Quali sono i tipi comuni di batterie?

What are the common types of batteries?

Batteria è un termine generico per batterie, che è un nome ampiamente utilizzato tra la gente, ma le batterie agli ioni di litio, le batterie al nichel-metallo idruro, le batterie al nichel-cadmio, le batterie al piombo-acido, ecc. possono essere tutte chiamate batterie. Quella che segue è un'introduzione ai tipi di batterie che sono state immesse nel mercato per applicazioni industriali.

La batteria è la fonte di alimentazione del veicolo elettrico. Al momento, il fattore chiave che limita lo sviluppo dei veicoli elettrici è l'insoddisfacente batteria degli animali elettrici. Gli importanti indicatori di prestazione delle batterie dei veicoli elettrici sono l'energia specifica, la potenza specifica e la durata. Per fare in modo che i veicoli elettrici competano con i veicoli con motore a combustione interna, la chiave è sviluppare batterie con un'elevata energia specifica, un'elevata potenza specifica, una lunga durata e un basso costo.

  1. Batteria al piombo

Le batterie al piombo hanno una storia di oltre 100 anni e sono ampiamente utilizzate come fonti di alimentazione per l'avviamento dei veicoli con motore a combustione interna.

È anche una batteria matura per veicoli elettrici. Ha buona affidabilità, materie prime prontamente disponibili e prezzo basso; la sua potenza specifica può sostanzialmente soddisfare i requisiti di alimentazione dei veicoli elettrici. Ma ha due principali svantaggi; uno è a bassa energia specifica, occupa troppa massa e volume e ha un breve chilometraggio con una singola carica; l'altro è la breve durata e l'alto costo d'uso.

  1. Batteria al nichel-cadmio

L'applicazione delle batterie al nichel-cadmio è seconda solo alle batterie al piombo e la sua energia specifica può raggiungere i 55 W/kg e la sua potenza specifica supera i 190 W/kg. Può essere ricaricato rapidamente e ha un ciclo di vita lungo, che è più del doppio di quello delle batterie al piombo e può raggiungere più di 2.000 volte, ma il prezzo è da 4 a 5 volte quello delle batterie al piombo. Sebbene il suo costo di acquisizione iniziale sia elevato, il suo costo di utilizzo effettivo a lungo termine non è elevato a causa dei suoi vantaggi in termini di energia e durata. Lo svantaggio è che c'è un "effetto memoria", che è facile ridurre la capacità disponibile della batteria a causa della scarsa carica e scarica. Deve essere completamente carico e scaricato dopo una decina di volte di utilizzo. Se c'è un "effetto memoria", dovrebbe essere continuamente caricato e scaricato da 3 a 5 volte per liberare la memoria. Inoltre, il cadmio è tossico, quindi occorre prestare attenzione al riciclaggio durante l'uso per evitare l'inquinamento ambientale causato dal cadmio.

  1. Batteria sodio-zolfo

I vantaggi delle batterie sodio-zolfo: uno è l'elevata energia specifica. La sua energia specifica teorica è di 760 W/kg, che in realtà è più di 100 W/kg, che è da 3 a 4 volte quella delle batterie al piombo; l'altro è che può scaricarsi con alta corrente e alta potenza. La sua densità di corrente di scarica può generalmente raggiungere 200~300 mA/mm2 e può rilasciare 3 volte la sua energia intrinseca in un istante; un altro è l'elevata efficienza di carica e scarica. Poiché viene utilizzato l'elettrolito solido, non ci sono autoscarica e reazioni collaterali comunemente utilizzate nelle batterie secondarie a elettrolita liquido e l'efficienza attuale di carica e scarica è quasi del 100%. Lo svantaggio della batteria sodio-zolfo è che la sua temperatura di lavoro è di 300 ~ 350 ℃. Pertanto, la batteria deve essere riscaldata e mantenuta calda durante il funzionamento. La corrosione ad alta temperatura è grave e la durata della batteria è breve. Ora ci sono tecnologie di isolamento sottovuoto ad alte prestazioni, che possono risolvere efficacemente questo problema. Ci sono anche problemi come la stabilità delle prestazioni e la sicurezza dell'uso che non sono l'ideale. Negli anni '80 e '90, i paesi stranieri si sono concentrati sullo sviluppo di batterie sodio-zolfo come applicazioni in occasioni fisse (come l'accumulo di energia nelle centrali elettriche) e sempre più hanno mostrato la loro superiorità. A questo proposito, le aziende giapponesi hanno fatto i progressi più significativi. Come batteria per veicoli elettrici generalmente ottimista nel prossimo futuro, è stata elencata come batteria per veicoli elettrici di sviluppo a medio termine dallo United States Advanced Battery Consortium (USMABC). ; L'energia specifica raggiunge i 109 W/kg, la durata del ciclo è di 1200 volte e il migliore ha percorso 2300 km senza guasti durante il test di carico.

  1. Batteria NiMH

Le batterie al nichel-metallo idruro sono batterie alcaline. Le batterie al nichel-metallo idruro hanno una lunga durata del ciclo e nessun effetto memoria, ma sono costose. Sebbene il suo costo di acquisizione iniziale sia elevato, il suo costo di utilizzo effettivo a lungo termine non è elevato a causa dei suoi vantaggi in termini di energia e durata. Attualmente, le aziende estere che producono batterie al nichel-metallo idruro per veicoli elettrici dispongono attualmente di due tipi di celle unitarie, 80A e 130A, con un'energia specifica di 75-80W/kg e una durata del ciclo di oltre 600 volte. Questo tipo di batteria è installata su diversi veicoli elettrici per un uso di prova. Un tipo di veicolo può percorrere 345 km con una singola carica e un veicolo può percorrere più di 80.000 chilometri in un anno. A causa del prezzo elevato, la produzione in serie non è ancora disponibile. A livello nazionale sono state sviluppate celle unitarie da 55 A e 100 A, con un'energia specifica di 65 W/kg e una densità di potenza di oltre 800 W/kg di batterie al nichel-metallo idruro.

  1. Batteria agli ioni di litio

Le batterie secondarie agli ioni di litio, come nuove batterie ricaricabili ad alta tensione e ad alta densità di energia, hanno un'ampia gamma di prospettive per applicazioni civili e speciali grazie alle loro proprietà fisiche ed elettrochimiche uniche. Le sue caratteristiche eccezionali sono: leggerezza, grande accumulo di energia, nessun inquinamento, nessun effetto memoria e lunga durata. A parità di volume e peso, la capacità di accumulo delle batterie agli ioni di litio è 1,6 volte quella delle batterie al nichel-idrogeno e 4 volte quella delle batterie al nichel-cadmio. Al momento, gli esseri umani hanno sviluppato e utilizzato solo dal 20% al 30% del loro potere teorico, quindi le prospettive di sviluppo sono molto alte. luminosa. Allo stesso tempo, è una vera batteria verde che non inquina l'ambiente, ed è attualmente la migliore batteria che può essere applicata ai veicoli elettrici. il mio paese ha iniziato a sviluppare e utilizzare batterie agli ioni di litio negli anni '90 e finora ha fatto progressi, sviluppando batterie agli ioni di litio con diritti di proprietà intellettuale completamente indipendenti.

  1. Batteria al volano

La batteria del volano è una batteria di nuova concezione proposta negli anni '90. Rompe i limiti delle batterie chimiche e utilizza metodi fisici per ottenere l'accumulo di energia. Quando il volano ruota ad una certa velocità angolare, ha una certa quantità di energia cinetica. La batteria del volano converte la sua energia cinetica in energia elettrica. Un volano high-tech viene utilizzato per immagazzinare energia elettrica, proprio come una batteria standard. C'è un motore nella batteria del volano. Durante la ricarica, il motore funziona come un motore. Azionato da un'alimentazione esterna, il motore fa ruotare il volano ad alta velocità, cioè "caricando" la batteria del volano con l'elettricità aumenta la velocità del volano per aumentarne la funzione; scarica Quando il motore è nello stato di generatore, emette energia elettrica all'esterno azionata dal volano per completare la conversione dell'energia meccanica (energia cinetica) in energia elettrica. Quando la batteria del volano è alimentata, la velocità del volano diminuisce gradualmente. Il volano della batteria del volano funziona in un ambiente sottovuoto con una velocità molto elevata (200000 giri/min) e i cuscinetti utilizzati sono cuscinetti magnetici senza contatto. Si dice che l'energia specifica della batteria del volano può raggiungere 150 W/kg, la potenza specifica può raggiungere 5000 ~ 10000 W/kg, la durata può arrivare fino a 25 anni e il veicolo elettrico può percorrere 5 milioni di chilometri.

  1. Batteria al nichel-zinco

La nuova batteria sigillata al nichel-zinco presenta i vantaggi di prestazioni elevate, alta potenza e scarica ad alta corrente. Questo vantaggio consente alle batterie al nichel-zinco di soddisfare il fabbisogno energetico dei veicoli elettrici per viaggi, salite e accelerazioni con una singola carica. La batteria al nichel-zinco è un prodotto sviluppato e prodotto dalla National Energy Research Corporation (ERC) degli Stati Uniti e la Xiamen Battery Factory ha collaborato con essa per introdurre questo prodotto. Le batterie al nichel-zinco sono batterie molto competitive. I suoi vantaggi sono che la sua energia specifica raggiunge più di 50 Wh/k e il suo volume di energia ha superato quello delle batterie al nichel-cadmio ed è inferiore a quello delle batterie al nichel-idrogeno. Scarica ad alta corrente, la tensione della batteria sarà bilanciata in un'ampia gamma e ha una lunga durata, ciclo di vita ≥ 500 volte. Tempo di ricarica ≤ 3,5 h, ricarica rapida ≤ 1 h. In particolare, vale la pena ricordare che la resistenza all'autoscarica all'attenuazione della carica è molto buona. A temperatura ambiente per un mese, l'autoscarica è inferiore al 30% della carica nominale. Ad una temperatura elevata di 50°C, quando la batteria è scarica a C/3, la carica della batteria decade ≤10% della carica nominale, mentre a 15°C, la scarica di C/3 è ≤30%. Le batterie al nichel-zinco e le batterie al piombo hanno una buona compatibilità nell'aspetto e tutti i veicoli che utilizzano batterie al piombo possono essere sostituite con batterie al nichel-zinco. A giudicare dal prezzo attuale, nichel e zinco sono ancora leggermente più costosi, ma si ritiene che il prezzo diminuirà naturalmente dopo l'aumento del volume di applicazione. La compatibilità con il profilo delle batterie al piombo rende le batterie al nichel-zinco più convenienti per sostituire le batterie al piombo e diventano una fonte di alimentazione ideale per i veicoli elettrici.

  1. Batteria zinco-aria

La batteria zinco-aria, nota anche come batteria zinco-ossigeno, è una specie di batteria metallo-aria. Il valore teorico dell'energia specifica della batteria zinco-aria è 1350 W/kg e l'energia specifica attuale ha raggiunto 230 Wh/kg, che è quasi 8 volte quella della batteria al piombo.

Si può vedere che lo spazio di sviluppo della batteria zinco-aria è molto ampio. La batteria zinco-aria può essere azionata solo sostituendo l'elettrodo di zinco.

"Carica meccanica". Il tempo di sostituzione dell'elettrodo può essere completato entro 3 minuti. Metti un nuovo elettrodo di zinco, "carica"

Tempo molto breve, molto conveniente. Lo sviluppo di una tale batteria elimina la necessità di costruire strutture di sicurezza sociale come stazioni di ricarica. Gli elettrodi di zinco possono essere acquistati nei supermercati, nei punti di funzionamento della batteria, nei negozi di ricambi auto, ecc., Il che è molto vantaggioso per rendere popolare questo veicolo elettrico a batteria. La batteria presenta i vantaggi di dimensioni ridotte, grande capacità di carica, massa ridotta, funzionamento normale in un'ampia gamma di temperature, assenza di corrosione, funzionamento sicuro e affidabile e basso costo. Al momento, la capacità di carica della batteria di prova è solo cinque volte quella della batteria al piombo, il che non è l'ideale. Tuttavia, la carica di 5 volte quella delle batterie al piombo ha attirato l'attenzione del mondo. Gli Stati Uniti, il Messico, Singapore e alcuni paesi europei li hanno provati su auto postali, autobus e moto. È anche un veicolo elettrico molto promettente. Batteria.


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