Анализ характеристик нескольких распространенных аккумуляторных технологий
Никель-кадмиевые и металлгидридные батареи
Оксид никеля или гидроксид никеля - положительный электрод, гидроксид калия или гидроксид натрия - электролит, а кадмий или гидрид металла - отрицательный электрод. Металлгидридные батареи были разработаны в конце 1980-х годов из электрохимической обратимости водородпоглощающих сплавов и водородоотделяющих реакций. Это ведущий продукт небольших вторичных батарей.
Литий-ионный аккумулятор
Литий-металлический литий или литиевое соединение в качестве активного материала батареи называется литий-ионной батареей, которая делится на первичную литий-ионную батарею и вторичную литий-ионную батарею.
Батареи, которые обеспечивают литий-ионную интеркаляцию и деинтеркалацию углеродных данных, могут заменить чистый литий в качестве отрицательного электрода, соединения лития в качестве положительного электрода и смешанные электролиты в качестве электролита.
Данные положительного электрода литий-ионного аккумулятора обычно состоят из активного соединения лития, в то время как отрицательный электрод представляет собой углерод с особой молекулярной структурой. Общей важной составляющей положительных данных является LiCoO2. При зарядке потенциал на северном и южном полюсах батареи заставляет соединения в положительном электроде высвобождать ионы лития, а молекулы отрицательного электрода интеркалируются в углерод в слоистой структуре. Во время разряда ионы лития отделяются от слоистого углерода и рекомбинируют с положительно заряженными соединениями. Движение ионов лития производит электрический ток.
Хотя принцип химической реакции очень прост, в реальном промышленном производстве есть много практических вопросов, которые необходимо рассмотреть: данные положительного электрода должны быть аддитивными, чтобы придерживаться многократной зарядной деятельности, а данные отрицательного электрода должны содержать больше ионов лития на уровне проектирования молекулярной структуры; Электролит, заполненный между положительным и отрицательным электродами, помимо стабильности, также обладает отличной электропроводностью для снижения сопротивления батареи.
Хотя литий-ионные аккумуляторы имеют небольшой эффект отзыва, их емкость все равно будет падать после повторной зарядки, в основном из-за изменения самих положительных и отрицательных данных. На молекулярном уровне резонаторная структура ионов лития на положительном и отрицательном электродах постепенно разрушается и затыкается. С химической точки зрения это данные активной пассивации положительного электрода и отрицательного электрода, а вторичная реакция, по-видимому, стабилизирует другие соединения. Существуют также физические условия, такие как постепенное удаление положительных данных электродов, что в конечном итоге уменьшает количество ионов лития в батарее, позволяя ей свободно перемещаться во время зарядки и разряда.
Перезарядка и разрядка могут привести к необратимому повреждению электродов литий-ионных аккумуляторов. С молекулярного уровня можно интуитивно понять, что анодные выбросы углерода приведут к чрезмерному высвобождению ионов лития и их структура слоя будет уменьшаться. Ионы лития затвердевают в структуру катодного углерода, и некоторые ионы лития больше не могут высвобождаться. Вот почему литий-ионные батареи, как правило, оснащены схемами управления зарядкой и разрядом.
топливный элемент
Устройство, которое использует топливо (например, водород или водородсодержащее топливо) и окислитель (такой как чистый кислород или кислород в воздухе) для прямого подключения для выработки электроэнергии. Он обладает характеристиками высокой эффективности, скоростью превращения электрохимической реакции более 40% и отсутствием загрязнения.
-
