Čo je napájacia batéria?
Technológia batérií je skvelý vynález s nádhernou a dlhou históriou. Anglický"Batéria" Batéria sa prvýkrát objavila v roku 1749. Prvýkrát ju použil americký vynálezca Benjamin Franklin, keď použil sériu kondenzátorov na vykonávanie elektrických experimentov. . Použil zriedenú kyselinu sírovú ako elektrolyt na vyriešenie problému polarizácie batérie a vyrobil prvú nepolarizovanú zinkovo-medenú batériu, ktorá dokáže udržiavať vyvážený prúd, tiež známu ako"Daniel batéria."
V roku 1860 vynašiel France's Plante batériu, ktorá využíva olovo ako elektródu, ktorá je tiež predchodcom akumulátorovej batérie; v tom istom čase francúzsky's Lakeland vynašiel uhlíkovo-zinkovú batériu, čím priniesol technológiu batérií do oblasti suchých batérií.
Komerčné využitie technológie batérií sa začalo so suchými batériami. Vynašiel ju Brit Hellerson v roku 1887 a sériovo vyrábaný v Spojených štátoch v roku 1896. V rovnakom čase Thomas Edison vynašiel v roku 1890 nabíjateľnú železo-niklovú batériu, ktorá bola tiež realizovaná v roku 1910. Komercializovaná hromadná výroba.
Odvtedy, vďaka komercializácii, technológia batérií ohlásila éru rýchleho pokroku. Thomas Edison vynašiel alkalické batérie v roku 1914, Schlecht a Akermann vynašli v roku 1934 spekané platne pre nikel-kadmiové batérie a Neumann vyvinul v roku 1947 uzavreté niklové batérie. Kadmiové batérie, Lew Urry (Energizer) vyvinul malé alkalické batérie v roku 1949, čím sa začala éra alkalické batérie.
Po vstupe do 70. rokov minulého storočia bola technológia batérií ovplyvnená energetickou krízou a postupne sa vyvíjala smerom k fyzickej sile. Okrem neustáleho pokroku technológie solárnych článkov, ktorý sa objavil v roku 1954, boli postupne vynájdené a komercializované lítiové batérie a nikel-metal hydridové batérie.
Čo je napájacia batéria? Rozdiel medzi nimi a bežnými batériami
Zdroj energie nových energetických vozidiel je vo všeobecnosti založený hlavne na batériách. Napájacia batéria je vlastne druh zdroja energie, ktorý poskytuje zdroj energie na prepravu. Hlavné rozdiely medzi nimi a bežnými batériami sú:
1. Odlišná povaha
Napájacia batéria sa vzťahuje na batériu, ktorá poskytuje energiu na prepravu, vo všeobecnosti v porovnaní s malou batériou, ktorá poskytuje energiu pre prenosné elektronické zariadenia; zatiaľ čo bežná batéria je druh lítiového kovu alebo zliatiny lítia ako materiál zápornej elektródy, pričom sa používa nevodný roztok elektrolytu. Primárna batéria sa líši od lítium-iónovej batérie a lítium-iónovej polymérovej batérie.
Po druhé, kapacita batérie je iná
V prípade nových batérií použite na test kapacity batérie merač vybitia. Vo všeobecnosti je kapacita napájacích batérií približne 1000-1500mAh; zatiaľ čo kapacita bežných batérií je nad 2 000 mAh a niektoré môžu dosiahnuť 3 400 mAh.
Po tretie, vybíjací výkon je iný
Napájacia batéria s kapacitou 4200 mAh dokáže vybiť energiu za pár minút, ale bežné batérie to nedokážu vôbec, takže vybíjacia kapacita bežných batérií je úplne neporovnateľná s napájacími batériami. Najväčší rozdiel medzi napájacou batériou a bežnou batériou je jej veľký vybíjací výkon a vysoká merná energia. Keďže sa napájacia batéria používa hlavne na napájanie vozidla, má vyšší vybíjací výkon ako bežné batérie.
Štyri rôzne aplikácie
Batérie, ktoré poskytujú hnaciu energiu pre elektrické vozidlá, sa nazývajú napájacie batérie, vrátane tradičných olovených batérií, nikel-metal hydridových batérií a vznikajúcich lítium-iónových napájacích batérií, ktoré sa delia na napájacie batérie typu napájania (hybridné vozidlá) a energetické batérie (čisto elektrické vozidlá); Lítiové batérie používané v produktoch spotrebnej elektroniky, ako sú mobilné telefóny a notebooky, sa vo všeobecnosti súhrnne označujú ako lítiové batérie, aby sa odlíšili od napájacích batérií používaných v elektrických vozidlách.
Súčasné hlavné typy napájacích batérií
Technológia olovených batérií, technológia nikel-vodíkových batérií, technológia palivových článkov a technológia lítiových batérií sú stále hlavnými technológiami na trhu.
Olovené akumulátory
Olovená batéria má najdlhšiu históriu použitia a najvyspelejšiu technológiu. Je to batéria s najnižšími nákladmi a cenou a dosiahla sériovú výrobu. Spomedzi nich sa ventilom regulovaná hermeticky uzavretá olovená batéria (VRLA) kedysi stala dôležitou napájacou batériou vozidiel, ktorá sa používala v EV a HEV vyvinutých mnohými európskymi a americkými automobilovými spoločnosťami, ako napríklad Saturn a EVI vyvinuté GM v r. 80. a 90. roky 20. storočia. Elektromobily atď.
Avšak olovené batérie majú nízku špecifickú energiu, krátku životnosť batérie, vysokú rýchlosť samovybíjania a nízku životnosť; ich hlavnou surovinou je olovo a pri výrobe a recyklácii môže dochádzať k znečisteniu životného prostredia ťažkými kovmi. Preto sa v súčasnosti olovené batérie používajú najmä do zapaľovacích zariadení pri štartovaní automobilov a malých zariadení, ako sú elektrické bicykle.
NiMH batérie
Batérie Ni/MH majú dobrú odolnosť proti prebitiu a nadmernému vybitiu. Neexistuje žiadny problém so znečistením ťažkými kovmi a počas pracovného procesu nedôjde k zvýšeniu alebo zníženiu elektrolytu, čo môže dosiahnuť utesnený dizajn a bezúdržbový. V porovnaní s olovenými batériami a nikel-kadmiovými batériami majú nikel-vodíkové batérie vyššiu špecifickú energiu, špecifický výkon a životnosť cyklu.
Nevýhodou je, že batéria má slabý pamäťový efekt a s postupom cyklu nabíjania a vybíjania, zliatina na skladovanie vodíka postupne stráca svoju katalytickú schopnosť a postupne sa bude zvyšovať vnútorný tlak batérie, čo ovplyvňuje použitie batérie. Okrem toho vysoká cena kovového niklu vedie aj k vyšším nákladom.
Pokiaľ ide o kľúčové materiály, nikel-metal hydridové batérie sa skladajú hlavne z kladnej elektródy, zápornej elektródy, separátora a elektrolytu. Kladnou elektródou je niklová elektróda (Ni(OH)2); záporná elektróda všeobecne používa hydrid kovu (MH); elektrolyt je hlavne kvapalina a hlavnou zložkou je vodík. Oxid draselný (KOH). V súčasnosti sa výskumné zameranie nikel-vodíkovej batérie sústreďuje najmä na kladné a záporné elektródové materiály a jej technologický výskum a vývoj je pomerne vyspelý.
Ni-MH batérie pre vozidlá boli sériovo vyrábané a používané a sú najpoužívanejším typom automobilových batérií pri vývoji hybridných vozidiel. Najtypickejším predstaviteľom je Toyota Prius, ktorá je v súčasnosti najväčším sériovo vyrábaným hybridným vozidlom. PEVE, spoločný podnik medzi spoločnosťami Toyota a Panasonic, je v súčasnosti najväčším svetovým výrobcom niklovo-vodíkových batérií.
Teraz, keď sa nikel-metal hydridové batérie stiahli z radov bežných napájacích batérií, prečo sa Toyota drží tábora nikel-metal hydridových batérií?
To hovorí o najväčšej výhode Ni-MH batérie: super výdrž!
Kedysi slávne americké automobilové médiá vykonali porovnávací test prvej generácie modelu Prius, ktorý sa používal desať rokov. Výsledky testov ukazujú, že po 10 rokoch najazdenia 330 000 kilometrov pri modeli Prius prvej generácie s nikel-metal hydridovými batériami, v porovnaní s údajmi nového vozidla, zostala spotreba paliva aj výkon na rovnakej úrovni. Hybridný systém a akumulátor Ni-MH stále fungujú normálne.
Navyše, ani po najazdení 330 000 kilometrov za desať rokov používania nemal tento Prius prvej generácie žiadne problémy s nikel-metal hydridovým akumulátorom. Pred desiatimi rokmi ľudia spochybňovali situáciu, že degradácia kapacity batérie výrazne ovplyvní spotrebu paliva a výkon. Neukázalo sa to ani' Z tohto hľadiska majú Japonci, ktorí boli vždy prísni a konzervatívni, svoje vlastné jedinečné dôvody pre svoju lásku k niklovo-vodíkovým batériám.
Palivový článok
Palivový článok je zariadenie na výrobu energie, ktoré priamo premieňa chemickú energiu v palive a oxidante na elektrickú energiu. Palivo a vzduch sa privádzajú do palivového článku oddelene a vyrába sa elektrina. Z vonkajšej strany má kladné a záporné elektródy a elektrolyty atď., ako batéria, ale v skutočnosti nemôže"ukladať" ale"elektráreň".
V porovnaní s bežnými chemickými batériami môžu palivové články dopĺňať palivo, zvyčajne vodík. Niektoré palivové články môžu využívať metán a benzín ako palivo, ale zvyčajne sú obmedzené na priemyselné aplikácie, ako sú elektrárne a vysokozdvižné vozíky. Základným princípom vodíkového palivového článku je reverzná reakcia elektrolýzy vody. Vodík a kyslík sa privádzajú do anódy a katódy. Potom, čo vodík difunduje von cez anódu a reaguje s elektrolytom, elektróny sa uvoľňujú do katódy prostredníctvom externej záťaže.
Princíp činnosti vodíkového palivového článku je: posielanie vodíkového plynu na anódovú platňu (zápornú elektródu) palivového článku. Po pôsobení katalyzátora (platiny) sa elektrón v atóme vodíka oddelí a vodíkový ión (protón), ktorý stratil elektrón, prechádza cez protón. Výmenná membrána dosiahne katódovú dosku (kladnú elektródu) palivového článku a elektróny nemôžu prejsť cez membránu na výmenu protónov. Tento elektrón môže prejsť iba vonkajším obvodom, aby dosiahol katódovú dosku palivového článku, čím generuje prúd vo vonkajšom obvode.
Keď elektróny dosiahnu katódovú platňu, rekombinujú sa s atómami kyslíka a vodíkovými iónmi za vzniku vody. Pretože kyslík privádzaný na katódovú platňu je možné získať zo vzduchu, pokiaľ je anódová platňa nepretržite zásobovaná vodíkom, katódová platňa je zásobovaná vzduchom a vodná para sa včas odoberá, elektrická energia môže byť nepretržite dodávané.
Elektrina generovaná palivovým článkom je dodávaná do elektromotora cez meniče, ovládače a ďalšie zariadenia a následne sú kolesá poháňané do otáčania cez prevodový systém, hnaciu nápravu atď., aby vozidlo mohlo jazdiť po ceste. V porovnaní s tradičnými vozidlami je účinnosť premeny energie vozidiel s palivovými článkami až 60 až 80 %, čo je 2 až 3-násobok účinnosti spaľovacích motorov.
Palivom palivového článku je vodík a kyslík a produktom je čistá voda. Neprodukuje oxid uhoľnatý a oxid uhličitý, ani nevypúšťa síru a častice. Vozidlá na vodíkové palivové články sú preto skutočne vozidlá s nulovými emisiami a nulovým znečistením a vodíkové palivo je dokonalým zdrojom energie vozidla!
