Batería es un término general para las baterías, que es un nombre muy utilizado entre la gente, pero las baterías de iones de litio, las baterías de hidruro de níquel-metal, las baterías de níquel-cadmio, las baterías de plomo-ácido, etc. todos pueden ser llamados baterías. La siguiente es una introducción a los tipos de baterías que se han puesto en aplicaciones industriales en el mercado.
La batería es la fuente de energía del vehículo eléctrico. En la actualidad, el factor clave que restringe el desarrollo de los vehículos eléctricos es la batería animal de potencia insatisfactoria. Los indicadores de rendimiento importantes de las baterías de los vehículos eléctricos son la energía específica, la potencia específica y la vida útil. Para que los vehículos eléctricos compitan con los vehículos con motor de combustión interna, la clave es desarrollar baterías con alta energía específica, alta potencia específica, larga vida útil y bajo costo.
- Batería de ácido sólido
Las baterías de plomo-ácido tienen una historia de más de 100 años y se utilizan ampliamente como fuentes de energía de arranque para vehículos con motor de combustión interna.
También es una batería madura para vehículos eléctricos. Tiene buena confiabilidad, materias primas fácilmente disponibles y bajo precio; su potencia específica básicamente puede cumplir con los requisitos de potencia de los vehículos eléctricos. Pero tiene dos grandes desventajas; uno es de baja energía específica, ocupa demasiada masa y volumen, y tiene un kilometraje corto con una sola carga; el otro es una vida útil corta y un alto costo de uso.
- Batería de níquel-cadmio
La aplicación de las baterías de níquel-cadmio solo es superada por las baterías de plomo-ácido, y su energía específica puede alcanzar los 55 W/kg y su potencia específica supera los 190 W/kg. Puede cargarse rápidamente y tiene un ciclo de vida prolongado, que es más del doble que el de las baterías de plomo-ácido, y puede alcanzar más de 2000 veces, pero el precio es de 4 a 5 veces mayor que el de las baterías de plomo-ácido. Aunque su costo de adquisición inicial es alto, su costo de uso real a largo plazo no es alto debido a sus ventajas en energía y vida útil. La desventaja es que hay un "efecto memoria", que es fácil de reducir la capacidad disponible de la batería debido a una mala carga y descarga. Debe estar completamente cargado y descargado después de unas diez veces de uso. Si hay un "efecto de memoria", debe cargarse y descargarse continuamente de 3 a 5 veces para liberar la memoria. Además, el cadmio es tóxico, por lo que se debe prestar atención al reciclaje en uso para evitar la contaminación ambiental causada por el cadmio.
- Batería de sodio y azufre
Las ventajas de las baterías de sodio-azufre: una es de alta energía específica. Su energía específica teórica es de 760 W/kg, que en realidad es más de 100 W/kg, que es de 3 a 4 veces la de las baterías de plomo-ácido; el otro es que puede descargar con alta corriente y alta potencia. Su densidad de corriente de descarga generalmente puede alcanzar 200~300mA/mm2, y puede liberar 3 veces su energía inherente en un instante; otra es la alta eficiencia de carga y descarga. Dado que se utiliza electrolito sólido, no hay autodescarga ni reacciones secundarias comúnmente utilizadas en baterías secundarias de electrolito líquido, y la eficiencia actual de carga y descarga es casi del 100%. La desventaja de la batería de sodio-azufre es que su temperatura de trabajo es de 300~350℃. Por lo tanto, la batería debe calentarse y mantenerse caliente durante el funcionamiento. La corrosión a alta temperatura es grave y la duración de la batería es corta. Ahora existe una tecnología de aislamiento al vacío de alto rendimiento que puede resolver este problema de manera efectiva. También hay problemas como la estabilidad del rendimiento y la seguridad de uso que no son ideales. En las décadas de 1980 y 1990, los países extranjeros se centraron en el desarrollo de baterías de sodio y azufre como aplicaciones en ocasiones fijas (como el almacenamiento de energía en centrales eléctricas), y cada vez más demostraron su superioridad. En este sentido, las empresas japonesas han hecho los progresos más significativos. Como una batería de vehículo eléctrico generalmente optimista en el futuro cercano, ha sido catalogada como una batería de vehículo eléctrico de desarrollo a mediano plazo por el Consorcio de Baterías Avanzadas de los Estados Unidos (USMABC). ; La energía específica alcanza los 109 W/kg, el ciclo de vida es de 1200 veces y el mejor ha recorrido 2300 km sin fallar durante la prueba de carga.
- batería Ni-MH
Las pilas de hidruro de níquel-metal son pilas alcalinas. Las baterías de hidruro metálico de níquel tienen un ciclo de vida prolongado y no tienen efecto memoria, pero son caras. Aunque su costo de adquisición inicial es alto, su costo de uso real a largo plazo no es alto debido a sus ventajas en energía y vida útil. En la actualidad, las empresas extranjeras que producen baterías de hidruro metálico de níquel para vehículos eléctricos cuentan actualmente con dos tipos de celdas unitarias, 80A y 130A, con una energía específica de 75-80W/kg y un ciclo de vida de más de 600 veces. Este tipo de batería está instalada en varios vehículos eléctricos para uso de prueba. Un tipo de vehículo puede recorrer 345 km con una sola carga y un vehículo puede recorrer más de 80 000 kilómetros en un año. Debido al alto precio, la producción en masa aún no está disponible. A nivel nacional se han desarrollado celdas unitarias de 55A y 100A, con una energía específica de 65W/kg y una densidad de potencia de más de 800W/kg de baterías de níquel e hidruro metálico.
- Batería de iones de litio
Las baterías secundarias de iones de litio, como nuevas baterías recargables de alto voltaje y alta densidad de energía, tienen una amplia gama de posibilidades para aplicaciones civiles y especiales debido a sus propiedades físicas y electroquímicas únicas. Sus características sobresalientes son: peso ligero, gran almacenamiento de energía, sin contaminación, sin efecto memoria y larga vida útil. En el caso del mismo volumen y peso, la capacidad de almacenamiento de las baterías de iones de litio es 1,6 veces la de las baterías de níquel-hidrógeno y 4 veces la de las baterías de níquel-cadmio. En la actualidad, el ser humano solo ha desarrollado y utilizado del 20% al 30% de su poder teórico, por lo que las perspectivas de desarrollo son muy altas. brillante. Al mismo tiempo, es una verdadera batería verde que no contaminará el medio ambiente, y actualmente es la mejor batería que se puede aplicar a los vehículos eléctricos. mi país comenzó a desarrollar y utilizar baterías de iones de litio en la década de 1990, y hasta ahora ha logrado avances, desarrollando baterías de iones de litio con derechos de propiedad intelectual completamente independientes.
- Batería volante
La batería del volante es un nuevo concepto de batería propuesto en la década de 1990. Rompe las limitaciones de las baterías químicas y utiliza métodos físicos para lograr el almacenamiento de energía. Cuando el volante gira a cierta velocidad angular, tiene cierta cantidad de energía cinética. La batería del volante convierte su energía cinética en energía eléctrica. Se utiliza un volante de inercia de alta tecnología para almacenar energía eléctrica, como una batería estándar. Hay un motor en la batería del volante. Al cargar, el motor funciona como un motor. Impulsado por una fuente de alimentación externa, el motor hace que el volante gire a alta velocidad, es decir, "cargar" la batería del volante con electricidad aumenta la velocidad del volante para aumentar su función; descarga Cuando el motor está en estado de generador, emite energía eléctrica hacia el exterior impulsada por el volante para completar la conversión de energía mecánica (energía cinética) en energía eléctrica. Cuando se alimenta la batería del volante, la velocidad del volante disminuye gradualmente. El volante de la batería del volante funciona en un ambiente de vacío con una velocidad muy alta (200000r/min), y los cojinetes utilizados son cojinetes magnéticos sin contacto. Se dice que la energía específica de la batería del volante puede alcanzar los 150 W/kg, la potencia específica puede alcanzar los 5000~10000 W/kg, la vida útil puede ser de hasta 25 años y el vehículo eléctrico puede viajar 5 millones de kilómetros.
- Batería de níquel-zinc
La nueva batería sellada de níquel-zinc tiene las ventajas de alto rendimiento, alta potencia y descarga de alta corriente. Esta ventaja permite que las baterías de níquel-zinc satisfagan las necesidades energéticas de los vehículos eléctricos para viajes, ascensos y aceleración con una sola carga. La batería de níquel-zinc es un producto desarrollado y producido por la Corporación Nacional de Investigación de Energía (ERC) de los Estados Unidos, y Xiamen Battery Factory ha cooperado con ella para presentar este producto. Las baterías de níquel-zinc son baterías muy competitivas. Sus ventajas son que su energía específica alcanza más de 50Wh/k, y su volumen de energía ha superado al de las baterías de níquel-cadmio y es menor que el de las baterías de níquel-hidrógeno. Descarga de alta corriente, el voltaje de la batería se equilibrará en un amplio rango y tiene una larga vida útil, ciclo de vida ≥ 500 veces. Tiempo de carga ≤ 3,5 h, carga rápida ≤ 1 h. En particular, vale la pena mencionar que la resistencia de autodescarga a la atenuación de carga es muy buena. A temperatura ambiente durante un mes, la autodescarga es inferior al 30 % de la carga nominal. A una temperatura alta de 50 °C, cuando la batería se descarga a C/3, la carga de la batería decae ≤10 % de la carga nominal, mientras que a 15 °C, la descarga de C/3 es ≤30 %. Las baterías de níquel-zinc y las baterías de plomo-ácido tienen una buena compatibilidad en apariencia, y todos los vehículos que usan baterías de plomo-ácido pueden reemplazarse con baterías de níquel-zinc. A juzgar por el precio actual, el níquel y el zinc siguen siendo un poco más caros, pero se cree que el precio caerá naturalmente después de que aumente su volumen de aplicación. La compatibilidad con el esquema de las baterías de plomo-ácido hace que las baterías de níquel-zinc sean más convenientes para reemplazar las baterías de plomo-ácido y convertirse en una fuente de energía ideal para los vehículos eléctricos.
- Batería de zinc-aire
La batería de zinc-aire, también conocida como batería de zinc-oxígeno, es un tipo de batería de metal-aire. El valor teórico de la energía específica de la batería de zinc-aire es de 1350 W/kg, y la energía específica actual ha alcanzado los 230 Wh/kg, que es casi 8 veces mayor que la de la batería de plomo-ácido.
Se puede ver que el espacio de desarrollo de la batería de zinc-aire es muy grande. La batería de zinc-aire solo puede funcionar reemplazando el electrodo de zinc.
"Carga mecánica". El tiempo para reemplazar el electrodo se puede completar en 3 minutos. Poner un nuevo electrodo de zinc, "cargar"
Muy poco tiempo, muy conveniente. El desarrollo de una batería de este tipo elimina la necesidad de construir instalaciones de seguridad social como estaciones de carga. Los electrodos de zinc se pueden adquirir en supermercados, puntos de operación de baterías, tiendas de autopartes, etc., lo cual es muy beneficioso para popularizar este vehículo eléctrico de batería. La batería tiene las ventajas de tamaño pequeño, gran capacidad de carga, masa pequeña, operación normal en un amplio rango de temperatura, sin corrosión, operación segura y confiable y bajo costo. En la actualidad, la capacidad de carga de la batería de prueba es solo cinco veces mayor que la de la batería de plomo-ácido, lo que no es lo ideal. Sin embargo, la carga de 5 veces la de las baterías de plomo-ácido ha llamado la atención del mundo. Estados Unidos, México, Singapur y algunos países europeos los han probado en carros postales, autobuses y motocicletas. También es un vehículo eléctrico muy prometedor. Batería.