Apakah bateri kuasa? Apakah perbezaan antara bateri kuasa dan bateri biasa?
Teknologi bateri ialah ciptaan yang hebat dengan sejarah yang indah dan panjang. Bahasa Inggeris"Bateri" bateri pertama kali muncul pada tahun 1749. Ia pertama kali digunakan oleh pencipta Amerika Benjamin Franklin apabila dia menggunakan satu siri kapasitor untuk menjalankan eksperimen elektrik. . Dia menggunakan asid sulfurik cair sebagai elektrolit untuk menyelesaikan masalah polarisasi bateri dan menghasilkan bateri zink-kuprum tak terpolarisasi pertama yang boleh mengekalkan arus yang seimbang, juga dikenali sebagai bateri"Daniel."
Pada tahun 1860, France's Plante mencipta bateri dengan plumbum sebagai elektrod, yang juga merupakan pendahulu bateri simpanan; pada masa yang sama, France's Recrans mencipta bateri karbon-zink, membawa teknologi bateri ke bidang bateri kering.
Penggunaan komersial teknologi bateri bermula dengan bateri kering. Ia telah dicipta oleh British Hellerson pada tahun 1887 dan dikeluarkan secara besar-besaran di Amerika Syarikat pada tahun 1896. Pada masa yang sama, Thomas Edison mencipta bateri nikel besi boleh dicas semula pada tahun 1890, yang juga direalisasikan pada tahun 1910. Mengkomersialkan pengeluaran besar-besaran.
Sejak itu, terima kasih kepada pengkomersilan, teknologi bateri membawa kepada era kemajuan pesat. Thomas Edison mencipta bateri beralkali pada tahun 1914, Schlecht dan Akermann mencipta plat tersinter untuk bateri nikel-kadmium pada tahun 1934, dan Neumann membangunkan nikel tertutup pada tahun 1947. Bateri kadmium, Lew Urry (Energizer) membangunkan bateri alkali kecil pada era usher1949. bateri alkali.
Selepas memasuki tahun 1970-an, teknologi bateri telah terjejas oleh krisis tenaga dan secara beransur-ansur berkembang ke arah kuasa fizikal. Sebagai tambahan kepada kemajuan berterusan teknologi sel suria yang muncul pada tahun 1954, bateri litium dan bateri hidrida nikel-logam telah dicipta dan dikomersialkan secara beransur-ansur.
Apakah bateri kuasa? Bezanya dengan bateri biasa
Sumber kuasa kenderaan tenaga baharu secara amnya berasaskan bateri kuasa. Bateri kuasa sebenarnya adalah sejenis sumber kuasa yang menyediakan sumber kuasa untuk pengangkutan. Perbezaan utama antaranya dan bateri biasa ialah:
1. Berbeza sifatnya
Bateri kuasa merujuk kepada bateri yang menyediakan kuasa untuk pengangkutan, secara amnya berbanding dengan bateri kecil yang menyediakan tenaga untuk peralatan elektronik mudah alih; manakala bateri biasa ialah sejenis logam litium atau aloi litium sebagai bahan elektrod negatif, menggunakan larutan elektrolit bukan akueus Bateri utama adalah berbeza daripada bateri litium ion boleh dicas semula dan bateri polimer ion litium.
Dua, kapasiti bateri adalah berbeza
Dalam kes bateri baharu, gunakan meter nyahcas untuk menguji kapasiti bateri. Secara amnya, kapasiti bateri kuasa adalah kira-kira 1000-1500mAh; manakala kapasiti bateri biasa melebihi 2000mAh, dan ada yang boleh mencapai 3400mAh.
Tiga, kuasa pelepasan adalah berbeza
Bateri kuasa 4200mAh boleh menyahcas kuasa dalam beberapa minit sahaja, tetapi bateri biasa tidak boleh't melakukannya sama sekali, jadi kapasiti nyahcas bateri biasa benar-benar tiada tandingan dengan bateri kuasa. Perbezaan terbesar antara bateri kuasa dan bateri biasa ialah kuasa nyahcas yang besar dan tenaga khusus yang tinggi. Oleh kerana bateri kuasa digunakan terutamanya untuk bekalan tenaga kenderaan, ia mempunyai kuasa nyahcas yang lebih tinggi daripada bateri biasa.
Empat, aplikasi yang berbeza
Bateri yang menyediakan kuasa pemanduan untuk kenderaan elektrik dipanggil bateri kuasa, termasuk bateri asid plumbum tradisional, bateri hidrida nikel-logam dan bateri kuasa litium-ion yang muncul, yang dibahagikan kepada bateri kuasa jenis kuasa (kenderaan hibrid) dan bateri kuasa jenis tenaga (Kenderaan elektrik tulen); Bateri litium yang digunakan dalam produk elektronik pengguna seperti telefon bimbit dan komputer riba secara umumnya dirujuk sebagai bateri litium untuk membezakannya daripada bateri kuasa yang digunakan dalam kenderaan elektrik.
Jenis utama bateri kuasa semasa
Teknologi bateri asid plumbum, teknologi bateri nikel-hidrogen, teknologi sel bahan api, dan teknologi bateri litium masih menjadi teknologi arus perdana utama di pasaran.
Bateri asid plumbum
Bateri asid plumbum mempunyai sejarah aplikasi terpanjang dan teknologi paling matang. Ia adalah bateri dengan kos dan harga terendah, dan ia telah mencapai pengeluaran besar-besaran. Antaranya, bateri asid plumbum (VRLA) yang dikawal selia injap pernah menjadi bateri kuasa kenderaan yang penting, yang digunakan dalam EV dan HEV yang dibangunkan oleh banyak syarikat automobil Eropah dan Amerika, seperti Saturn dan EVI yang dibangunkan oleh GM dalam 1980-an dan 1990-an, masing-masing. Kereta elektrik, dsb.
Walau bagaimanapun, bateri asid plumbum mempunyai tenaga khusus yang rendah, hayat bateri yang pendek, kadar nyahcas diri yang tinggi dan hayat kitaran yang rendah; plumbum bahan mentah utama mereka adalah berat, dan pencemaran alam sekitar logam berat mungkin berlaku semasa pengeluaran dan kitar semula. Oleh itu, pada masa ini, bateri asid plumbum digunakan terutamanya untuk peranti pencucuhan apabila kereta dihidupkan, dan peralatan kecil seperti basikal elektrik.
Bateri NiMH
Bateri Ni/MH mempunyai rintangan yang baik terhadap cas berlebihan dan pelepasan berlebihan. Tiada masalah pencemaran logam berat, dan tidak akan ada peningkatan atau penurunan elektrolit semasa proses kerja, yang boleh mencapai reka bentuk tertutup dan bebas penyelenggaraan. Berbanding dengan bateri asid plumbum dan bateri nikel-kadmium, bateri nikel-hidrogen mempunyai tenaga khusus, kuasa khusus dan hayat kitaran yang lebih tinggi.
Kelemahannya ialah bateri mempunyai kesan ingatan yang lemah, dan dengan kemajuan kitaran pengecasan dan pelepasan, aloi simpanan hidrogen secara beransur-ansur kehilangan keupayaan pemangkinnya, dan tekanan dalaman bateri akan meningkat secara beransur-ansur, yang menjejaskan penggunaan bateri. Selain itu, harga logam nikel yang mahal juga menyebabkan kos yang lebih tinggi.
Dari segi bahan utama, bateri hidrida nikel-logam terutamanya terdiri daripada elektrod positif, elektrod negatif, pemisah dan elektrolit. Elektrod positif ialah elektrod nikel (Ni(OH)2); elektrod negatif biasanya menggunakan hidrida logam (MH); elektrolit terutamanya cecair, dan komponen utama ialah hidrogen. Kalium oksida (KOH). Pada masa ini, tumpuan penyelidikan bateri nikel-hidrogen terutamanya pada bahan elektrod positif dan negatif, dan penyelidikan dan pembangunan teknologinya agak matang.
Bateri Ni-MH untuk kenderaan telah dihasilkan secara besar-besaran dan digunakan, dan ia adalah jenis bateri kenderaan yang paling banyak digunakan dalam pembangunan kenderaan hibrid. Wakil yang paling tipikal ialah Toyota Prius, yang kini merupakan kenderaan hibrid terbesar yang dihasilkan secara besar-besaran. PEVE, usaha sama antara Toyota dan Panasonic, kini merupakan pengeluar terbesar' di dunia bagi bateri kuasa nikel-hidrogen.
Kini setelah bateri hidrida nikel-logam telah ditarik balik daripada barisan bateri kuasa arus perdana, mengapakah Toyota berpegang kepada kem bateri hidrida nikel-logam?
Ini harus dikatakan bahawa kelebihan terbesar bateri Ni-MH: ketahanan super!
Pernah media automobil terkenal Amerika menjalankan ujian perbandingan pada Prius generasi pertama yang telah digunakan selama sepuluh tahun. Keputusan ujian menunjukkan bahawa selepas 10 tahun memandu sejauh 330,000 kilometer untuk model Prius generasi pertama dengan bateri hidrida nikel-logam, membandingkannya dengan data kereta baharu, kedua-dua prestasi penggunaan bahan api dan prestasi kuasa kekal pada tahap yang sama. Sistem hibrid dan pek bateri Ni-MH masih berfungsi seperti biasa.
Selain itu, walaupun selepas berlari sejauh 330,000 kilometer dalam sepuluh tahun penggunaan, Prius generasi pertama ini tidak pernah menghadapi sebarang masalah dengan pek bateri hidrida nikel-logamnya. Sepuluh tahun yang lalu, orang ramai mempersoalkan keadaan bahawa kemerosotan kapasiti bateri akan menjejaskan penggunaan bahan api dan prestasi kuasa. Ia tidak' juga tidak muncul. Dari sudut pandangan ini, orang Jepun yang sentiasa ketat dan konservatif mempunyai sebab unik mereka sendiri untuk menyukai bateri nikel-hidrogen.
Sel bahan api
Sel bahan api ialah peranti penjanaan kuasa yang secara langsung menukar tenaga kimia dalam bahan api dan oksidan kepada tenaga elektrik. Bahan api dan udara dimasukkan ke dalam sel bahan api secara berasingan, dan elektrik dihasilkan. Dari luar, ia mempunyai elektrod dan elektrolit positif dan negatif, dsb., seperti bateri, tetapi sebenarnya ia tidak boleh"menyimpan" tetapi"loji kuasa".
Berbanding dengan bateri kimia biasa, sel bahan api boleh menambah bahan api, biasanya hidrogen. Sesetengah sel bahan api boleh menggunakan metana dan petrol sebagai bahan api, tetapi ia biasanya terhad kepada aplikasi industri seperti loji kuasa dan forklift. Prinsip asas sel bahan api hidrogen ialah tindak balas terbalik elektrolisis air. Hidrogen dan oksigen dibekalkan kepada anod dan katod masing-masing. Selepas hidrogen meresap keluar melalui anod dan bertindak balas dengan elektrolit, elektron dilepaskan ke katod melalui beban luaran.
Prinsip kerja sel bahan api hidrogen ialah: menghantar gas hidrogen ke plat anod (elektrod negatif) sel bahan api. Selepas tindakan mangkin (platinum), elektron dalam atom hidrogen dipisahkan, dan ion hidrogen (proton) yang telah kehilangan elektron melalui proton. Membran pertukaran mencapai plat katod (elektrod positif) sel bahan api, dan elektron tidak boleh melalui membran pertukaran proton. Elektron ini hanya boleh melalui litar luaran untuk mencapai plat katod sel bahan api, dengan itu menghasilkan arus dalam litar luaran.
Selepas elektron mencapai plat katod, mereka bergabung semula dengan atom oksigen dan ion hidrogen untuk membentuk air. Oleh kerana oksigen yang dibekalkan ke plat katod boleh diperolehi dari udara, selagi plat anod dibekalkan secara berterusan dengan hidrogen, plat katod dibekalkan dengan udara, dan wap air diambil dalam masa, tenaga elektrik boleh berterusan. dibekalkan.
Elektrik yang dijana oleh sel bahan api dibekalkan kepada motor elektrik melalui penyongsang, pengawal dan peranti lain, dan kemudian roda didorong untuk berputar melalui sistem penghantaran, gandar pemacu, dan lain-lain, supaya kenderaan boleh memandu di jalan raya. Berbanding dengan kenderaan tradisional, kecekapan penukaran tenaga kenderaan sel bahan api adalah setinggi 60 hingga 80%, iaitu 2 hingga 3 kali ganda daripada enjin pembakaran dalaman.
Bahan api sel bahan api adalah hidrogen dan oksigen, dan produknya adalah air bersih. Ia tidak menghasilkan karbon monoksida dan karbon dioksida, juga tidak mengeluarkan sulfur dan zarah. Oleh itu, kenderaan sel bahan api hidrogen adalah kenderaan sifar pelepasan dan sifar pencemaran, dan bahan api hidrogen ialah sumber tenaga kenderaan yang sempurna!
