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電動汽車電池有幾種類型

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

1、蓄電池:其中蓄電池適用于純電動汽車,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,廣泛用作內燃機汽車的起動動力源,它也是成熟的電動汽車蓄電池,可靠性好、原材料易得、價格便宜,比功率也基本上能滿足電動汽車的動力性要求。

(2)鎳氫電池 :優(yōu)勢,電池能量儲備大,重量更輕,使用壽命更長,并且對環(huán)境無污染。劣勢,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200~300mA/mm2,并瞬時間可放出其3倍的固有能量。

再一個是充放電效率高,由于采用固體電解質,所以沒有通常采用液體電解質二次電池的那種自放電及副反應,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 :空氣電池是化學電池的一種。構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,相對于鈷酸鋰電池,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,適合北方天氣,低溫時電池更加穩(wěn)定。劣勢,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,以其英國發(fā)明者弗朗西斯.托馬斯.培根的名字命名,是最發(fā)達的燃料電池技術之一。堿性燃料電池消耗氫氣和純氧,以產生飲用水、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)次數能達到2000次,放電穩(wěn)定,成為車用動力新的選擇。

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

MCFC的優(yōu)點在于工作溫度較高,反應速度加快;對燃料的純度要求相對較低,可以對燃料進行電池內重整;不需貴金屬催化劑,成本較低;采用液體電解質,較易操作。

不足之處在于,高溫條件下液體電解質的管理較困難,長期操作過程中,腐蝕和滲漏現象嚴重 ,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存在燃料和氧化劑中的化學能高效、環(huán)境友好地轉化成電能的全固態(tài)化學發(fā)電裝置,是幾種燃料電池中,理論能量密度最高的一種。被普遍認為是在未來會與質子交換膜燃料電池(PEMFC)一樣得到廣泛普及應用的一種燃料電池。

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

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。流場板通常由石墨制成。質子交換膜燃料電池以氫為燃料。多個電池單體根據需要串聯或并聯,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是質子交換燃料電池的一個子類別,其中甲醇用作燃料。它們的主要優(yōu)點是易于運輸甲醇,這是一種能量密集但在所有環(huán)境條件下都相當穩(wěn)定的液體。

而DMFC的熱力學理論能量轉換效率為97%;目前可實現的可操作電池的能量轉換效率達到30%–40%。對提高運營效率的有希望的方法進行了深入研究。在假設的甲醇經濟性中,更高效的直接燃料電池將在甲醇作為一般能源傳輸介質的理論使用中發(fā)揮關鍵作用。

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