Batterie ist ein allgemeiner Begriff für Batterien, der in der Bevölkerung ein weit verbreiteter Name ist, aber Lithium-Ionen-Batterien, Nickel-Metallhydrid-Batterien, Nickel-Cadmium-Batterien, Blei-Säure-Batterien usw. können alle als Batterien bezeichnet werden. Das Folgende ist eine Einführung in die Arten von Batterien, die in industriellen Anwendungen auf den Markt gebracht wurden.
Die Batterie ist die Energiequelle des Elektrofahrzeugs. Derzeit ist der entscheidende Faktor, der die Entwicklung von Elektrofahrzeugen hemmt, die unbefriedigende Krafttierbatterie. Die wichtigen Leistungsindikatoren von Elektrofahrzeugbatterien sind spezifische Energie, spezifische Leistung und Lebensdauer. Um Elektrofahrzeuge mit Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor konkurrieren zu können, müssen Batterien mit hoher spezifischer Energie, hoher spezifischer Leistung, langer Lebensdauer und niedrigen Kosten entwickelt werden.
- Bleibatterie
Blei-Säure-Batterien haben eine mehr als 100-jährige Geschichte und werden weithin als Startenergiequellen für Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor verwendet.
Es ist auch eine ausgereifte Batterie für Elektrofahrzeuge. Es hat eine gute Zuverlässigkeit, leicht verfügbare Rohstoffe und einen niedrigen Preis; Seine spezifische Leistung kann grundsätzlich den Leistungsbedarf von Elektrofahrzeugen decken. Aber es hat zwei große Nachteile; eine hat eine niedrige spezifische Energie, nimmt zu viel Masse und Volumen ein und hat eine kurze Laufleistung mit einer einzigen Ladung; der andere ist die kurze Lebensdauer und die hohen Nutzungskosten.
- Nickel-Cadmium-Batterie
Die Anwendung von Nickel-Cadmium-Batterien wird nur von Blei-Säure-Batterien übertroffen, und ihre spezifische Energie kann 55 W/kg erreichen und ihre spezifische Leistung übersteigt 190 W/kg. Es kann schnell aufgeladen werden und hat eine lange Lebensdauer, die mehr als doppelt so hoch ist wie die von Blei-Säure-Batterien und mehr als 2.000 Mal erreichen kann, aber der Preis ist 4- bis 5-mal so hoch wie der von Blei-Säure-Batterien. Obwohl seine anfänglichen Anschaffungskosten hoch sind, sind seine langfristigen tatsächlichen Nutzungskosten aufgrund seiner Vorteile in Bezug auf Energie und Lebensdauer nicht hoch. Der Nachteil ist, dass es zu einem „Memory-Effekt“ kommt, der durch schlechtes Laden und Entladen leicht die verfügbare Kapazität des Akkus reduziert. Es muss nach etwa zehnmaligem Gebrauch vollständig geladen und entladen werden. Bei einem "Memory-Effekt" sollte es 3 bis 5 Mal kontinuierlich geladen und entladen werden, um das Gedächtnis freizugeben. Außerdem ist Cadmium giftig, daher sollte bei der Verwendung darauf geachtet werden, es zu recyceln, um Umweltbelastungen durch Cadmium zu vermeiden.
- Natrium-Schwefel-Batterie
Die Vorteile von Natrium-Schwefel-Batterien: Einer ist die hohe spezifische Energie. Seine theoretische spezifische Energie beträgt 760 W/kg, was tatsächlich mehr als 100 W/kg ist, was dem 3- bis 4-fachen von Blei-Säure-Batterien entspricht; das andere ist, dass es sich mit hohem Strom und hoher Leistung entladen kann. Seine Entladungsstromdichte kann im Allgemeinen 200 ~ 300 mA / mm2 erreichen und das Dreifache seiner inhärenten Energie in einem Augenblick freisetzen. ein weiterer ist die hohe Lade- und Entladeeffizienz. Da der Festelektrolyt verwendet wird, gibt es keine Selbstentladung und keine Nebenreaktionen, die üblicherweise in Flüssigelektrolyt-Sekundärbatterien verwendet werden, und die Stromausbeute beim Laden und Entladen beträgt fast 100 %. Der Nachteil der Natrium-Schwefel-Batterie ist, dass ihre Arbeitstemperatur 300~350℃ beträgt. Daher muss die Batterie während des Betriebs beheizt und warm gehalten werden. Die Hochtemperaturkorrosion ist schwerwiegend und die Batterielebensdauer ist kurz. Jetzt gibt es Hochleistungs-Vakuumisolationstechnik, die dieses Problem effektiv lösen kann. Es gibt auch Probleme wie Leistungsstabilität und Nutzungssicherheit, die nicht ideal sind. In den 1980er und 1990er Jahren konzentrierte sich das Ausland auf die Entwicklung von Natrium-Schwefel-Batterien als Anwendungen für feste Anlässe (z. B. Energiespeicherung in Kraftwerken) und zeigte immer mehr seine Überlegenheit. In dieser Hinsicht haben japanische Unternehmen die größten Fortschritte gemacht. Als allgemein optimistische Elektrofahrzeugbatterie in naher Zukunft wurde sie vom United States Advanced Battery Consortium (USMABC) als Elektrofahrzeugbatterie für die mittelfristige Entwicklung gelistet. ; Die spezifische Energie erreicht 109 W/kg, die Zykluslebensdauer beträgt 1200 Mal, und der beste hat während des Belastungstests 2300 km ohne Ausfall zurückgelegt.
- NiMH-Akku
Nickel-Metallhydrid-Batterien sind Alkalibatterien. Nickel-Metallhydrid-Akkus haben eine lange Lebensdauer und keinen Memory-Effekt, sind aber teuer. Obwohl seine anfänglichen Anschaffungskosten hoch sind, sind seine langfristigen tatsächlichen Nutzungskosten aufgrund seiner Vorteile in Bezug auf Energie und Lebensdauer nicht hoch. Gegenwärtig verfügen ausländische Unternehmen, die Nickel-Metallhydrid-Batterien für Elektrofahrzeuge herstellen, über zwei Arten von Einheitszellen, 80 A und 130 A, mit einer spezifischen Energie von 75-80 W/kg und einer Zyklenlebensdauer von mehr als 600 Mal. Diese Art von Batterie ist in mehreren Elektrofahrzeugen zu Testzwecken installiert. Ein Fahrzeugtyp kann mit einer einzigen Ladung 345 km zurücklegen, und ein Fahrzeug kann in einem Jahr mehr als 80.000 Kilometer zurücklegen. Aufgrund des hohen Preises ist eine Massenproduktion noch nicht möglich. Im Inland wurden Einheitszellen mit 55 A und 100 A entwickelt, mit einer spezifischen Energie von 65 W/kg und einer Leistungsdichte von mehr als 800 W/kg von Nickel-Metallhydrid-Batterien.
- Litium-Ionen-Batterie
Lithium-Ionen-Sekundärbatterien haben als neue wiederaufladbare Hochvoltbatterien mit hoher Energiedichte aufgrund ihrer einzigartigen physikalischen und elektrochemischen Eigenschaften vielfältige Perspektiven für zivile und spezielle Anwendungen. Seine herausragenden Eigenschaften sind: geringes Gewicht, großer Energiespeicher, keine Verschmutzung, kein Memory-Effekt und lange Lebensdauer. Bei gleichem Volumen und Gewicht beträgt die Speicherkapazität von Lithium-Ionen-Akkus das 1,6-fache von Nickel-Wasserstoff-Akkus und das 4-fache von Nickel-Cadmium-Akkus. Derzeit hat der Mensch nur 20 % bis 30 % seiner theoretischen Leistungsfähigkeit entwickelt und genutzt, die Entwicklungsperspektiven sind also sehr hoch. hell. Gleichzeitig ist es eine echte grüne Batterie, die die Umwelt nicht belastet und derzeit die beste Batterie ist, die für Elektrofahrzeuge verwendet werden kann. Mein Land begann in den 1990er Jahren mit der Entwicklung und Nutzung von Lithium-Ionen-Batterien und hat bisher Durchbrüche erzielt, indem es Lithium-Ionen-Batterien mit völlig unabhängigen geistigen Eigentumsrechten entwickelt hat.
- Schwungradbatterie
Die Schwungradbatterie ist ein neues Batteriekonzept, das in den 1990er Jahren vorgeschlagen wurde. Es durchbricht die Beschränkungen chemischer Batterien und nutzt physikalische Methoden zur Energiespeicherung. Wenn sich das Schwungrad mit einer bestimmten Winkelgeschwindigkeit dreht, hat es eine bestimmte Menge an kinetischer Energie. Die Schwungradbatterie wandelt ihre Bewegungsenergie in elektrische Energie um. Ein Hightech-Schwungrad dient zum Speichern elektrischer Energie, ähnlich wie eine herkömmliche Batterie. In der Schwungradbatterie befindet sich ein Motor. Beim Laden läuft der Motor als Motor. Angetrieben von einer externen Stromversorgung treibt der Motor das Schwungrad an, sich mit hoher Geschwindigkeit zu drehen, das heißt, das "Aufladen" der Schwungradbatterie mit Elektrizität erhöht die Geschwindigkeit des Schwungrads, um seine Funktion zu erhöhen; Entladung Wenn sich der Motor im Generatorzustand befindet, gibt er elektrische Energie nach außen ab, angetrieben durch das Schwungrad, um die Umwandlung von mechanischer Energie (kinetische Energie) in elektrische Energie abzuschließen. Wenn die Schwungradbatterie mit Strom versorgt wird, nimmt die Geschwindigkeit des Schwungrads allmählich ab. Das Schwungrad der Schwungradbatterie läuft in einer Vakuumumgebung mit sehr hoher Drehzahl (200000 U/min), und die verwendeten Lager sind berührungslose Magnetlager. Es wird gesagt, dass die spezifische Energie der Schwungradbatterie 150 W / kg erreichen kann, die spezifische Leistung 5000 bis 10000 W / kg erreichen kann, die Lebensdauer bis zu 25 Jahre betragen kann und das Elektrofahrzeug 5 Millionen Kilometer zurücklegen kann.
- Nickel-Zink-Batterie
Die neue versiegelte Nickel-Zink-Batterie hat die Vorteile einer hohen Leistung, einer hohen Leistung und einer hohen Stromentladung. Dieser Vorteil ermöglicht es Nickel-Zink-Batterien, den Energiebedarf von Elektrofahrzeugen für Fahrten, Steigungen und Beschleunigung mit einer einzigen Ladung zu decken. Nickel-Zink-Batterien sind ein Produkt, das von der National Energy Research Corporation (ERC) der Vereinigten Staaten entwickelt und hergestellt wird, und die Xiamen Battery Factory hat mit ihr zusammengearbeitet, um dieses Produkt einzuführen. Nickel-Zink-Batterien sind sehr konkurrenzfähige Batterien. Seine Vorteile sind, dass seine spezifische Energie mehr als 50 Wh/k erreicht und seine Volumenenergie die von Nickel-Cadmium-Batterien übertroffen hat und kleiner als die von Nickel-Wasserstoff-Batterien ist. Hochstromentladung, die Spannung der Batterie wird in einem weiten Bereich ausgeglichen und hat eine lange Lebensdauer, Zykluslebensdauer ≥ 500 Mal. Ladezeit ≤ 3,5 h, Schnellladung ≤ 1 h. Besonders hervorzuheben ist die sehr gute Selbstentladungsfestigkeit gegen Ladungsdämpfung. Bei Raumtemperatur für einen Monat beträgt die Selbstentladung weniger als 30 % der Nennladung. Bei einer hohen Temperatur von 50 °C, wenn die Batterie bei C/3 entladen wird, fällt die Batterieladung auf ≤10 % der Nennladung ab, während bei 15 °C die C/3-Entladung ≤30 % beträgt. Nickel-Zink-Batterien und Blei-Säure-Batterien haben eine gute Kompatibilität im Aussehen, und alle Fahrzeuge, die Blei-Säure-Batterien verwenden, können durch Nickel-Zink-Batterien ersetzt werden. Dem aktuellen Preis nach zu urteilen, sind Nickel und Zink noch etwas teurer, aber es wird davon ausgegangen, dass der Preis natürlich sinken wird, wenn das Anwendungsvolumen zunimmt. Die Kompatibilität mit dem Umriss von Blei-Säure-Batterien macht Nickel-Zink-Batterien bequemer als Ersatz für Blei-Säure-Batterien und wird zu einer idealen Energiequelle für Elektrofahrzeuge.
- Zink-Luft-Batterie
Die Zink-Luft-Batterie, auch Zink-Sauerstoff-Batterie genannt, ist eine Art Metall-Luft-Batterie. Der theoretische Wert der spezifischen Energie der Zink-Luft-Batterie beträgt 1350 W/kg, und die aktuelle spezifische Energie hat 230 Wh/kg erreicht, was fast dem 8-fachen der Blei-Säure-Batterie entspricht.
Es ist ersichtlich, dass der Entwicklungsraum von Zink-Luft-Batterien sehr groß ist. Die Zink-Luft-Batterie kann nur durch Austausch der Zinkelektrode betrieben werden.
"Mechanische Aufladung". Die Zeit zum Austauschen der Elektrode kann innerhalb von 3 Minuten abgeschlossen werden. Neue Zinkelektrode aufsetzen, „laden“
Sehr kurze Zeit, sehr bequem. Durch die Entwicklung einer solchen Batterie entfällt der Bau von Sozialversicherungseinrichtungen wie Ladestationen. Zinkelektroden können in Supermärkten, Batteriebetriebsstellen, Autoteilegeschäften usw. gekauft werden. Dies ist sehr vorteilhaft für die Popularisierung dieses batterieelektrischen Fahrzeugs. Die Batterie hat die Vorteile kleiner Größe, großer Ladekapazität, geringer Masse, normalem Betrieb in einem weiten Temperaturbereich, keiner Korrosion, sicherem und zuverlässigem Betrieb und niedrigen Kosten. Derzeit ist die Ladekapazität der Testbatterie nur fünfmal so hoch wie die der Blei-Säure-Batterie, was nicht ideal ist. Die 5-fache Ladung von Blei-Säure-Batterien hat jedoch die Aufmerksamkeit der Welt auf sich gezogen. Die Vereinigten Staaten, Mexiko, Singapur und einige europäische Länder haben sie an Postautos, Bussen und Motorrädern ausprobiert. Es ist auch ein sehr vielversprechendes Elektrofahrzeug. Batterie.