培训教材之一-动力电池类型及应用特点

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介绍动力电池的类型、关键性能指标

介绍动力电池的类型、关键性能指标

新能源汽车发展得如火如荼的今天,相信大家都对纯电动汽车的商家如数家珍,比如国外品牌比较出名的有特斯拉电动汽车、宝马i3等、国内新能源汽车有号称电动汽车领头羊的比亚迪纯电动汽车、还有吉利纯电动汽车及奇瑞电动汽车等。

但是,电动汽车最为关键的核心部件——动力电池,大家又了解多少呢?关于动力电池,由于内容比较多,我们这里先介绍动力电池的类型、关键性能指标以及三种典型动力电池。

1、动力电池的类型从系统的角度来说,电池分为化学电池、物理电池和生物电池三大类。

对于我们比较熟悉的化学电池,则是按正负极材料分为锌锰电池系列、镍镉镍氢系列、铅酸系列、锂电池系列等,也就是铅酸电池、镍氢电池、锂离子电池等目前车辆比较常用的动力电池。

另外,物理电池是利用光、热、物理吸附等物理能量发电的电池,如太阳能电池、超级电容器、飞轮电池等。

生物电池是利用生物化学反应发电的电池,如微生物电池、酶电池、生物太阳电池等。

2、动力电池的关键性能指标电池的性能指标主要有电压、容量、内阻、能量、功率、输出效率、自放电率、使用寿命等,根据电池种类不同,其性能指标也有差异。

这么多个性能指标,我们这里暂且介绍一下电压、容量、能量以及功率。

电压首先,我们介绍一下电池的电压,因为可以电池的电压的大小,判断我们的电池的电量状态。

所以电池电压是非常关键的一个性能指标,那么电压分为端电压、开路电压、额定电压、充电终止电压和放电终止电压。

这么多电压我们看一下是什么意思。

那么工作电压与开路电压的关系又是什么呢?在电池放电工作状态下,当电流流过电池内部时,需要克服电池的内阻所造成阻力,故工作电压总是低于开路电压,充电时则与之相反。

锂离子电池的放电工作电压在3.6V左右。

容量电池在一定的放电条件下所能放出的电量称为电池的容量。

常用单位为安培小时,它等于放电电流与放电时间的乘积。

可以分为理论容量、实际容量、标称容量和额定容量等。

例如,锂离子电池规定在常温、恒流(1C)、恒压(4.2V)控制的充电条件下,充电3h、再以0.2C放电至2.75V时,所放出的电量为其额定容量。

动力电池基础知识

动力电池基础知识
appropriate control actions is taken
System Hardware
Electronics Hardware • Over-Voltage protection • Over-Temperature • Cell balancing circuitry Electrical Hardware • Fusing for over-current • Contactors Mechanical Hardware • Optimum thermal
超级电容器和电解电容器的主要结构
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一、动力电池基础知识
(2)超级电容器特性优点
超级电容器作为一种新型储能器件,兼具电池和传统电容器的优点,具体 如下:
• 可储存巨大的能量,容量达几法拉级甚至数千法拉;其存储的能量E=1/2CU2(
C:器件的电容量;U:器件的端电压)。 • 环境友好,无需采用污染性物质为原料; • 免维护,长时间放置不失效,即使几年不用仍可保留原有的性能指标。 • 超级电容器充放电速度快(根据容量的不同为几秒~几分钟),可以在瞬间释
• 使用寿命长 正常使用条件下,可循环使用1500个充放电周期,容量在80%以上。 • 比能量大 高能量密度,使电池重量轻、体积小,更易用于小型用电设备。 • 使用安全可靠 没有游离的金属锂,电池使用更安全。 • 工作电压高 工作电压高达3.7V,大约是镍镉或镍氢电池的3倍,可减小电池的使用
数量。 • 电化学特性稳定 • 自放电小 • 无记忆效应 • 无污染
• 隔膜 材质:单层PE(聚乙烯)或者三层复合PP(聚丙烯) +PE+PP 厚度:单层一般为0.016~0.020mm 三层一般为0.020~0.025mm

动力电池分类及主要特点

动力电池分类及主要特点

动力电池分类及主要特点
由于新能源汽车被大力的推行,使得动力电池也受到了欢迎,动力电池是为新能源汽车的动力来源品,那么现在的动力电池主要有哪几种类型呢?下面由动力电池专家天能电池为您讲解:
1、铅酸动力电池能量密度0.03~0.05度/kg,目前比较适合用在电动自行车上。

2、镍氢动力电池,0.1~0.2度/kg,价格昂贵,行驶很短60~80km,电动汽车上不是很适合。

3、:锂动力电池,0.4~0.5度/kg,价格较贵,2000~3000次循环寿命,电动汽车已经能实现一次充电行驶80~100km,需要启动汽油机的混合动力来延长里程,但安全风险较大。

4、超级电容动力电池,1.0~1.5度/kg,价格便宜,免维护,10~50万次的充放电循环寿命,会成为动力电池的主流。

1)充电速度快:由于超级电容动力电池不存在电能转化化学能的化学反应,充电10分钟~1h可达其额定容量的95%以上;
2)超级电容动力电池循环使用寿命长,预计深度充放电循环使用次数可达10万次~50万次,没有“记忆效应”;
3)大电流放电能力超强,能量转换效率高,过程损失小,大电流能量循环效率≥90%;
4)超级电容动力电池功率密度高,可达1.0~2.0度/kg,相当于磷酸铁锂电池的3~5倍;
5)产品原材料构成、生产、使用、储存以及拆解过程均没有污染,是理想的绿色环保电源;使用的原料都是廉价金属。

6)超级电容动力电池充放电线路简单,无需充电电池那样的充电电路,安全系数高,长期使用免维护;
综上所述,要为新能源汽车选择动力电池,还是要选择超级电容动力电池比较好,这种电池是最适合电动汽车的,不仅价格便宜,而且使用寿命长,相信在未来会成为动力电池的主流产品。

动力电池的不同类型及其特点

动力电池的不同类型及其特点

动力电池的不同类型及其特点动力电池是电动汽车的核心组件之一,不同类型的动力电池具有各自独特的特点和优势。

本文将介绍动力电池的不同类型,并深入探讨它们的特点。

1.铅酸电池铅酸电池是最早应用于电动汽车的动力电池类型之一。

它具有成本低、技术成熟、安全稳定等特点。

然而,铅酸电池的能量密度较低,体积庞大,重量较重,限制了电动汽车的续航里程。

2.镍氢电池镍氢电池是铅酸电池的改良型,它具有更高的能量密度、更长的使用寿命和更低的自放电率。

镍氢电池还具有良好的动力输出性能和充电性能。

然而,镍氢电池的成本较高并且存在金属污染的问题。

3.锂离子电池锂离子电池由于其高能量密度、轻量化、体积小、无污染等特点,在电动汽车领域得到广泛应用。

它具有较高的电压平台和较低的内阻,使得电动汽车具有更长的续航里程和更高的动力输出。

然而,锂离子电池成本较高,充电时间较长,并且存在一定的安全风险。

4.磷酸铁锂电池磷酸铁锂电池是锂离子电池的一种变种,它解决了传统锂离子电池的一些问题。

磷酸铁锂电池具有更高的安全性、更长的循环寿命、更广泛的工作温度范围和更好的高温性能。

然而,磷酸铁锂电池的能量密度相对较低,导致了电动汽车的续航里程相对较短。

5.固态电池固态电池是近年来备受关注的一种电池技术,它使用固态电解质代替传统的液态电解质。

固态电池具有更高的能量密度、更快的充电速度、更长的使用寿命和更好的安全性能。

此外,固态电池还具有更宽的工作温度范围和更低的自放电率。

然而,固态电池的制造工艺和成本仍然面临一些挑战。

总结起来,不同类型的动力电池各有特点。

铅酸电池成本低但能量密度低,镍氢电池具有较高的能量密度和使用寿命,锂离子电池具有高能量密度和较轻的重量,磷酸铁锂电池具有更高的安全性能,而固态电池具有更高的能量密度和更好的安全性能。

随着技术的不断发展,动力电池的性能将进一步提升,推动电动汽车行业的发展。

新能源动力电池介绍

新能源动力电池介绍

新能源动力电池介绍新能源动力电池是未来能源领域发展的一个重要方向,其作为新型能源技术,将取代传统燃油车的地位,成为推动环保和可持续发展的重要动力。

本文将介绍新能源动力电池的类型、原理及发展前景。

新能源动力电池主要分为锂离子电池、燃料电池和钠硫电池等几种类型。

其中,锂离子电池是目前应用最为广泛的一种,具有高能量密度、长寿命、轻质量等优点,适用于电动汽车、储能系统等领域。

燃料电池则以氢气与氧气为燃料,通过化学反应产生电能,其零排放、高效率的特点使其在航空航天、车船等领域有着广泛的应用前景。

钠硫电池则以钠和硫化物作为原料,其具有高能量密度、低成本等优点,在储能领域有着广阔的应用前景。

新能源动力电池的工作原理是将正负极之间的化学能量转化为电能,通过外部回路供电设备使用,实现能量转换的同时实现电流输出。

其中,正极通常采用氧化物,负极则是碳或是锂离子等,两者在电解液的作用下发生反应,形成电流,从而为设备供电。

新能源动力电池的发展前景非常广阔。

随着环境污染的不断加剧,节能减排已成为全球共识,新能源动力电池的应用将成为未来发展的主要趋势。

特别是在汽车行业,传统燃油汽车不仅排放有害气体,而且资源消耗严重,而新能源动力电池车辆零排放、低噪音,极大地减少了对环境的破坏。

同时,新能源动力电池还可以用于储能系统、航空航天等领域,为各行业的可持续发展提供重要支持。

总的来说,新能源动力电池是未来能源发展的一个重要方向,其具有多种类型和广泛的应用前景。

随着科技的不断发展,相信新能源动力电池将在未来取代传统能源,成为主流能源形式,推动环保事业的发展。

动力电池类型及应用特点

动力电池类型及应用特点

动力电池类型及应用特点
随着新能源汽车的快速发展,动力电池成为重要的能源储存设备。

目前市场上主要有以下几种类型的动力电池:
1.铅酸电池:铅酸电池具有成本低、易维护、安全性高等优点,但其能量密度低,充电时间长,使用寿命短等缺点限制了其在新能源汽车领域的应用。

2.镍氢电池:镍氢电池的能量密度比铅酸电池高,充电时间也相对短,使用寿命也较长。

但该电池存在自放电和温度敏感等缺点。

3.锂离子电池:锂离子电池是目前市场上使用最广泛的动力电池,其具有高能量密度、长寿命、充电时间短、环保等优点。

但由于其成本较高,对温度和压力等要求严格,且存在安全隐患等问题,因此其应用仍面临一定的挑战。

动力电池的应用特点主要有以下几个方面:
1.能量密度高:动力电池需要在有限的空间内存储尽可能多的能量,因此其能量密度是一个重要的指标。

2.充电时间短:新能源汽车需要迅速充电以满足用户需求,因此动力电池需要具有快速充电的能力。

3.长寿命:汽车电池需要具有较长的使用寿命,以降低维护成本和更换成本。

4.安全性高:动力电池需要具有高安全性,以避免在使用过程中发生安全事故。

总之,动力电池类型和应用特点的发展应紧密跟随新能源汽车的
发展趋势,不断提升其能量密度、充电速度、使用寿命和安全性能,以实现更加可持续和环保的交通出行。

动力电池知识

动力电池知识动力电池是指能够提供较大功率和能量供应的电池。

它是电动汽车的核心组件之一,其质量和性能直接决定了电动汽车的续航里程、效率和安全性。

随着近年来电动汽车的快速发展,动力电池作为其重要的组成部分受到了广泛的关注。

一、动力电池的基本原理动力电池是一种可充电电池,其内部包含正负两极和电解液。

通过在两极之间通电,电解液中的离子会在正负极之间移动,产生电荷流动,从而形成了电能。

在充电时,电荷流动的方向相反,电池内的离子会重新堆积在正负两极之间,从而实现电能的储存和重复利用。

动力电池与普通的电池最大的区别在于其具有更高的充放电速率和更高的储能密度。

二、动力电池的种类目前市场上主要使用的动力电池包括铅酸电池、镍氢电池和锂离子电池。

其中,铅酸电池是较早出现的动力电池,其具有较高的价格和较短的使用寿命。

镍氢电池虽然具有较高的能量密度和更长的使用寿命,但是其价格较高。

锂离子电池由于其较高的储能密度、较低的内阻和较长的使用寿命,已经成为了电动汽车的主流动力电池。

三、动力电池的组成动力电池主要由电芯、电池管理系统和外壳三个部分组成。

电芯是动力电池的核心部分,由正负极、隔膜和电解质组成。

电池管理系统则负责监控电池的电荷状态、温度、电芯均衡等参数,以确保电池的安全性和性能稳定。

外壳为电池提供了保护和支撑作用。

四、动力电池的关键技术锂离子电池是当前最先进的动力电池技术,其关键技术包括正负极材料、电解质、隔膜、电池管理系统等。

其中,正负极材料是影响锂电池性能的最重要因素之一,其性能的提升可以使电池的比能量和循环寿命获得显著提升。

电解质和隔膜则对电池的安全性和循环寿命有着重要的影响。

五、动力电池的未来发展趋势随着电动汽车的快速普及和需求的不断增长,动力电池市场也将迎来更大的发展机遇。

未来,动力电池技术将继续向高能高效发展,同时,动力电池的可靠性、安全性和成本控制也将得到进一步提升。

预计在未来几年内,动力电池的能量密度将进一步提高,续航里程也将进一步增加。

动力电池介绍、特点及应用8页word

锂离子动力电池在移动电话、便携式计算机、摄像机、照相机等、部分代替了传统电池。

大容量锂离子电池已在电动汽车中试用,将成为21世纪电动汽车的主要动力电源之一,并将在人造卫星、航空航天和储能方面得到应用。

单体电池工作电压高达3.7V是镍镉电池, 镍氢电池的3倍,铅酸电池的近2倍,这也是锂离子动力电池比能量高的一个重要原因。

因此小型锂离子动力电池[1]组成相同电压的动力电池组时,锂离子动力电池使用的串联数目会大大少于铅酸电池和镍氢电池。

如果动力电池中单体电池数量越多,电池组中单体电池的一致性要求就越高,寿命就越不好做,在实际使用过程中电池组有问题分析后,一般是其中一、两个单体电池出问题然后导致整组电池出现问题,因此不难理解为什么48V的铅酸电池比36V的铅酸电池反馈要高,从这个角度上讲锂电更适合动力电池的使用。

例如36V 的锂电只需要10个单体,而36V铅酸电池需要18个单体电池,即3只12V的电池组,而每只12V的铅酸电池有六个单格即六个单体电池组成。

重量轻比能量大,高达150Wh/Kg,是镍氢电池的2倍,铅酸电池的4倍, 因此重量是相同能量的铅酸电池的三分之一到四分之一,从这个角度讲锂电消耗的资源就少,而且由于锰酸锂电池中所用元素的储量比较多,因此相对铅酸、镍氢电池可能会进一步涨价,锂离子动力电池成本反而是进一步降低的。

电动自行车用锂离子电池重量为2.2-4公斤,铅酸电池的重量为12-20公斤,锂电重量约为铅酸电池的四分之一到三分之一,比铅酸电池轻约10公斤(36V,10Ah电池),电池重量减轻了70%,整车总重量至少减轻了20%。

加上一般锂电车都是简易款的电动自行车,由于电池和整车轻,相同电压、相同容量的电池行驶里程更长,普通的电动车重量在40公斤以上,而锂离子动力电池电动自行车重量在7到26 公斤之间。

女士和老年人都可以轻易搬动,人力骑行也十分轻便,运动休闲兼得。

(3)体积小,高达到400Wh/L,体积是铅酸电池的二分之一到三分之一。

新能源汽车三电系统培训教材

下表列出了四类锂电池的主要性能指标差别。从表中可以看出,四类电池各有优劣。那各汽车厂商究竟 是凭什么选择其中某种电池呢?哪种电池又将是未来的主流呢?
哪种锂电池适合新能源汽车
数码电子产品对锂电池安全性要求不高,钴酸锂电池最合适3C领域,特 斯拉敢于使用此类电池也是未来得到超强的续航能力,但是同时其安全 性能要打些折扣。
动力电池是非常“年轻”的产品, 1996年通用 推出EV-1采用的是铅酸电池,它是现代电动汽 车架构雏形
从铅酸电池到日系混动的镍氢电池,再到现在 流行的锂电池,也才20多年。
从第四批《新能源汽车推广应用推荐车型目录》 新能源乘用车配置电池来看,32款车型采用了 17家企业的电池,其中16家是电池厂商,另外 一家是长安新能源的,这说明其它乘用车的动 力电池直接外购,包括电芯、电池组与电池管 理系统等。
汽车专用点击驱动系类别
感应电机
直流电机
永磁电机
电池管理系统
逆变器是把直流电转变成交流电的设备,若一台电动汽车的逆变器能支持较高电压,则相应的电压充电流较大,功率较大, 这意味着同样电流进行充电,充电功率可以等比例放大,即充电时间会缩短。若提高逆变器的支持电压,则相应的充电时 逆变器产生的热量会变多,那么就需要解决逆变器中IGBT模块的散热问题,这是提高充电效率的关键问题,目前日本丰田 对此研究较深入,例如其加硅碳技术的应用。
二、总结
总结
通过上面分析可以看出,绝大部分自主品牌仅掌握 了整车控制器与三电集成技术,对三电零部件技术 却仍是处于没有进门的阶段,毕竟不是一个领域, 技术不是一蹴而就的。
而合资品牌方面,没有电芯是它们唯一的软肋,但 是通过自己设计电池组与电池管理系统,进而掌握 动力电池技术弥补了这个缺陷。技术这种东西是需 要积累的。

培训课件(动力电池)

为了提高电动汽车的续驶里程,要求电动汽车上的动力电池尽可能储存多的能量,但电动汽车又不 能太重,其安装电池的空间也有限,这就要求电池具有高的比能量;
(2)比功率大
为了能使电动汽车在加速行驶、爬坡能力和负载行驶等方面能与燃油汽车相竞争,就要求电池具有 高的比功率;
(3)充放电效率高
电池中能量的循环必须经过充电—放电—充电的循环,高的充放电效率对保证整车效率具有至关 重要的作用;
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2.铅酸蓄电池的结构
铅酸蓄电池由正负极板、隔板、电解液、溢气阀、外壳等部分组成。
– 外壳:一般是塑料外壳如ABS,PP等,也 有外部再加钢壳的
– 正极:主要是红棕色氧化铅(PbO2) – 负极:主要是海绵状的金属铅(Pb) – 端子:铅或铜质,铜端子更常见 – 隔膜:AGM或胶体,吸附硫酸水溶液 – 安全阀:内部气体溢出通道,一般加防爆
(4)相对稳定性好
电池应当在快速充放电和充放电过程变工况的条件下保持性能的相对稳定,使其在动力系统使用 条件下能达到足够的充放电循环次数;
(5)使用成本低
除了降低电池的初始购买成本外,还要提高电池的使用寿命以延长其更换周期;
(6)安全性好
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一种圆柱形锂离子电池的结构示意图
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锂离子电池主要组分常见材料
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动力电池类型及应用特点目录1.铅酸电池2.镍金属电池3.锂离子蓄电池4.高温钠电池5.金属空气电池6.超级电容7.飞轮电池8.燃料电池9.太阳能电池1、铅酸电池法国人普兰特于1859年发明铅酸蓄电池,至今已经历了近157年的发展历程,铅酸蓄电池在理论研究方面,在产品种类及品种,产品电气性能等方面都得到了长足的进步,不论是在交通、通信、电力、军事还是在航海、航空各个经济领域,铅酸蓄电池都起到了不可缺少的重要作用,它也是成熟的电动汽车蓄电池。

铅酸电池组成:正负电极分别为二氧化铅和铅,电解液为硫酸。

铅酸电池可以分为两类:注水式铅酸电池:注水式铅酸电池价廉,但需要经常维护,补充电解液。

阀控式铅酸电池:阀控式铅酸电池通过安全控制阀自动调节密封电池体内在充电或工作异常时产生的多余气体,免维护,更符合电动汽车的要求。

总体上说,铅酸电池具有可靠性好、原材料易得、价格便宜等优点,比功率也基本上能满足电动汽车的动力性要求。

但它有三大缺点;比能量低,所占的质量和体积太大;充电行驶里程较短;使用寿命短,使用成本过高。

由于铅酸电池的技术比较成熟,经过进一步改进的铅酸电池仍将是近期电动汽车的主要电源,正在开发的电动汽车用先进铅酸电池主要有以下几种:水平铅酸电池;双极密封铅酸电池;卷式电极铅酸电池等。

根据铅酸蓄电池结构与用途区别,粗略将电池分为四大类:1、启动用铅酸蓄电池;2、动力用铅酸蓄电池;3、固定型阀控密封式铅酸蓄电池;4、其它类,包括:小型阀控密封式铅酸蓄电池,矿灯用铅酸蓄电池等。

一个单格铅酸电池的标称电压是 2.0V,能放电到 1.5V,能充电到 2.4V。

在应用中,经常用6个单格铅酸电池串联起来组成标称是12V的铅酸电池;同时还有24V(12V*2)、36V(12V*3)、48V(12V*4)等。

12V电压变化范围:9V-14.4V;24V电压变化范围:18V-28.8V;36V电压变化范围:27V-43.2V;48V电压变化范围:36V-57.6V;电池正常温度操作范围为:77.F(25℃);电池放电后(装在设备中):5.F到122.F(-15℃到50℃);充电后:32.F到104.F(0℃到40℃);储存中:5.F到104.F(-15℃到40℃)。

启动用铅酸蓄电池:一种专门用于车辆、船舶和飞机起动、照明、点火(缩写为SLI)和供电(20世纪80年代以后多缩写为SLIG)的铅酸蓄电池。

一般指汽车蓄电池(automobile battery),或者叫汽车启动电池。

多为额定电池的额定容量C约36~210A・h,形成一个系列,比能量为35~45W・h/kg(按20h放电率能量计),可以数倍于C放电率放电。

启动用蓄电池(汽车启动电池)电压等级:12V(乘用车),24V(商用车);动力用铅酸蓄电池:为工具提供动力来源的电源,多指为电动汽车、电动列车、电动自行车、高尔夫球车提供动力的蓄电池,其主要区别于用于汽车发动机起动的启动电池;低速电动车用电池电压等级:48V,60V,72V等;2、镍金属电池1)镍镉电池(Ni-Cd,Nickel-Cadmium Batteries)镍镉电池最早应用于手机等设备的电池种类,它具有良好的大电流放电特性、耐过充放电能力强、维护简单;镍镉电池最致命的缺点是在充放电过程中如果处理不当,会出现严重的“记忆效应”,使得服务寿命大大缩短。

所谓“记忆效应”就是电池在充电前,电池的电量没有被完全放尽,久而久之将会引起电池容量的降低,在电池充放电的过程中(放电较为明显),会在电池极板上产生些许的小气泡,日积月累这些气泡减少了电池极板的面积也间接影响了电池的容量。

此外,镍镉电池(Ni-Cd)中的镉有毒,使废电池处理复杂,环境受到污染,因此它将逐渐被用储氢合金做成的镍氢充电电池(Ni-MH)所替代。

2)镍氢电池(Ni-MH Batteries)镍氢电池是手机电池中质量优良、安全可靠且有利于环保的电池。

镍金属氢电池的电量储备比镍镉电池多30%,使移动电话的通话时间也因而延长了30%。

镍氢电池比镍镉电池更轻,使用寿命也更长,对环境无污染,无记忆效应。

镍氢电池的缺点是价格比镍镉电池要贵,性能比锂电池要差。

属于中档电池。

从电池电量来讲,相同大小的镍氢充电电池电量比镍镉电池高约1.5~2倍,现已经广泛地用于移动通讯、笔记本计算机等各种小型便携式的电子设备。

更大容量的镍氢电池已经开始用于汽油/电动混合动力汽车上,利用镍氢电池可快速充放电过程,当汽车高速行驶时,发电机所发的电可储存在车载的镍氢电池中,当车低速行驶时,通常会比高速行驶状态消耗大量的汽油,因此为了节省汽油,此时可以利用车载的镍氢电池驱动电动机来代替内燃机工作,这样既保证了汽车正常行驶,又节省了大量的汽油,因此,混合动力车相对传统意义上的汽车具有更大的市场潜力。

丰田普锐斯汽车采用镍氢电池是最典型的应用。

3、锂离子蓄电池锂离子蓄电池是一种二次电池(充电电池),它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。

在充放电过程中,Li+ 在两个电极之间往返嵌入和脱嵌:充电时,Li+从正极脱嵌,经过电解质嵌入负极,负极处于富锂状态;放电时则相反。

电极材料都是锂离子可以嵌入(插入)/脱嵌(脱插)的。

以钴酸锂,锰酸锂、镍钴锰酸锂(三元材料)、磷酸铁锂等为正极材料的动力电池,统归为锂离子动力电池,各有优势,是新一代锂离子动力电池的发展趋势;和所有化学电池一样,锂离子电池也由四个部分组成:正极、负极、隔膜和电解质。

(1)正极——活性物质一般为钴酸锂、锰酸锂、镍钴锰酸锂(三元材料)、磷酸铁锂材料等,正极反应:放电时锂离子嵌入,充电时锂离子脱嵌。

钴酸锂电池:其特性是结构稳定、容量比高、综合性能突出、但安全性差、成本非常高,主要为中小型号电芯,广泛应用于笔记本电脑、手机、MP3/4等小型电子设备中,标称电压 3.7V。

锰酸锂电池:锰酸锂是成本低、安全性和低温性能好的正极材料,但是其材料本身并不太稳定,容易分解产生气体,因此多用于和其它材料混合使用,以降低电芯成本,但其循环寿命衰减较快,容易发生鼓胀,高温性能较差、寿命相对短,主要用于大中型号电芯及动力电池方面,其参数如下:标称电压为 3.7V,输出电压范围:2.5~4.2v ,标准持续放电电流:0.2C,最大持续放电电流:1C,工作温度:充电:0~45℃,放电:-20~60℃。

三元锂电池:是指正极材料使用锂镍钴锰三元正极材料的锂电池,三元材料是镍钴锰酸锂Li(NiCoMn)O2,三元材料做正极的电池相对于钴酸锂电池安全性高;电芯正极材料:锰酸锂(LiMn204),混合添加剂:锂、镍、铝氧化物(Li(Ni-Al)02)。

电芯负极材料:石墨。

磷酸铁锂电池:是指用磷酸铁锂作为正极材料的锂离子电池,分子式:LiFePO4;磷酸铁锂电热峰值可达350℃-500℃,而锰酸锂和钴酸锂只在200℃左右。

(2)隔膜——一种经特殊成型的高分子薄膜,薄膜有微孔结构,可以让锂离子自由通过,而电子不能通过;(3)负极——活性物质为石墨,或近似石墨结构的碳;(4)有机电解液——溶解有六氟磷酸锂的碳酸酯类溶剂,聚合物的则使用凝胶状电解液;(5)电池外壳——分为钢壳、铝壳、铝塑膜(软包装)等。

锂离子动力电池电压是镍镉电池,镍氢电池的3倍,铅酸电池的2倍,这是体现锂离子动力电池比能量高的一个重要原因,锂离子动力电池组成相同电压的动力电池组时,锂离子动力电池使用的串联数目会大大少于铅酸电池和镍氢电池。

如果动力电池中单体电池数量越多,电池组中单体电池的一致性要求就越高,寿命就越不好做,在实际使用过程中电池组有问题分析后,一般是其中一、两个单体电池出问题然后导致整组电池出现问题,因此不难理解为什么48V的铅酸电池比36V的铅酸电池反馈要高,从这个角度上讲锂电更适合动力电池的使用。

例如36V 的锂电只需要10个单体,而36V铅酸电池需要18个单体电池,即3只12V的电池组,而每只12V的铅酸电池有六个单格即六个单体电池组成。

钛酸锂电池:钛酸锂作为锂离子电池负极材料,可与锰酸锂、三元材料或磷酸铁锂等正极材料组成 2.4V或1.9V的锂离子二次电池。

钛酸锂还可以用作正极,与金属锂或锂合金负极组成 1.5V的锂二次电池。

由于钛酸锂的高安全性、高稳定性、长寿命和绿色环保的特点,预计钛酸锂材料在数年后,一定会成为新一代锂离子电池的负极材料而被广泛应用在新能源汽车、电动摩托车和要求高安全性、高稳定性和长周期的应用领域。

钛酸锂电池工作电压 2.4V,最高电压 3.0V,充电电流大于2C。

钛酸锂电池也由四个部分组成:正极、负极、隔膜、电解液、电池壳;钛酸锂特性如下:测试数据表明,在6C充电,6C放电,100%DOD的条件下,钛酸锂单体电池的循环寿命超过25000次,剩余容量超过80%,同时电芯产生的胀气现象不明显,不影响其寿命。

4、钠硫电池钠硫电池是一种以金属钠为负极、硫为正极、陶瓷管为电解质隔膜的二次电池;在一定的工作温度下,钠离子透过电解质隔膜与硫之间发生的可逆反应,形成能量的释放和储存。

钠硫电池是美国福特(Ford)公司于1967年首先发明公布的,至今才40年左右的历史。

电池通常是由正极、负极、电解质、隔膜和外壳等几部分组成。

一般常规二次电池如铅酸电池、镉镍电池等都是由固体电极和液体电解质构成,而钠硫电池则与之相反,它是由熔融液态电极和固体电解质组成的,构成其负极的活性物质是熔融金属钠,正极的活性物质是硫和多硫化钠熔盐,由于硫是绝缘体,所以硫一般是填充在导电的多孔的炭或石墨毡里,固体电解质兼隔膜的是一种专门传导钠离子被称为Al2O3的陶瓷材料,外壳则一般用不锈钢等金属材料。

钠硫电池特色:1)比能量(即电池单位质量或单位体积所具有的有效电能量)高。

其理论比能量为760Wh/Kg,实际已大于150Wh/Kg,是铅酸电池的3-4倍;2)可大电流、高功率放电:其放电电流密度一般可达200-300mA/cm2,瞬时间可放出其3倍的固有能量;3)充放电效率高:由于采用固体电解质,所以没有通常采用液体电解质二次电池的那种自放电及副反应,充放电电流效率几乎100%。

钠硫电池缺陷:钠硫电池工作温度在300-350℃,电池工作时需要一定的加热保温,采用高性能的真空绝热保温技术,可有效地解决这一问题。

钠硫电池已经成功用于削峰填谷、应急电源、风力发电等可再生能源的稳定输出以及提高电力质量等方面。

在国外已经有上百座钠硫电池储能电站在运行,是各种先进二次电池中最为成熟和最具潜力的一种。

5、空气电池空气电池是化学电池的一种,构造原理与干电池相似,所不同的只是它的氧化剂取自空气中的氧,空气电池分类如下:1)锌空气电池( zinc air battery)用活性炭吸附空气中的氧或纯氧作为正极活性物质,以锌为负极,以氯化铵或苛性碱溶液为电解质的一种原电池,称之为锌氧电池。

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