Ce este o baterie de putere? Care este diferența dintre bateria de putere și bateria obișnuită?
Tehnologia bateriei este o mare invenție cu o istorie minunată și lungă. Limba engleză"Battery" a bateriei a apărut pentru prima dată în 1749. A fost folosit pentru prima dată de inventatorul american Benjamin Franklin când a folosit o serie de condensatoare pentru a efectua experimente electrice. . El a folosit acid sulfuric diluat ca electrolit pentru a rezolva problema de polarizare a bateriei și a produs prima baterie zinc-cupru nepolarizată care poate menține un curent echilibrat, cunoscută și sub numele de"bateria Daniel."
În 1860, Plante din Franța&a inventat o baterie cu plumb ca electrod, care a fost și predecesorul unei baterii de stocare; în același timp, Franța'Recrans a inventat bateria carbon-zinc, aducând tehnologia bateriilor în domeniul bateriilor uscate.
Utilizarea comercială a tehnologiei bateriilor a început cu bateriile uscate. A fost inventat de britanicul Hellerson în 1887 și produs în masă în Statele Unite în 1896. În același timp, Thomas Edison a inventat bateria reîncărcabilă fier-nichel în 1890, care a fost realizată și în 1910. Producția de masă a comercializat.
De atunci, datorită comercializării, tehnologia bateriilor a inaugurat o eră a progreselor rapide. Thomas Edison a inventat bateriile alcaline în 1914, Schlecht și Akermann au inventat plăci sinterizate pentru bateriile cu nichel-cadmiu în 1934, iar Neumann a dezvoltat nichel etanș în 1947. Bateriile cu cadmiu, Lew Urry (Energizer) a dezvoltat baterii alcaline mici în 1949, în epoca ei. baterii alcaline.
După intrarea în anii 1970, tehnologia bateriilor a fost afectată de criza energetică și s-a dezvoltat treptat în direcția puterii fizice. Pe lângă dezvoltarea continuă a tehnologiei celulelor solare care a apărut în 1954, bateriile cu litiu și bateriile nichel-hidrură metalică au fost inventate și comercializate treptat.
Ce este o baterie de putere? Diferența dintre acesta și bateriile obișnuite
Sursa de energie a vehiculelor cu energie nouă se bazează, în general, pe bateriile de putere. Bateria de alimentare este de fapt un fel de sursă de alimentare care oferă sursa de alimentare pentru transport. Principalele diferențe dintre acesta și bateriile obișnuite sunt:
1. Diferite ca natură
Bateria de putere se referă la bateria care furnizează energie pentru transport, în general relativ la bateria mică care furnizează energie pentru echipamentele electronice portabile; în timp ce bateria obișnuită este un fel de metal litiu sau aliaj de litiu ca material pentru electrodul negativ, folosind soluție de electrolit neapoasă. Bateria primară este diferită de bateria reîncărcabilă litiu-ion și bateria de litiu-ion polimer.
În al doilea rând, capacitatea bateriei este diferită
În cazul bateriilor noi, utilizați un contor de descărcare pentru a testa capacitatea bateriei. În general, capacitatea bateriilor de putere este de aproximativ 1000-1500mAh; în timp ce capacitatea bateriilor obișnuite este peste 2000mAh, iar unele pot ajunge la 3400mAh.
Trei, puterea de descărcare este diferită
O baterie de 4200 mAh poate descărca puterea în doar câteva minute, dar bateriile obișnuite nu o pot face deloc, astfel încât capacitatea de descărcare a bateriilor obișnuite este complet incomparabilă cu bateriile de putere. Cea mai mare diferență dintre o baterie de putere și o baterie obișnuită este puterea sa mare de descărcare și energia specifică mare. Deoarece bateria de alimentare este utilizată în principal pentru alimentarea cu energie a vehiculului, are o putere de descărcare mai mare decât bateriile obișnuite.
Patru aplicații diferite
Bateriile care furnizează puterea de antrenare a vehiculelor electrice se numesc baterii de putere, inclusiv bateriile tradiționale cu plumb-acid, bateriile nichel-hidrură metalică și bateriile de alimentare cu litiu-ion în curs de dezvoltare, care sunt împărțite în baterii de putere de tip putere (vehicule hibride) și baterii de putere de tip energetic (vehicule pur electrice); Bateriile cu litiu utilizate în produsele electronice de larg consum, cum ar fi telefoanele mobile și computerele notebook, sunt, în general, denumite în mod colectiv baterii cu litiu pentru a le diferenția de bateriile de putere utilizate în vehiculele electrice.
Principalele tipuri actuale de baterii de putere
Tehnologia bateriilor cu plumb-acid, tehnologia bateriilor nichel-hidrogen, tehnologia celulelor de combustibil și tehnologia bateriilor cu litiu sunt încă principalele tehnologii de pe piață.
Baterii plumb-acid
Bateria plumb-acid are cea mai lungă istorie de aplicații și cea mai matură tehnologie. Este bateria cu cel mai mic cost și preț și a realizat producția de masă. Printre acestea, bateria cu plumb-acid sigilată cu supapă (VRLA) a devenit odată o baterie de alimentare importantă pentru vehicule, care a fost folosită în EV și HEV dezvoltate de multe companii de automobile europene și americane, cum ar fi Saturn și EVI dezvoltate de GM în anii 1980, respectiv 1990. Mașini electrice etc.
Cu toate acestea, bateriile cu plumb au o energie specifică scăzută, o durată de viață scurtă a bateriei, o rată mare de auto-descărcare și un ciclu de viață scăzut; principala lor materie primă de plumb este grea, iar poluarea mediului cu metale grele poate apărea în timpul producției și reciclării. Prin urmare, în prezent, bateriile plumb-acid sunt folosite în principal pentru dispozitivele de aprindere la pornirea mașinilor și echipamentele mici, cum ar fi bicicletele electrice.
baterii NiMH
Bateriile Ni/MH au o rezistență bună la supraîncărcare și supradescărcare. Nu există nicio problemă de poluare cu metale grele și nu va exista o creștere sau scădere a electroliților în timpul procesului de lucru, ceea ce poate obține un design etanș și fără întreținere. În comparație cu bateriile cu plumb-acid și cu bateriile cu nichel-cadmiu, bateriile cu nichel-hidrogen au energie specifică, putere specifică și durată de viață mai mare.
Dezavantajul este că bateria are un efect de memorie slab, iar odată cu progresul ciclului de încărcare și descărcare, aliajul de stocare a hidrogenului își pierde treptat capacitatea catalitică, iar presiunea internă a bateriei va crește treptat, ceea ce afectează utilizarea baterie. În plus, prețul scump al metalului nichel duce și la costuri mai mari.
În ceea ce privește materialele cheie, bateriile nichel-hidrură metalică sunt compuse în principal din electrod pozitiv, electrod negativ, separator și electrolit. Electrodul pozitiv este electrodul de nichel (Ni(OH)2); electrodul negativ folosește în general hidrură metalică (MH); electrolitul este în principal lichid, iar componenta principală este hidrogenul. Oxid de potasiu (KOH). În prezent, cercetarea bateriei cu nichel-hidrogen se concentrează în principal pe materialele electrodului pozitiv și negativ, iar cercetarea și dezvoltarea tehnologică a acesteia este relativ matură.
Bateriile Ni-MH pentru vehicule au fost produse și utilizate în serie și sunt cel mai utilizat tip de baterii pentru vehicule în dezvoltarea vehiculelor hibride. Cel mai tipic reprezentant este Toyota Prius, care este în prezent cel mai mare vehicul hibrid produs în serie. PEVE, un joint venture între Toyota și Panasonic, este în prezent cel mai mare producător mondial'de baterii de putere cu nichel-hidrogen.
Acum că bateriile nichel-hidrură metal s-au retras din rândurile bateriilor de putere curente, de ce Toyota rămâne în tabăra bateriilor nichel-metal hidrură?
Acest lucru trebuie spus că cel mai mare avantaj al bateriilor Ni-MH: super durabilitate!
Odată, faimoasa mass-media auto americană a efectuat un test comparativ pe un Prius de prima generație care a fost folosit timp de zece ani. Rezultatele testelor arată că, după 10 ani de condus a 330.000 de kilometri pentru modelul Prius de prima generație cu baterii nichel-hidrură metalică, comparându-l cu datele noii mașini, atât performanța consumului de combustibil, cât și performanța puterii rămân la același nivel. Sistemul hibrid și acumulatorul Ni-MH încă funcționează normal.
În plus, chiar și după ce a parcurs 330.000 de kilometri în zece ani de utilizare, acest Prius de prima generație nu a avut niciodată probleme cu acumulatorul său nichel-hidrură metalică. Acum zece ani, oamenii au pus sub semnul întrebării situația conform căreia degradarea capacității bateriei ar afecta foarte mult consumul de combustibil și performanța puterii. Nici nu a apărut'. Din acest punct de vedere, japonezii care au fost întotdeauna riguroși și conservatori au propriile motive unice pentru dragostea lor pentru bateriile cu nichel-hidrogen.
Celula de combustibil
Pila de combustie este un dispozitiv de generare a energiei care convertește direct energia chimică din combustibil și oxidant în energie electrică. Combustibilul și aerul sunt introduse separat în celula de combustibil și se produce electricitate. Din exterior, are electrozi pozitivi și negativi și electroliți etc., ca o baterie, dar de fapt nu poate"stocare" ci o"centrala electrica".
În comparație cu bateriile chimice obișnuite, pilele de combustibil pot suplimenta combustibilul, de obicei hidrogen. Unele celule de combustie pot folosi metanul și benzina drept combustibil, dar de obicei sunt limitate la aplicații industriale, cum ar fi centralele electrice și stivuitoarele. Principiul de bază al unei celule de combustibil cu hidrogen este reacția inversă a electrolizei apei. Hidrogenul și oxigenul sunt furnizate anodului și, respectiv, catodului. După ce hidrogenul difuzează prin anod și reacționează cu electrolitul, electronii sunt eliberați către catod printr-o sarcină externă.
Principiul de funcționare al unei pile de combustibil cu hidrogen este: trimiterea de hidrogen gazos pe placa anodică (electrodul negativ) a celulei de combustibil. După acțiunea catalizatorului (platină), un electron din atomul de hidrogen este separat, iar ionul de hidrogen (protonul) care a pierdut electronul trece prin proton. Membrana de schimb ajunge la placa catodică (electrodul pozitiv) a celulei de combustie, iar electronii nu pot trece prin membrana de schimb de protoni. Acest electron poate trece doar prin circuitul extern pentru a ajunge la placa catodică a celulei de combustie, generând astfel curent în circuitul extern.
După ce electronii ajung pe placa catodică, se recombină cu atomii de oxigen și ionii de hidrogen pentru a forma apă. Deoarece oxigenul furnizat plăcii catodice poate fi obținut din aer, atâta timp cât placa anodica este alimentată continuu cu hidrogen, placa catodă este alimentată cu aer și vaporii de apă sunt îndepărtați în timp, energia electrică poate fi în mod continuu. furnizate.
Electricitatea generată de celula de combustie este furnizată motorului electric prin invertoare, controlere și alte dispozitive, iar apoi roțile sunt antrenate să se rotească prin sistemul de transmisie, axa motoare etc., astfel încât vehiculul să poată circula pe drum. În comparație cu vehiculele tradiționale, eficiența de conversie a energiei vehiculelor cu celule de combustibil este de până la 60 până la 80%, ceea ce este de 2 până la 3 ori mai mare decât a motoarelor cu ardere internă.
Combustibilul celulei de combustibil este hidrogen și oxigen, iar produsul este apă curată. Nu produce monoxid de carbon și dioxid de carbon și nici nu emite sulf și particule. Prin urmare, vehiculele cu celule de combustibil cu hidrogen sunt cu adevărat vehicule cu zero emisii și zero poluare, iar combustibilul cu hidrogen este sursa perfectă de energie pentru vehicule!
