Что такое силовой аккумулятор?
Аккумуляторная технология - это великое изобретение с прекрасной и долгой историей. Английский" Аккумулятор" Аккумулятор впервые появился в 1749 году. Он был впервые использован американским изобретателем Бенджамином Франклином, когда он использовал серию конденсаторов для проведения электрических экспериментов. . Он использовал разбавленную серную кислоту в качестве электролита для решения проблемы поляризации батареи и создал первую неполяризованную медно-цинковую батарею, которая может поддерживать сбалансированный ток, также известная как батарея Daniel."
В 1860 году французская компания Plante изобрела батарею, в которой в качестве электрода используется свинец, которая также является предшественницей аккумуляторной батареи; в то же время французская компания Lakeland изобрела угольно-цинковую батарею, привнеся технологию батарей в область сухих батарей.
Коммерческое использование аккумуляторных технологий началось с сухих батарей. Он был изобретен британцем Хеллерсоном в 1887 году и серийно производился в Соединенных Штатах в 1896 году. В то же время Томас Эдисон изобрел перезаряжаемую железо-никелевую батарею в 1890 году, которая также была реализована в 1910 году.
С тех пор, благодаря коммерциализации, аккумуляторные технологии открыли эру быстрого развития. Томас Эдисон изобрел щелочные батареи в 1914 году, Шлехт и Акерманн изобрели спеченные пластины для никель-кадмиевых батарей в 1934 году, а Нойманн разработал герметичный никель в 1947 году. Кадмиевые батареи, Лью Урри (Energizer) разработал маленькие щелочные батареи в 1949 году, открыв эру щелочные батареи.
После начала 1970-х годов технология аккумуляторов пострадала от энергетического кризиса и постепенно развивалась в направлении физической силы. В дополнение к непрерывному развитию технологий солнечных элементов, появившемуся в 1954 году, постепенно были изобретены и коммерциализированы литиевые батареи и никель-металлогидридные батареи.
Что такое силовой аккумулятор? Отличие его от обычных батареек
Источником энергии транспортных средств на новой энергии, как правило, служат аккумуляторные батареи. Аккумуляторная батарея на самом деле является своего рода источником энергии для транспортировки. Основные отличия его от обычных аккумуляторов:
1. Разные по своей природе
Батарея питания относится к батарее, которая обеспечивает питание для транспортировки, обычно по сравнению с небольшой батареей, которая обеспечивает энергией портативное электронное оборудование; в то время как обычная батарея представляет собой разновидность металлического лития или литиевого сплава в качестве материала отрицательного электрода с использованием неводного раствора электролита. Первичная батарея отличается от литий-ионной батареи и литий-ионной полимерной батареи.
Во-вторых, емкость аккумулятора разная
В случае новых батарей используйте измеритель разряда, чтобы проверить емкость батареи. Как правило, емкость аккумуляторных батарей составляет около 1000-1500 мАч; в то время как емкость обычных аккумуляторов превышает 2000 мАч, а некоторые могут достигать 3400 мАч.
В-третьих, мощность разряда отличается
Аккумулятор емкостью 4200 мАч может разрядить аккумулятор всего за несколько минут, но обычные аккумуляторы не могут этого сделать, поэтому разрядная емкость обычных аккумуляторов совершенно несопоставима с аккумуляторными батареями. Самая большая разница между силовым аккумулятором и обычным аккумулятором заключается в его большой мощности разряда и высокой удельной энергии. Поскольку аккумуляторная батарея в основном используется для энергоснабжения транспортных средств, ее мощность разряда выше, чем у обычных аккумуляторов.
Четыре разных приложения
Батареи, обеспечивающие приводную мощность для электромобилей, называются силовыми батареями, включая традиционные свинцово-кислотные батареи, никель-металлогидридные батареи и появляющиеся литий-ионные силовые батареи, которые подразделяются на силовые батареи силового типа (гибридные автомобили) и аккумуляторные батареи энергетического типа (чистые электромобили); Литиевые батареи, используемые в потребительских электронных продуктах, таких как мобильные телефоны и портативные компьютеры, обычно вместе именуются литиевыми батареями, чтобы отличить их от силовых батарей, используемых в электромобилях.
Текущие основные типы силовых аккумуляторов
Технология свинцово-кислотных аккумуляторов, технология никель-водородных аккумуляторов, технология топливных элементов и технология литиевых аккумуляторов по-прежнему остаются основными технологиями на рынке.
Свинцово-кислотные аккумуляторы
Свинцово-кислотные аккумуляторы имеют самую долгую историю применения и самые передовые технологии. Это аккумулятор с самой низкой стоимостью и самой низкой ценой, достигший массового производства. Среди них герметичная свинцово-кислотная аккумуляторная батарея (VRLA), которая когда-то стала важной автомобильной аккумуляторной батареей, которая использовалась в электромобилях и HEV, разработанных многими европейскими и американскими автомобильными компаниями, такими как Saturn и EVI, разработанными GM в г. 1980-е и 1990-е годы соответственно. Электромобили и др.
Однако свинцово-кислотные батареи имеют низкую удельную энергию, короткое время автономной работы, высокую скорость саморазряда и малый срок службы; их основной свинец в сырье - тяжелый, и загрязнение окружающей среды тяжелыми металлами может происходить во время производства и переработки. Поэтому в настоящее время свинцово-кислотные батареи в основном используются для устройств зажигания при запуске автомобилей и небольшого оборудования, такого как электрические велосипеды.
NiMH аккумуляторы
Батареи Ni / MH обладают хорошей устойчивостью к перезарядке и переразряду. Нет проблемы загрязнения тяжелыми металлами, и не будет увеличения или уменьшения электролита во время рабочего процесса, что может обеспечить герметичную конструкцию и не требует обслуживания. По сравнению со свинцово-кислотными и никель-кадмиевыми батареями, никель-водородные батареи имеют более высокую удельную энергию, удельную мощность и срок службы.
Недостатком является то, что аккумулятор имеет плохой эффект памяти, и по мере прохождения цикла зарядки и разрядки сплав для хранения водорода постепенно теряет свою каталитическую способность, и внутреннее давление аккумулятора будет постепенно увеличиваться, что влияет на использование аккумулятора. аккумулятор. Кроме того, высокая цена на металлический никель также ведет к увеличению затрат.
Что касается основных материалов, никель-металлогидридные батареи в основном состоят из положительного электрода, отрицательного электрода, сепаратора и электролита. Положительный электрод - никелевый электрод (Ni (OH) 2); отрицательный электрод обычно использует гидрид металла (MH); электролит в основном жидкий, а основной компонент - водород. Оксид калия (КОН). В настоящее время исследования никель-водородных аккумуляторов в основном сосредоточены на материалах положительных и отрицательных электродов, а технологические исследования и разработки являются относительно зрелыми.
Ni-MH аккумуляторы для транспортных средств производятся и используются массово, и они являются наиболее широко используемым типом аккумуляторов для транспортных средств при разработке гибридных транспортных средств. Наиболее типичным представителем является Toyota Prius, которая в настоящее время является крупнейшим серийным гибридным автомобилем. PEVE, совместное предприятие Toyota и Panasonic, в настоящее время является крупнейшим в мире производителем никель-водородных аккумуляторных батарей.
Теперь, когда никель-металлогидридные батареи вышли из рядов основных силовых батарей, почему Toyota придерживается позиции никель-металлогидридных батарей?
Это говорит о самом большом преимуществе никель-металлгидридных аккумуляторов: сверхпрочности!
Однажды известные американские автомобильные СМИ провели сравнительный тест на Prius первого поколения, который эксплуатировался десять лет. Результаты испытаний показывают, что после 10 лет пробега 330 000 километров на модели Prius первого поколения с никель-металлогидридными батареями, сравнивая их с данными нового автомобиля, показатели расхода топлива и мощности остаются на одном уровне. Гибридная система и никель-металлгидридный аккумулятор все еще работают нормально.
Кроме того, даже после пробега 330 000 километров за десять лет использования у Prius первого поколения никогда не было проблем с никель-металлогидридным аккумулятором. Десять лет назад люди сомневались в том, что снижение емкости аккумулятора сильно повлияет на расход топлива и мощность. Не было и' С этой точки зрения, у японцев, которые всегда были строгими и консервативными, есть свои уникальные причины их любви к никель-водородным батареям.
Топливный элемент
Топливный элемент - это устройство для выработки энергии, которое напрямую преобразует химическую энергию топлива и окислителя в электрическую энергию. Топливо и воздух подаются в топливный элемент отдельно, и вырабатывается электричество. Снаружи у него есть положительные и отрицательные электроды, электролиты и т. Д., Как у батареи, но на самом деле он не может" хранить" но электростанция «ГГ».
По сравнению с обычными химическими батареями топливные элементы могут дополнять топливо, обычно водород. Некоторые топливные элементы могут использовать метан и бензин в качестве топлива, но они обычно ограничиваются промышленными применениями, такими как электростанции и вилочные погрузчики. Основной принцип водородного топливного элемента - обратная реакция электролиза воды. Водород и кислород подаются на анод и катод соответственно. После того, как водород диффундирует через анод и вступает в реакцию с электролитом, электроны попадают на катод через внешнюю нагрузку.
Принцип работы водородного топливного элемента: подача водородного газа на анодную пластину (отрицательный электрод) топливного элемента. После воздействия катализатора (платины) электрон в атоме водорода отделяется, и ион водорода (протон), потерявший электрон, проходит через протон. Обменная мембрана достигает катодной пластины (положительного электрода) топливного элемента, и электроны не могут проходить через протонообменную мембрану. Этот электрон может пройти только через внешнюю цепь, чтобы достичь катодной пластины топливного элемента, тем самым генерируя ток во внешней цепи.
После того, как электроны достигают катодной пластины, они рекомбинируют с атомами кислорода и ионами водорода с образованием воды. Поскольку кислород, подаваемый на катодную пластину, может быть получен из воздуха, до тех пор, пока на анодную пластину непрерывно подается водород, катодная пластина снабжается воздухом, а водяной пар отводится вовремя, электрическая энергия может подаваться непрерывно. поставляется.
Электроэнергия, вырабатываемая топливным элементом, подается на электродвигатель через инверторы, контроллеры и другие устройства, а затем колеса приводятся во вращение через систему трансмиссии, ведущую ось и т. Д., Так что транспортное средство может двигаться по дороге. По сравнению с традиционными транспортными средствами эффективность преобразования энергии автомобилей на топливных элементах достигает 60–80%, что в 2–3 раза выше, чем у двигателей внутреннего сгорания.
Топливом топливного элемента является водород и кислород, а продуктом - чистая вода. Он не производит оксид углерода и диоксид углерода, а также не выделяет серу и твердые частицы. Следовательно, автомобили на водородных топливных элементах - это автомобили с действительно нулевым выбросом и нулевым загрязнением, а водородное топливо - идеальный источник энергии для транспортных средств!
