Che cos'è una batteria di alimentazione?
La tecnologia delle batterie è una grande invenzione con una storia meravigliosa e lunga. L'inglese"Batteria" di batteria è apparso per la prima volta nel 1749. È stato utilizzato per la prima volta dall'inventore americano Benjamin Franklin quando ha utilizzato una serie di condensatori per condurre esperimenti elettrici. . Ha usato acido solforico diluito come elettrolita per risolvere il problema della polarizzazione della batteria e ha prodotto la prima batteria zinco-rame non polarizzata in grado di mantenere una corrente bilanciata, nota anche come batteria"Daniel."
Nel 1860, Plante di Francia'inventò una batteria che utilizza il piombo come elettrodo, che è anche il predecessore di un accumulatore; allo stesso tempo, la regione dei laghi della Francia'inventò la batteria zinco-carbone, portando la tecnologia delle batterie nel campo delle batterie a secco.
L'uso commerciale della tecnologia delle batterie è iniziato con le batterie a secco. Fu inventato dagli inglesi Hellerson nel 1887 e prodotto in serie negli Stati Uniti nel 1896. Allo stesso tempo, Thomas Edison inventò la batteria ricaricabile al ferro-nichel nel 1890, anch'essa realizzata nel 1910. Produzione di massa commercializzata.
Da allora, grazie alla commercializzazione, la tecnologia delle batterie ha inaugurato un'era di rapido progresso. Thomas Edison ha inventato le batterie alcaline nel 1914, Schlecht e Akermann hanno inventato le piastre sinterizzate per le batterie al nichel-cadmio nel 1934 e Neumann ha sviluppato il nichel sigillato nel 1947. Le batterie al cadmio, Lew Urry (Energizer) ha sviluppato piccole batterie alcaline nel 1949, inaugurando l'era delle batterie alcaline.
Dopo essere entrati negli anni '70, la tecnologia delle batterie è stata colpita dalla crisi energetica e si è gradualmente sviluppata nella direzione della potenza fisica. Oltre al continuo progresso della tecnologia delle celle solari apparso nel 1954, furono gradualmente inventate e commercializzate batterie al litio e batterie al nichel-metallo idruro.
Che cos'è una batteria di alimentazione? La differenza tra esso e le normali batterie
La fonte di energia dei veicoli di nuova energia è generalmente basata principalmente su batterie di alimentazione. La batteria di alimentazione è in realtà una sorta di fonte di alimentazione che fornisce la fonte di alimentazione per il trasporto. Le principali differenze tra esso e le normali batterie sono:
1. Di natura diversa
La batteria di alimentazione si riferisce alla batteria che fornisce energia per il trasporto, generalmente rispetto alla piccola batteria che fornisce energia per le apparecchiature elettroniche portatili; mentre la batteria ordinaria è una sorta di metallo al litio o lega di litio come materiale dell'elettrodo negativo, utilizzando una soluzione elettrolitica non acquosa La batteria primaria è diversa dalla batteria agli ioni di litio e dalla batteria ai polimeri di ioni di litio.
Due, la capacità della batteria è diversa
In caso di batterie nuove, utilizzare un misuratore di scarica per testare la capacità della batteria. Generalmente, la capacità delle batterie di alimentazione è di circa 1000-1500 mAh; mentre la capacità delle normali batterie è superiore a 2000 mAh e alcune possono raggiungere i 3400 mAh.
Tre, la potenza di scarica è diversa
Una batteria di alimentazione da 4200 mAh può scaricare l'energia in pochi minuti, ma le batterie normali non possono farlo affatto, quindi la capacità di scarica delle batterie normali è completamente incomparabile con le batterie di alimentazione. La più grande differenza tra una batteria di alimentazione e una normale batteria è la sua grande potenza di scarica e l'elevata energia specifica. Poiché la batteria di alimentazione viene utilizzata principalmente per l'alimentazione del veicolo, ha una potenza di scarica maggiore rispetto alle normali batterie.
Quattro, diverse applicazioni
Le batterie che forniscono potenza motrice per i veicoli elettrici sono chiamate batterie di alimentazione, comprese le tradizionali batterie al piombo-acido, le batterie al nichel-metallo idruro e la batteria emergente agli ioni di litio, che sono suddivise in batterie di alimentazione di tipo (veicoli ibridi) e batterie di alimentazione di tipo energetico (veicoli puramente elettrici); Le batterie al litio utilizzate nei prodotti elettronici di consumo come telefoni cellulari e computer notebook sono generalmente indicate collettivamente come batterie al litio per distinguerle dalle batterie di alimentazione utilizzate nei veicoli elettrici.
Gli attuali principali tipi di batterie di alimentazione
La tecnologia delle batterie al piombo, la tecnologia delle batterie al nichel-idrogeno, la tecnologia delle celle a combustibile e la tecnologia delle batterie al litio sono ancora le principali tecnologie tradizionali sul mercato.
Batterie al piombo
La batteria al piombo ha la storia di applicazioni più lunga e la tecnologia più matura. È la batteria con il costo e il prezzo più bassi e ha raggiunto la produzione di massa. Tra questi, la batteria al piombo sigillata regolata da valvola (VRLA) una volta è diventata un'importante batteria di alimentazione per veicoli, che è stata utilizzata nei veicoli EV e HEV sviluppati da molte case automobilistiche europee e americane, come Saturn ed EVI sviluppati da GM in rispettivamente degli anni '80 e '90. Auto elettriche, ecc.
Tuttavia, le batterie al piombo hanno bassa energia specifica, breve durata della batteria, alto tasso di autoscarica e basso ciclo di vita; la loro principale materia prima è il piombo pesante e l'inquinamento ambientale da metalli pesanti può verificarsi durante la produzione e il riciclaggio. Pertanto, attualmente, le batterie al piombo sono utilizzate principalmente per dispositivi di accensione all'accensione delle auto e piccole apparecchiature come le biciclette elettriche.
batterie NiMH
Le batterie Ni/MH hanno una buona resistenza al sovraccarico e alla scarica eccessiva. Non vi è alcun problema di inquinamento da metalli pesanti e non vi sarà alcun aumento o diminuzione dell'elettrolito durante il processo di lavoro, il che può ottenere un design sigillato e senza manutenzione. Rispetto alle batterie al piombo e alle batterie al nichel-cadmio, le batterie al nichel-idrogeno hanno energia specifica, potenza specifica e durata del ciclo più elevate.
Lo svantaggio è che la batteria ha uno scarso effetto memoria e, con il progredire del ciclo di carica e scarica, la lega di stoccaggio dell'idrogeno perde gradualmente la sua capacità catalitica e la pressione interna della batteria aumenterà gradualmente, il che influisce sull'uso del batteria. Inoltre, il prezzo elevato del nichel metallico comporta anche costi più elevati.
In termini di materiali chiave, le batterie all'idruro metallico di nichel sono principalmente composte da elettrodo positivo, elettrodo negativo, separatore ed elettrolita. L'elettrodo positivo è un elettrodo di nichel (Ni(OH)2); l'elettrodo negativo utilizza generalmente idruro metallico (MH); l'elettrolita è principalmente liquido e il componente principale è l'idrogeno. Ossido di potassio (KOH). Al momento, l'obiettivo della ricerca sulla batteria al nichel-idrogeno è principalmente sui materiali degli elettrodi positivi e negativi e la ricerca e lo sviluppo della sua tecnologia sono relativamente maturi.
Le batterie Ni-MH per veicoli sono state prodotte e utilizzate in serie e sono il tipo più diffuso di batterie per veicoli nello sviluppo di veicoli ibridi. Il rappresentante più tipico è la Toyota Prius, che è attualmente il più grande veicolo ibrido prodotto in serie. PEVE, una joint venture tra Toyota e Panasonic, è attualmente il più grande produttore mondiale di batterie al nichel-idrogeno.
Ora che le batterie al nichel-metallo idruro si sono ritirate dai ranghi delle batterie di alimentazione tradizionali, perché Toyota si attiene al campo delle batterie al nichel-metallo idruro?
Questo deve parlare del più grande vantaggio della batteria Ni-MH: super durata!
Una volta i famosi media automobilistici americani hanno condotto un test comparativo su una Prius di prima generazione che era stata utilizzata per dieci anni. I risultati dei test mostrano che dopo 10 anni di guida per 330.000 chilometri per il modello Prius di prima generazione con batterie al nichel-metallo idruro, confrontandolo con i dati della nuova vettura, sia le prestazioni di consumo di carburante che le prestazioni di potenza rimangono allo stesso livello. Il sistema ibrido e la batteria Ni-MH continuano a funzionare normalmente.
Inoltre, anche dopo aver percorso 330.000 chilometri in dieci anni di utilizzo, questa Prius di prima generazione non ha mai avuto problemi con il suo pacco batterie all'idruro di nichel-metallo. Dieci anni fa, la gente metteva in dubbio la situazione secondo cui il degrado della capacità della batteria avrebbe influito notevolmente sul consumo di carburante e sulle prestazioni energetiche. Nemmeno'è apparso. Da questo punto di vista, i giapponesi che sono sempre stati rigorosi e conservatori hanno le loro ragioni uniche per il loro amore per le batterie al nichel-idrogeno.
La cella a combustibile
La cella a combustibile è un dispositivo di generazione di energia che converte direttamente l'energia chimica in combustibile e ossidante in energia elettrica. Il carburante e l'aria vengono immessi separatamente nella cella a combustibile e viene prodotta elettricità. Dall'esterno ha elettrodi ed elettroliti positivi e negativi, ecc., come una batteria, ma di fatto non può"immagazzinare" ma un"centrale".
Rispetto alle normali batterie chimiche, le celle a combustibile possono integrare il carburante, solitamente l'idrogeno. Alcune celle a combustibile possono utilizzare metano e benzina come combustibile, ma di solito sono limitate ad applicazioni industriali come centrali elettriche e carrelli elevatori. Il principio di base di una cella a combustibile a idrogeno è la reazione inversa dell'elettrolisi dell'acqua. L'idrogeno e l'ossigeno vengono forniti rispettivamente all'anodo e al catodo. Dopo che l'idrogeno si diffonde attraverso l'anodo e reagisce con l'elettrolita, gli elettroni vengono rilasciati al catodo attraverso un carico esterno.
Il principio di funzionamento di una cella a combustibile a idrogeno è: inviare gas idrogeno alla piastra anodica (elettrodo negativo) della cella a combustibile. Dopo l'azione del catalizzatore (platino), un elettrone nell'atomo di idrogeno viene separato e lo ione idrogeno (protone) che ha perso l'elettrone passa attraverso il protone. La membrana di scambio raggiunge la piastra catodica (elettrodo positivo) della cella a combustibile e gli elettroni non possono passare attraverso la membrana di scambio protonico. Questo elettrone può passare solo attraverso il circuito esterno per raggiungere la piastra catodica della cella a combustibile, generando così corrente nel circuito esterno.
Dopo che gli elettroni raggiungono la piastra del catodo, si ricombinano con atomi di ossigeno e ioni di idrogeno per formare acqua. Poiché l'ossigeno fornito alla piastra catodica può essere ottenuto dall'aria, purché la piastra anodica sia continuamente alimentata con idrogeno, la piastra catodica sia alimentata con aria e il vapore acqueo sia portato via in tempo, l'energia elettrica può essere continuamente fornito.
L'elettricità generata dalla cella a combustibile viene fornita al motore elettrico tramite inverter, controller e altri dispositivi, quindi le ruote vengono azionate per ruotare attraverso il sistema di trasmissione, l'asse motore, ecc., In modo che il veicolo possa guidare su strada. Rispetto ai veicoli tradizionali, l'efficienza di conversione energetica dei veicoli a celle a combustibile arriva dal 60 all'80%, ovvero da 2 a 3 volte quella dei motori a combustione interna.
Il combustibile della cella a combustibile è idrogeno e ossigeno e il prodotto è acqua pulita. Non produce monossido di carbonio e anidride carbonica, né emette zolfo e particolato. Pertanto, i veicoli a celle a combustibile a idrogeno sono veramente veicoli a zero emissioni e zero inquinamento e il carburante a idrogeno è la fonte di energia perfetta per i veicoli!
