動力電池的主要種類有哪些?


目前市場上主流技術仍以鉛酸電池技術、鎳氫電池技術、燃料電池技術、鋰電池技術為(wei) 主。

鉛酸蓄電池

鉛酸蓄電池的應用曆史最長,技術最為(wei) 成熟,是成本、售價(jia) 最低廉的蓄電池,已實現大批量生產(chan) 。其中閥控式密封鉛酸蓄電池(VRLA)一度成為(wei) 重要的車用動力電池,應用在眾(zhong) 多歐美汽車公司開發的EV和HEV上,例如通用在20世紀80年代和90年代分別開發出的Saturn和EVI電動汽車等。

但是,鉛酸電池的比能量較低,續航時間短,自放電率高,循環壽命低;其主要原料鉛的重量大,而且在生產(chan) 和回收過程中可能產(chan) 生重金屬的環境汙染。所以,目前鉛酸電池主要用於(yu) 汽車啟動時的點火裝置,以及電動自行車等小型設備。

鎳氫電池

鎳氫(Ni/MH)電池具有良好的耐過充、過放能力,不存在重金屬汙染問題,而且在工作過程中不會(hui) 出現電解液增減現象,可以實現密封設計、免維護。與(yu) 鉛酸電池和鎳鎘電池相比,鎳氫電池具有較高的比能量、比功率及循環壽命。

其缺點是電池具有的記憶效應較差,而且隨著充放電循環的進行,貯氫合金逐漸失去催化能力,電池內(nei) 壓會(hui) 逐漸升高,影響到電池的使用。此外,鎳金屬昂貴的價(jia) 格,也導致成本較高。

在關(guan) 鍵材料上,鎳氫電池主要由正極、負極、隔膜和電解質構成,正極為(wei) 鎳電極(Ni(OH)2);負極一般采用金屬氫化物(MH);電解質主要為(wei) 液體(ti) ,主要成份是氫氧化鉀(KOH)。目前鎳氫電池的研究重點主要在正、負極材料上,其技術研發相比較成熟。

車用鎳氫電池已實現了批量生產(chan) 和使用,是混合動力汽車研製中應用最多的車載電池類型。最典型的代表即目前混合動力汽車量產(chan) 規模最大的豐(feng) 田Prius。豐(feng) 田與(yu) 鬆下合資成立的PEVE公司是目前世界最大的鎳氫動力電池製造商。

燃料電池

燃料電池是一種將存在於(yu) 燃料與(yu) 氧化劑中的化學能直接轉化為(wei) 電能的發電裝置。燃料和空氣分別送進燃料電池,電就被生產(chan) 出來。它從(cong) 外表上看有正負極和電解質等,像一個(ge) 蓄電池,但實質上它不能“儲(chu) 電”而是一個(ge) “發電廠”。

和普通化學電池相比,燃料電池可以補充燃料,通常是補充氫氣。一些燃料電池能使用甲烷和汽油作為(wei) 燃料,但通常是限製在電廠和叉車等工業(ye) 領域使用。氫燃料電池基本原理是電解水的逆反應,把氫和氧分別供給陽極和陰極,氫通過陽極向外擴散和電解質發生反應後,放出電子通過外部的負載到達陰極。

氫燃料電池的工作原理是:將氫氣送到燃料電池的陽極板(負極),經過催化劑(鉑)的作用,氫原子中的一個(ge) 電子被分離出來,失去電子的氫離子(質子)穿過質子交換膜,到達燃料電池陰極板(正極),而電子是不能通過質子交換膜的,這個(ge) 電子,隻能經外部電路,到達燃料電池陰極板,從(cong) 而在外電路中產(chan) 生電流。

鋰離子電池

車用鋰離子動力電池是在一次性鋰電池基礎上發展起來的,是目前純電動車用電池研發的主要方向。鋰離子電池具有無記憶性、自放電率低、環保、高比能量、高比功率等諸多優(you) 點,是繼鎳氫電池之後,最受研發機構和汽車廠商青睞的潛力車載電池。


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