Què és una bateria elèctrica? Quina diferència hi ha entre la bateria elèctrica i la bateria normal?
La tecnologia de les bateries és un gran invent amb una història meravellosa i llarga. L'anglès"Bateria" de bateria va aparèixer per primera vegada l'any 1749. Va ser utilitzat per primera vegada per l'inventor nord-americà Benjamin Franklin quan va utilitzar una sèrie de condensadors per dur a terme experiments elèctrics. . Va utilitzar àcid sulfúric diluït com a electròlit per resoldre el problema de polarització de la bateria i va produir la primera bateria de zinc-coure no polaritzada que pot mantenir un corrent equilibrat, també coneguda com la bateria"Bateria Daniel."
El 1860, Plante de França&va inventar una bateria amb plom com a elèctrode, que també era la predecessora d'una bateria d'emmagatzematge; al mateix temps, Recrans de França&va inventar la bateria de carboni-zinc, portant la tecnologia de les bateries al camp de les bateries seques.
L'ús comercial de la tecnologia de les bateries va començar amb les bateries seques. Va ser inventat pel britànic Hellerson el 1887 i produït en sèrie als Estats Units el 1896. Al mateix temps, Thomas Edison va inventar la bateria recarregable de ferro-níquel el 1890, que també es va realitzar el 1910. La producció en massa va comercialitzar.
Des de llavors, gràcies a la comercialització, la tecnologia de les bateries va iniciar una era de ràpids avenços. Thomas Edison va inventar les piles alcalines el 1914, Schlecht i Akermann van inventar plaques sinteritzades per a bateries de níquel-cadmi el 1934, i Neumann va desenvolupar el níquel segellat el 1947. Les bateries de cadmi, Lew Urry (Energizer) va desenvolupar petites piles alcalines el 1949, us piles alcalines.
Després d'entrar a la dècada de 1970, la tecnologia de les bateries es va veure afectada per la crisi energètica i es va desenvolupar gradualment en la direcció de l'energia física. A més de l'avenç continu de la tecnologia de cèl·lules solars que va aparèixer el 1954, es van inventar i comercialitzar gradualment les bateries de liti i les bateries de níquel-hidrur metàl·lic.
Què és una bateria elèctrica? La diferència entre aquest i les bateries ordinàries
La font d'energia dels vehicles d'energia nova es basa generalment en bateries d'energia. La bateria d'alimentació és en realitat una mena de font d'alimentació que proporciona la font d'energia per al transport. Les principals diferències entre aquest i les bateries ordinàries són:
1. De naturalesa diferent
La bateria d'energia es refereix a la bateria que proporciona energia per al transport, generalment en relació a la bateria petita que proporciona energia per als equips electrònics portàtils; mentre que la bateria ordinària és una mena de metall de liti o aliatge de liti com a material d'elèctrode negatiu, utilitzant una solució d'electròlit no aquosa. La bateria primària és diferent de la bateria d'ions de liti recarregable i la bateria de polímer d'ions de liti.
Segon, la capacitat de la bateria és diferent
En el cas de piles noves, utilitzeu un mesurador de descàrrega per comprovar la capacitat de la bateria. En general, la capacitat de les bateries d'alimentació és d'uns 1000-1500mAh; mentre que la capacitat de les bateries ordinàries és superior a 2000 mAh i algunes poden arribar als 3400 mAh.
Tres, la potència de descàrrega és diferent
Una bateria de 4200 mAh pot descarregar l'energia en pocs minuts, però les bateries ordinàries no ho poden fer en absolut, de manera que la capacitat de descàrrega de les bateries normals és completament incomparable amb les bateries d'energia. La diferència més gran entre una bateria de potència i una bateria ordinària és la seva gran potència de descàrrega i una gran energia específica. Com que la bateria d'alimentació s'utilitza principalment per al subministrament d'energia del vehicle, té una potència de descàrrega més gran que les bateries ordinàries.
Quatre aplicacions diferents
Les bateries que proporcionen energia de conducció per als vehicles elèctrics s'anomenen bateries de potència, incloses les tradicionals bateries de plom-àcid, bateries de níquel-hidrur metàl·lic i la bateria emergent d'ions de liti, que es divideixen en bateries de potència (vehicles híbrids) i bateries de potència de tipus energètic (vehicles elèctrics purs); Les bateries de liti utilitzades en productes electrònics de consum, com ara telèfons mòbils i ordinadors portàtils, generalment s'anomenen bateries de liti per distingir-les de les bateries d'energia que s'utilitzen en vehicles elèctrics.
Els principals tipus actuals de bateries d'alimentació
La tecnologia de la bateria de plom-àcid, la tecnologia de la bateria de níquel-hidrogen, la tecnologia de la pila de combustible i la tecnologia de la bateria de liti segueixen sent les principals tecnologies del mercat.
Bateries de plom-àcid
La bateria de plom-àcid té la història d'aplicacions més llarga i la tecnologia més madura. És la bateria amb el cost i el preu més baix, i ha aconseguit una producció massiva. Entre ells, la bateria de plom-àcid segellada regulada per vàlvules (VRLA) es va convertir una vegada en una important bateria d'energia del vehicle, que es va utilitzar en els EV i HEV desenvolupats per moltes empreses d'automòbils europees i americanes, com ara el Saturn i l'EVI desenvolupats per GM a la dècada de 1980 i 1990, respectivament. Cotxes elèctrics, etc.
No obstant això, les bateries de plom-àcid tenen una energia específica baixa, una durada curta de la bateria, una alta taxa d'autodescàrrega i una vida útil baixa; la seva principal matèria primera és pesada i la contaminació ambiental per metalls pesants pot produir-se durant la producció i el reciclatge. Per tant, actualment, les bateries de plom-àcid s'utilitzen principalment per a dispositius d'encesa quan s'encenen els cotxes i equips petits com ara bicicletes elèctriques.
bateries NiMH
Les bateries Ni/MH tenen una bona resistència a la sobrecàrrega i la sobredescàrrega. No hi ha cap problema de contaminació per metalls pesants i no hi haurà augment o disminució d'electròlits durant el procés de treball, cosa que pot aconseguir un disseny segellat i sense manteniment. En comparació amb les bateries de plom-àcid i les bateries de níquel-cadmi, les bateries de níquel-hidrogen tenen una energia específica, una potència específica i una vida útil més alta.
El desavantatge és que la bateria té un efecte de memòria deficient i, amb el progrés del cicle de càrrega i descàrrega, l'aliatge d'emmagatzematge d'hidrogen perd gradualment la seva capacitat catalítica i la pressió interna de la bateria augmentarà gradualment, la qual cosa afecta l'ús de la bateria. pila. A més, el preu car del níquel metall també comporta uns costos més elevats.
Pel que fa als materials clau, les bateries d'hidrur de níquel-metall es componen principalment d'elèctrode positiu, elèctrode negatiu, separador i electròlit. L'elèctrode positiu és l'elèctrode de níquel (Ni(OH)2); l'elèctrode negatiu utilitza generalment hidrur metàl·lic (MH); l'electròlit és principalment líquid i el component principal és l'hidrogen. Òxid de potassi (KOH). Actualment, el focus de recerca de la bateria de níquel-hidrogen es centra principalment en els materials d'elèctrodes positius i negatius, i la seva recerca i desenvolupament tecnològic és relativament madur.
Les bateries de Ni-MH per a vehicles s'han produït i utilitzat en massa, i són el tipus de bateries de vehicles més utilitzat en el desenvolupament de vehicles híbrids. El representant més típic és el Toyota Prius, que actualment és el vehicle híbrid més gran produït en sèrie. PEVE, una empresa conjunta entre Toyota i Panasonic, és actualment el principal fabricant mundial&de bateries d'energia de níquel-hidrogen.
Ara que les bateries d'hidrur de níquel-metall s'han retirat de les files de les bateries d'energia convencionals, per què Toyota s'adhereix al camp de les bateries d'hidrur de níquel-metall?
Això s'ha de dir que el major avantatge de les bateries Ni-MH: súper durabilitat!
Una vegada els famosos mitjans de comunicació nord-americans de l'automòbil van realitzar una prova comparativa amb un Prius de primera generació que s'havia utilitzat durant deu anys. Els resultats de les proves mostren que després de 10 anys de conducció de 330.000 quilòmetres per al model Prius de primera generació amb bateries de níquel-hidrur metàl·lic, comparant-ho amb les dades del nou cotxe, tant el consum de combustible com el rendiment de potència es mantenen al mateix nivell. El sistema híbrid i el paquet de bateries Ni-MH encara funcionen amb normalitat.
A més, fins i tot després de recórrer 330.000 quilòmetres en deu anys d'ús, aquest Prius de primera generació mai ha tingut cap problema amb la seva bateria d'hidrur de níquel-metall. Fa deu anys, la gent va qüestionar la situació que la degradació de la capacitat de la bateria afectaria molt el consum de combustible i el rendiment energètic. Tampoc va aparèixer'. Des d'aquest punt de vista, els japonesos, que sempre han estat rigorosos i conservadors, tenen les seves pròpies raons úniques pel seu amor per les bateries de níquel-hidrogen.
La pila de combustible
La pila de combustible és un dispositiu de generació d'energia que converteix directament l'energia química del combustible i l'oxidant en energia elèctrica. El combustible i l'aire s'introdueixen a la pila de combustible per separat i es produeix electricitat. Des de l'exterior, té elèctrodes positius i negatius i electròlits, etc., com una bateria, però de fet no pot"emmagatzematge" però una"central elèctrica".
En comparació amb les bateries químiques ordinàries, les piles de combustible poden complementar el combustible, normalment hidrogen. Algunes piles de combustible poden utilitzar metà i gasolina com a combustible, però normalment es restringeixen a aplicacions industrials com ara centrals elèctriques i carretons elevadors. El principi bàsic d'una pila de combustible d'hidrogen és la reacció inversa de l'electròlisi de l'aigua. L'hidrogen i l'oxigen es subministren a l'ànode i al càtode respectivament. Després que l'hidrogen es difon a través de l'ànode i reacciona amb l'electròlit, els electrons s'alliberen al càtode mitjançant una càrrega externa.
El principi de funcionament d'una pila de combustible d'hidrogen és: enviar gas d'hidrogen a la placa d'ànode (elèctrode negatiu) de la pila de combustible. Després de l'acció del catalitzador (platí), un electró de l'àtom d'hidrogen es separa, i l'ió d'hidrogen (protó) que ha perdut l'electró passa pel protó. La membrana d'intercanvi arriba a la placa catòdica (elèctrode positiu) de la pila de combustible i els electrons no poden passar per la membrana d'intercanvi de protons. Aquest electró només pot passar pel circuit extern per arribar a la placa del càtode de la pila de combustible, generant així corrent al circuit extern.
Després que els electrons arribin a la placa del càtode, es recombinen amb àtoms d'oxigen i ions d'hidrogen per formar aigua. Atès que l'oxigen subministrat a la placa del càtode es pot obtenir de l'aire, sempre que la placa de l'ànode es subministre contínuament amb hidrogen, la placa del càtode es subministra amb aire i el vapor d'aigua s'elimina a temps, l'energia elèctrica es pot contínuament. subministrat.
L'electricitat generada per la pila de combustible es subministra al motor elèctric a través d'inversors, controladors i altres dispositius, i després les rodes s'accionen per girar a través del sistema de transmissió, eix motriu, etc., de manera que el vehicle pugui circular per la carretera. En comparació amb els vehicles tradicionals, l'eficiència de conversió d'energia dels vehicles de pila de combustible és del 60 al 80%, que és de 2 a 3 vegades la dels motors de combustió interna.
El combustible de la pila de combustible és hidrogen i oxigen, i el producte és aigua neta. No produeix monòxid de carboni ni diòxid de carboni, ni emet sofre i partícules. Per tant, els vehicles de pila de combustible d'hidrogen són realment vehicles de zero emissions i zero contaminació, i el combustible d'hidrogen és la font d'energia perfecta per als vehicles!
