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電動(dòng)汽車電池有幾種類型

2023-04-07 14:14:24 作者:蔡金盛
電動(dòng)汽車電池分兩大類:

1、蓄電池:其中蓄電池適用于純電動(dòng)汽車,包括鉛酸蓄電池、鎳氫電池、鈉硫電池、二次鋰電池、空氣電池、三元鋰電池。

(1)鉛酸蓄電池:鉛酸蓄電池已有100多年的歷史,廣泛用作內(nèi)燃機(jī)汽車的起動(dòng)動(dòng)力源,它也是成熟的電動(dòng)汽車蓄電池,可靠性好、原材料易得、價(jià)格便宜,比功率也基本上能滿足電動(dòng)汽車的動(dòng)力性要求。

(2)鎳氫電池 :優(yōu)勢(shì),電池能量?jī)?chǔ)備大,重量更輕,使用壽命更長(zhǎng),并且對(duì)環(huán)境無污染。劣勢(shì),制造成本太高,性能方面比鋰電池差。

(3)鈉硫電池 :鈉硫電池比能量高,其理論比能量為760W.h/kg,實(shí)際已大于100W.h/kg,是鉛酸電池的3~4倍,另外可大電流、高功率放電,其放電電流密度一般可達(dá)200~300mA/mm2,并瞬時(shí)間可放出其3倍的固有能量。

再一個(gè)是充放電效率高,由于采用固體電解質(zhì),所以沒有通常采用液體電解質(zhì)二次電池的那種自放電及副反應(yīng),充放電電流效率幾乎100%。

(4)二次鋰電池 :該鋰離子二次電池通常包括電極組件,容納該電極組件的容器,及電解液。該電極組件包括極性相反的兩個(gè)電極和隔板。該隔板包括含有陶瓷顆粒簇的多孔膜。

(5)空氣電池 :空氣電池是化學(xué)電池的一種。構(gòu)造原理與干電池相似,所不同的只是它的氧化劑取自空氣中的氧。例如有一種空氣電池,以鋅為負(fù)極,以氫氧化鈉為電解液,而陰極是多孔的活性炭,因此能吸附空氣中的氧以代替一般干電池中的氧化劑(二氧化錳)。

(6)三元鋰電池:優(yōu)勢(shì),相對(duì)于鈷酸鋰電池,三元鋰電池安全性更高。更適合未來新能源汽車電池的發(fā)展趨勢(shì),適合北方天氣,低溫時(shí)電池更加穩(wěn)定。劣勢(shì),電壓太低,能量密度介于磷酸鐵鋰電池和鈷酸鋰電池之間。

2、燃料電池:燃料電池用于燃料電池電動(dòng)汽車,包括堿性燃料電池、磷酸燃料電池、熔融碳酸鹽燃料電池、固體氧化物燃料電池、質(zhì)子交換膜燃料電池、直接甲醇燃料電池。

(1)堿性燃料電池:堿性燃料電池(AFC),也稱為培根燃料電池,以其英國(guó)發(fā)明者弗朗西斯.托馬斯.培根的名字命名,是最發(fā)達(dá)的燃料電池技術(shù)之一。堿性燃料電池消耗氫氣和純氧,以產(chǎn)生飲用水、熱量和電力。它們是最高效的燃料電池之一,有可能達(dá)到70%。

(2)磷酸燃料電池:磷酸鐵鋰電池也是一種鋰電池,其比能量不到鈷酸鋰電池的一半,但是其安全性高,循環(huán)次數(shù)能達(dá)到2000次,放電穩(wěn)定,成為車用動(dòng)力新的選擇。

(3)熔融碳酸鹽燃料電池 :熔融碳酸鹽燃料電池,簡(jiǎn)稱MCFC,是由多孔陶瓷陰極、多孔陶瓷電解質(zhì)隔膜、多孔金屬陽極、金屬極板構(gòu)成的燃料電池,其電解質(zhì)是熔融態(tài)碳酸鹽。

MCFC的優(yōu)點(diǎn)在于工作溫度較高,反應(yīng)速度加快;對(duì)燃料的純度要求相對(duì)較低,可以對(duì)燃料進(jìn)行電池內(nèi)重整;不需貴金屬催化劑,成本較低;采用液體電解質(zhì),較易操作。

不足之處在于,高溫條件下液體電解質(zhì)的管理較困難,長(zhǎng)期操作過程中,腐蝕和滲漏現(xiàn)象嚴(yán)重 ,降低了電池的壽命。

(4)固體氧化物燃料電池:固體氧化物燃料電池屬于第三代燃料電池,是一種在中高溫下直接將儲(chǔ)存在燃料和氧化劑中的化學(xué)能高效、環(huán)境友好地轉(zhuǎn)化成電能的全固態(tài)化學(xué)發(fā)電裝置,是幾種燃料電池中,理論能量密度最高的一種。被普遍認(rèn)為是在未來會(huì)與質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)一樣得到廣泛普及應(yīng)用的一種燃料電池。

(5)質(zhì)子交換膜燃料電池:質(zhì)子交換膜燃料電池單體主要由膜電極、密封圈、和帶有導(dǎo)氣通道的流場(chǎng)板組成。膜電極是質(zhì)子交換膜燃料電池的核心部分,中間是一層很薄的膜,(質(zhì)子交換膜 )這種膜不傳導(dǎo)電子,是氫離子的優(yōu)良導(dǎo)體,它既作為電解質(zhì)提供氫離子的通道,又作為隔膜隔離兩極反應(yīng)氣體。

膜的兩邊是氣體電極,由碳紙和催化劑組成,陽極為氫電極,陰極為氧電極。流場(chǎng)板通常由石墨制成。質(zhì)子交換膜燃料電池以氫為燃料。多個(gè)電池單體根據(jù)需要串聯(lián)或并聯(lián),組成不同功率的電池組(電堆)。

(6)直接甲醇燃料電池:直接甲醇燃料電池或DMFC是質(zhì)子交換燃料電池的一個(gè)子類別,其中甲醇用作燃料。它們的主要優(yōu)點(diǎn)是易于運(yùn)輸甲醇,這是一種能量密集但在所有環(huán)境條件下都相當(dāng)穩(wěn)定的液體。

而DMFC的熱力學(xué)理論能量轉(zhuǎn)換效率為97%;目前可實(shí)現(xiàn)的可操作電池的能量轉(zhuǎn)換效率達(dá)到30%–40%。對(duì)提高運(yùn)營(yíng)效率的有希望的方法進(jìn)行了深入研究。在假設(shè)的甲醇經(jīng)濟(jì)性中,更高效的直接燃料電池將在甲醇作為一般能源傳輸介質(zhì)的理論使用中發(fā)揮關(guān)鍵作用。

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