,其中使用规划较大的磷酸铁锂单体电池工作电压为3。2v,是镍氢电池的3倍、、铅酸电池的2倍


2、比能量大


当时乘用车锂离子动力电池的能量密度接近200wh/kg,预计2020年到达300wh/kg


3、电池寿数短


因为电化学资料特性的制约,锂离子电池的循环次数没有取得打破,以磷酸铁锂为例,单体电池循环次数能够到达2000次以上,成组后仅为1000次以上。


4、对环境影响较大


锂离子电池选用轻金属锂,虽然不含汞、铅、有害重金属,被认为是绿色电池,对环境污染较小。但实际上因为其正负极资料、电解液包括镍、金属物,美国现已将锂离子电池归类为一种包括易燃、锰、反响性、浸出毒性、腐蚀性、有毒有害性的电池,是现在各类电池中包括毒性物质最多的电池,而且因为其收回再利用的工艺较为杂乱导致本钱较高,因而现在的收回再利用率不高,废弃的电池对环境影响较大


5、本钱依然较高


锂离子电池初期购置本钱高,以现在车用动力电池主流产品磷酸铁锂电池为例,价格大约在2500元/kwh,跟着电动轿车的普及,有望在2020年降低到1000元/kwh以下。


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