Co je napájecí baterie? Jaký je rozdíl mezi napájecí baterií a běžnou baterií?
Technologie baterií je skvělý vynález s nádhernou a dlouhou historií. Anglický"Baterie" baterie se poprvé objevila v roce 1749. Poprvé ji použil americký vynálezce Benjamin Franklin, když použil sérii kondenzátorů k provádění elektrických experimentů. . Použil zředěnou kyselinu sírovou jako elektrolyt k vyřešení problému polarizace baterie a vyrobil první nepolarizovanou zinko-měděnou baterii, která dokáže udržovat vyvážený proud, také známou jako"Danielova baterie."
V roce 1860 vynalezl France's Plante baterii s olovem jako elektrodou, která byla také předchůdcem akumulátorové baterie; ve stejné době společnost France's Recrans vynalezla uhlíkovo-zinkovou baterii, která přináší technologii baterií do oblasti suchých baterií.
Komerční využití technologie baterií začalo se suchými bateriemi. Byla vynalezena Brity Hellersonem v roce 1887 a sériově vyráběna ve Spojených státech v roce 1896. Ve stejné době Thomas Edison vynalezl dobíjecí železo-niklovou baterii v roce 1890, která byla také realizována v roce 1910. Komercializovaná hromadná výroba.
Od té doby, díky komercializaci, technologie baterií zahájila éru rychlého pokroku. Thomas Edison vynalezl alkalické baterie v roce 1914, Schlecht a Akermann vynalezli slinuté desky pro nikl-kadmiové baterie v roce 1934 a Neumann vyvinul v roce 1947 uzavřené niklové baterie. Kadmiové baterie, Lew Urry (Energizer) vyvinul malé alkalické baterie v roce 1949, čímž zahájil alkalické baterie.
Po vstupu do 70. let byla technologie baterií zasažena energetickou krizí a postupně se vyvíjela směrem k fyzické síle. Kromě neustálého pokroku technologie solárních článků, který se objevil v roce 1954, byly postupně vynalezeny a komercializovány lithiové baterie a nikl-metal hydridové baterie.
Co je napájecí baterie? Rozdíl mezi ním a běžnými bateriemi
Zdroj energie nových energetických vozidel je obecně založen hlavně na napájecích bateriích. Napájecí baterie je vlastně druh zdroje energie, který poskytuje zdroj energie pro přepravu. Hlavní rozdíly mezi ním a běžnými bateriemi jsou:
1. Různé povahy
Napájecí baterie se týká baterie, která poskytuje energii pro přepravu, obecně ve vztahu k malé baterii, která poskytuje energii pro přenosná elektronická zařízení; zatímco běžná baterie je druh lithiového kovu nebo slitiny lithia jako materiál záporné elektrody s použitím nevodného roztoku elektrolytu Primární baterie se liší od dobíjecí lithium-iontové baterie a lithium-iontové polymerové baterie.
Za druhé, kapacita baterie je jiná
V případě nových baterií použijte k otestování kapacity baterie měřič vybití. Obecně je kapacita napájecích baterií asi 1000-1500mAh; zatímco kapacita běžných baterií je nad 2000 mAh a některé mohou dosáhnout 3400 mAh.
Za třetí, vybíjecí výkon je jiný
Napájecí baterie 4200mAh dokáže vybít energii během několika minut, ale běžné baterie to vůbec neumí, takže vybíjecí kapacita běžných baterií je naprosto nesrovnatelná se silovými bateriemi. Největší rozdíl mezi napájecí baterií a běžnou baterií je její velký vybíjecí výkon a vysoká měrná energie. Vzhledem k tomu, že napájecí baterie se používá hlavně pro napájení vozidla, má vyšší vybíjecí výkon než běžné baterie.
Čtyři různé aplikace
Baterie, které poskytují pohon pro elektrická vozidla, se nazývají napájecí baterie, včetně tradičních olověných baterií, nikl-metal hydridových baterií a nově vznikajících lithium-iontových baterií, které se dělí na výkonové baterie (hybridní vozidla) a energetické baterie (čistě elektrická vozidla); Lithiové baterie používané ve výrobcích spotřební elektroniky, jako jsou mobilní telefony a notebooky, se obecně souhrnně označují jako lithiové baterie, aby se odlišily od napájecích baterií používaných v elektrických vozidlech.
Současné hlavní typy napájecích baterií
Technologie olověných baterií, technologie nikl-vodíkových baterií, technologie palivových článků a technologie lithiových baterií jsou stále hlavními technologiemi na trhu.
Olověné baterie
Olověná baterie má nejdelší historii aplikací a nejvyspělejší technologii. Je to baterie s nejnižšími náklady a cenou a dosáhla sériové výroby. Mezi nimi se ventilem regulovaná utěsněná olověná baterie (VRLA) kdysi stala důležitou automobilovou napájecí baterií, která byla používána v EV a HEV vyvinutých mnoha evropskými a americkými automobilovými společnostmi, jako jsou Saturn a EVI vyvinuté GM v roce 80. a 90. léta 20. století. Elektromobily atd.
Olověné baterie však mají nízkou specifickou energii, krátkou životnost baterie, vysokou rychlost samovybíjení a nízkou životnost; jejich hlavní surovinou je olovo a při výrobě a recyklaci může docházet ke znečištění životního prostředí těžkými kovy. Proto se v současnosti olověné baterie používají hlavně pro zapalovací zařízení při startování automobilů a pro malá zařízení, jako jsou elektrokola.
NiMH baterie
Baterie Ni/MH mají dobrou odolnost proti přebíjení a nadměrnému vybíjení. Neexistuje žádný problém se znečištěním těžkými kovy a během pracovního procesu nedojde k žádnému zvýšení nebo snížení elektrolytu, což může dosáhnout utěsněného designu a bezúdržbového. Ve srovnání s olověnými bateriemi a nikl-kadmiovými bateriemi mají nikl-vodíkové baterie vyšší specifickou energii, specifický výkon a životnost cyklu.
Nevýhodou je, že baterie má špatný paměťový efekt a s postupem nabíjecího a vybíjecího cyklu ztrácí slitina pro skladování vodíku postupně svou katalytickou schopnost a postupně se bude zvyšovat vnitřní tlak baterie, což má vliv na použití baterie. baterie. Navíc vysoká cena kovového niklu také vede k vyšším nákladům.
Pokud jde o klíčové materiály, nikl-metalhydridové baterie se skládají hlavně z kladné elektrody, záporné elektrody, separátoru a elektrolytu. Kladná elektroda je niklová elektroda (Ni(OH)2); záporná elektroda obecně používá hydrid kovu (MH); elektrolyt je převážně kapalný a hlavní složkou je vodík. Oxid draselný (KOH). V současné době je výzkumné zaměření nikl-vodíkové baterie převážně na kladné a záporné elektrodové materiály a její technologický výzkum a vývoj je poměrně vyspělý.
Ni-MH baterie pro vozidla byly sériově vyráběny a používány a jsou nejrozšířenějším typem automobilových baterií při vývoji hybridních vozidel. Nejtypičtějším zástupcem je Toyota Prius, která je v současnosti největším sériově vyráběným hybridním vozidlem. PEVE, společný podnik mezi Toyotami a Panasonic, je v současnosti největším světovým výrobcem nikl-vodíkových baterií.
Nyní, když se nikl-metal hydridové baterie stáhly z řad běžných napájecích baterií, proč se Toyota drží tábora nikl-metal hydridových baterií?
To je třeba říci, že největší výhoda Ni-MH baterií: super odolnost!
Kdysi slavná americká automobilová média provedla srovnávací test Priusu první generace, který se používal deset let. Výsledky testů ukazují, že po 10 letech najetí 330 000 kilometrů u modelu Prius první generace s nikl-metal hydridovými bateriemi ve srovnání s údaji nového vozu zůstávají jak spotřeba paliva, tak výkon na stejné úrovni. Hybridní systém a baterie Ni-MH stále fungují normálně.
Navíc ani po najetí 330 000 kilometrů za deset let používání neměl tento Prius první generace nikdy problémy s nikl-metal hydridovým akumulátorem. Před deseti lety lidé zpochybňovali situaci, že by degradace kapacity baterie výrazně ovlivnila spotřebu paliva a výkon. Neukázalo se to ani' Z tohoto pohledu mají Japonci, kteří byli vždy přísní a konzervativní, své vlastní jedinečné důvody pro svou lásku k nikl-vodíkovým bateriím.
Palivový článek
Palivový článek je zařízení na výrobu energie, které přímo přeměňuje chemickou energii v palivu a oxidantu na elektrickou energii. Palivo a vzduch jsou přiváděny do palivového článku odděleně a vyrábí se elektřina. Zvenčí má kladné a záporné elektrody a elektrolyty atd., jako baterie, ale ve skutečnosti nemůže"ukládat" ale"elektrárna".
Ve srovnání s běžnými chemickými bateriemi mohou palivové články doplňovat palivo, obvykle vodík. Některé palivové články mohou používat jako palivo metan a benzín, ale obvykle jsou omezeny na průmyslové aplikace, jako jsou elektrárny a vysokozdvižné vozíky. Základním principem vodíkového palivového článku je zpětná reakce elektrolýzy vody. Vodík a kyslík jsou přiváděny k anodě a katodě. Poté, co vodík difunduje ven anodou a reaguje s elektrolytem, jsou elektrony uvolněny ke katodě prostřednictvím vnější zátěže.
Princip činnosti vodíkového palivového článku je: odeslání plynného vodíku na anodovou desku (zápornou elektrodu) palivového článku. Po působení katalyzátoru (platiny) se oddělí elektron v atomu vodíku a vodíkový iont (proton), který elektron ztratil, prochází protonem. Výměnná membrána dosáhne katodové desky (kladné elektrody) palivového článku a elektrony nemohou projít přes membránu pro výměnu protonů. Tento elektron může procházet pouze vnějším obvodem, aby dosáhl katodové desky palivového článku, čímž generuje proud ve vnějším obvodu.
Poté, co elektrony dosáhnou katodové desky, rekombinují se s atomy kyslíku a vodíkovými ionty za vzniku vody. Vzhledem k tomu, že kyslík přiváděný na katodovou desku lze získat ze vzduchu, pokud je anodová deska nepřetržitě zásobována vodíkem, katodová deska je zásobována vzduchem a vodní pára je včas odebírána, může být elektrická energie nepřetržitě zásobována dodávané.
Elektřina generovaná palivovým článkem je přiváděna do elektromotoru přes měniče, ovladače a další zařízení a následně jsou kola poháněna do otáčení přes převodový systém, hnací nápravu atd., aby vozidlo mohlo jet po silnici. Ve srovnání s tradičními vozidly je účinnost přeměny energie u vozidel s palivovými články až 60 až 80 %, což je 2 až 3krát více než u spalovacích motorů.
Palivem palivového článku je vodík a kyslík a produktem je čistá voda. Neprodukuje oxid uhelnatý a oxid uhličitý, ani nevypouští síru a částice. Vozidla s vodíkovými palivovými články jsou proto skutečně vozidla s nulovými emisemi a nulovým znečištěním a vodíkové palivo je dokonalým zdrojem energie pro vozidla!
