Šta je baterija za napajanje?
Tehnologija baterija je sjajan izum sa predivnom i dugom istorijom. Engleski"Baterija" baterije se prvi put pojavio 1749. Prvi ga je upotrijebio američki izumitelj Benjamin Franklin kada je koristio niz kondenzatora za provođenje električnih eksperimenata. . Koristio je razrijeđenu sumpornu kiselinu kao elektrolit za rješavanje problema polarizacije baterije i proizveo prvu nepolariziranu cink-bakarnu bateriju koja može održavati uravnoteženu struju, također poznatu kao"Daniel baterija."
1860. godine, francuski&Plante izumio je bateriju koja koristi olovo kao elektrodu, koja je ujedno i prethodnica baterije za skladištenje; u isto vrijeme, francuski's Lakeland je izumio karbonsko-cink bateriju, donoseći tehnologiju baterija u polje suhih baterija.
Komercijalna upotreba tehnologije baterija počela je sa suhim baterijama. Izumio ju je Britanac Hellerson 1887. i masovno proizvodio u Sjedinjenim Državama 1896. U isto vrijeme, Thomas Edison je 1890. izumio punjivu gvožđe-nikl bateriju, koja je takođe realizovana 1910. Komercijalizovana masovna proizvodnja.
Od tada, zahvaljujući komercijalizaciji, tehnologija baterija je uvela eru brzog napretka. Thomas Edison je izumio alkalne baterije 1914. godine, Schlecht i Akermann su izumili sinterirane ploče za nikl-kadmijumske baterije 1934. godine, a Neumann je 1947. godine razvio zapečaćene niklove baterije. alkalne baterije.
Nakon ulaska u 1970-te, tehnologija baterija je bila pogođena energetskom krizom i postepeno se razvijala u pravcu fizičke snage. Pored kontinuiranog napretka tehnologije solarnih ćelija koje se pojavilo 1954. godine, litijumske baterije i nikl-metal hidridne baterije su postepeno izumljene i komercijalizovane.
Šta je baterija za napajanje? Razlika između njega i običnih baterija
Izvor energije novih energetskih vozila uglavnom je baziran na električnim baterijama. Baterija za napajanje je zapravo vrsta izvora energije koji obezbeđuje izvor energije za transport. Glavne razlike između njega i običnih baterija su:
1. Različiti u prirodi
Baterija za napajanje se odnosi na bateriju koja osigurava napajanje za transport, općenito u odnosu na malu bateriju koja osigurava energiju za prijenosnu elektroničku opremu; dok je obična baterija vrsta metala litija ili legure litija kao materijala negativne elektrode, koristeći ne-vodeni rastvor elektrolita. Primarna baterija se razlikuje od litijum-jonske baterije i litijum-jonske polimerne baterije.
Drugo, kapacitet baterije je drugačiji
U slučaju novih baterija, koristite mjerač pražnjenja za testiranje kapaciteta baterije. Općenito, kapacitet baterija je oko 1000-1500 mAh; dok je kapacitet običnih baterija iznad 2000mAh, a neke mogu doseći i 3400mAh.
Treće, snaga pražnjenja je drugačija
Baterija od 4200 mAh može isprazniti struju za samo nekoliko minuta, ali obične baterije' to uopće ne mogu, tako da je kapacitet pražnjenja običnih baterija potpuno neuporediv sa energetskim baterijama. Najveća razlika između električne baterije i obične baterije je njena velika snaga pražnjenja i visoka specifična energija. Budući da se akumulator uglavnom koristi za napajanje vozila energijom, ima veću snagu pražnjenja od običnih baterija.
Četiri, različite aplikacije
Baterije koje obezbeđuju pogonsku snagu za električna vozila nazivaju se energetskim baterijama, uključujući tradicionalne olovno-kiselinske baterije, nikl-metal hidridne baterije i nove litijum-jonske baterije, koje su podeljene na energetske baterije (hibridna vozila) i energetske baterije (čista električna vozila); Litijumske baterije koje se koriste u potrošačkim elektronskim proizvodima kao što su mobilni telefoni i notebook računari generalno se zajednički nazivaju litijumskim baterijama kako bi se razlikovale od energetskih baterija koje se koriste u električnim vozilima.
Trenutne glavne vrste baterija
Tehnologija olovnih baterija, tehnologija nikl-vodikovih baterija, tehnologija gorivnih ćelija i tehnologija litijumskih baterija i dalje su glavne tehnologije na tržištu.
Olovne baterije
Olovno-kiselinska baterija ima najdužu povijest primjene i najzreliju tehnologiju. To je baterija s najnižom cijenom i najnižom cijenom, a postigla je masovnu proizvodnju. Među njima, zatvorena olovno-kiselinska baterija regulisana ventilom (VRLA) je nekada postala važna baterija za napajanje vozila, koja se koristila u EV i HEV-u koje su razvile mnoge evropske i američke automobilske kompanije, kao što su Saturn i EVI koje je razvio GM u 1980-ih i 1990-ih, respektivno. Električni automobili itd.
Međutim, olovno-kiselinske baterije imaju nisku specifičnu energiju, kratko trajanje baterije, visoku stopu samopražnjenja i kratak vijek trajanja; njihova glavna sirovina olovo je teška, a može doći do zagađenja okoliša teškim metalima tokom proizvodnje i recikliranja. Stoga se trenutno olovno-kiselinske baterije uglavnom koriste za uređaje za paljenje pri pokretanju automobila i manju opremu kao što su električni bicikli.
NiMH baterije
Ni/MH baterije imaju dobru otpornost na prekomjerno punjenje i prekomjerno pražnjenje. Ne postoji problem zagađenja teškim metalima i neće biti povećanja ili smanjenja elektrolita tokom radnog procesa, što može postići zapečaćeni dizajn i bez održavanja. U poređenju sa olovno-kiselinskim baterijama i nikl-kadmijum baterijama, nikl-vodonik baterije imaju veću specifičnu energiju, specifičnu snagu i životni vek.
Nedostatak je što baterija ima loš memorijski efekat, a sa napredovanjem ciklusa punjenja i pražnjenja, legura za skladištenje vodika postepeno gubi svoju katalitičku sposobnost, a unutrašnji pritisak baterije će se postepeno povećavati, što utiče na upotrebu baterije. baterija. Osim toga, skupa cijena metala nikla također dovodi do većih troškova.
Što se tiče ključnih materijala, nikl-metal hidridne baterije se uglavnom sastoje od pozitivne elektrode, negativne elektrode, separatora i elektrolita. Pozitivna elektroda je niklova elektroda (Ni(OH)2); negativna elektroda uglavnom koristi metalni hidrid (MH); elektrolit je uglavnom tečan, a glavna komponenta je vodonik. Kalijum oksid (KOH). Trenutno je fokus istraživanja nikl-vodikovih baterija uglavnom na materijalima pozitivnih i negativnih elektroda, a njihovo tehnološko istraživanje i razvoj je relativno zrelo.
Ni-MH baterije za vozila su se masovno proizvodile i upotrebljavale, te su najrasprostranjeniji tip akumulatora za vozila u razvoju hibridnih vozila. Najtipičniji predstavnik je Toyota Prius, koja je trenutno najveće masovno proizvedeno hibridno vozilo. PEVE, zajedničko ulaganje Toyote i Panasonica, trenutno je najveći svjetski' proizvođač nikl-vodikovih baterija.
Sada kada su se nikl-metal hidridne baterije povukle iz redova mainstream energetskih baterija, zašto se Toyota drži tabora nikl-metal hidridnih baterija?
Ovo mora da govori o najvećoj prednosti Ni-MH baterije: super izdržljivosti!
Svojevremeno su poznati američki automobilski mediji obavili uporedni test prve generacije Priusa koji se koristio deset godina. Rezultati testiranja pokazuju da nakon 10 godina vožnje od 330.000 kilometara za model Prius prve generacije sa nikl-metal hidridnim baterijama, upoređujući ga sa podacima novog automobila, performanse potrošnje goriva i snage ostaju na istom nivou. Hibridni sistem i Ni-MH baterija i dalje rade normalno.
Osim toga, čak i nakon što je prešao 330.000 kilometara u deset godina korištenja, ova prva generacija Priusa nikada nije imala problema sa nikl-metal hidridnom baterijom. Prije deset godina ljudi su dovodili u pitanje situaciju da bi degradacija kapaciteta baterije uvelike utjecala na potrošnju goriva i performanse snage. Ni'nije se pojavio. Sa ove tačke gledišta, Japanci koji su oduvek bili rigorozni i konzervativni imaju svoje jedinstvene razloge za svoju ljubav prema nikl-vodonik baterijama.
Goriva ćelija
Goriva ćelija je uređaj za proizvodnju energije koji direktno pretvara hemijsku energiju u gorivu i oksidansu u električnu energiju. Gorivo i zrak ulaze odvojeno u gorivu ćeliju, a proizvodi se električna energija. Izvana, ima pozitivne i negativne elektrode i elektrolite itd., kao baterija, ali u stvari ne može"skladištenje" ali"elektrana".
U poređenju sa običnim hemijskim baterijama, gorive ćelije mogu dopuniti gorivo, obično vodonik. Neke gorive ćelije mogu koristiti metan i benzin kao gorivo, ali su obično ograničene na industrijske primjene kao što su elektrane i viljuškari. Osnovni princip vodonične gorivne ćelije je obrnuta reakcija elektrolize vode. Vodik i kiseonik se dovode do anode i katode. Nakon što vodik difundira kroz anodu i reagira s elektrolitom, elektroni se oslobađaju na katodu kroz vanjsko opterećenje.
Princip rada vodonične gorivne ćelije je: slanje plinovitog vodonika na anodnu ploču (negativnu elektrodu) gorivne ćelije. Nakon djelovanja katalizatora (platine), elektron u atomu vodika se odvaja, a vodikov ion (proton) koji je izgubio elektron prolazi kroz proton. Izmjenjivačka membrana dolazi do katodne ploče (pozitivne elektrode) gorivne ćelije, a elektroni ne mogu proći kroz membranu za izmjenu protona. Ovaj elektron može proći samo kroz vanjski krug kako bi stigao do katodne ploče gorivne ćelije, stvarajući tako struju u vanjskom kolu.
Nakon što elektroni stignu do katodne ploče, rekombiniraju se s atomima kisika i vodikovim ionima kako bi formirali vodu. Budući da se kisik koji se dovodi do katodne ploče može dobiti iz zraka, sve dok se anodna ploča neprekidno opskrbljuje vodonikom, katodna ploča se napaja zrakom, a vodena para se vremenom oduzima, električna energija se može kontinuirano isporučeno.
Električna energija koju proizvodi gorivna ćelija se preko invertera, kontrolera i drugih uređaja dovodi do elektromotora, a zatim se točkovi pokreću da se rotiraju kroz sistem prenosa, pogonsku osovinu itd., kako bi vozilo moglo da se kreće po cesti. U poređenju sa tradicionalnim vozilima, efikasnost pretvorbe energije kod vozila na gorive ćelije je čak 60 do 80%, što je 2 do 3 puta više od motora sa unutrašnjim sagorevanjem.
Gorivo gorivne ćelije je vodonik i kiseonik, a proizvod je čista voda. Ne proizvodi ugljični monoksid i ugljični dioksid, niti emituje sumpor i čestice. Stoga su vozila na vodikove gorivne ćelije zaista vozila sa nultom emisijom i nultim zagađenjem, a vodonično gorivo je savršen izvor energije za vozila!
