Bateria to ogólne określenie baterii, które jest powszechnie stosowaną nazwą wśród ludzi, ale baterie litowo-jonowe, akumulatory niklowo-metalowo-wodorkowe, akumulatory niklowo-kadmowe, akumulatory kwasowo-ołowiowe itp. wszystkie można nazwać bateriami. Poniżej znajduje się wprowadzenie do typów baterii, które zostały wprowadzone do zastosowań przemysłowych na rynku.
Akumulator jest źródłem zasilania pojazdu elektrycznego. Obecnie kluczowym czynnikiem ograniczającym rozwój pojazdów elektrycznych jest niezadowalająca bateria dla zwierząt. Ważnymi wskaźnikami wydajności akumulatorów pojazdów elektrycznych są określona energia, określona moc i żywotność. Aby pojazdy elektryczne konkurowały z pojazdami z silnikiem spalinowym, kluczowe jest opracowanie akumulatorów o wysokiej energii właściwej, dużej mocy właściwej, długiej żywotności i niskich kosztach.
- Akumulator kwasowo-ołowiowy
Akumulatory kwasowo-ołowiowe mają ponad 100-letnią historię i są szeroko stosowane jako źródło zasilania rozruchowego pojazdów z silnikami spalinowymi.
To także dojrzała bateria do pojazdów elektrycznych. Charakteryzuje się dobrą niezawodnością, łatwo dostępnymi surowcami i niską ceną; jego specyficzna moc może zasadniczo spełnić wymagania dotyczące mocy pojazdów elektrycznych. Ale ma dwie główne wady; jeden ma niską energię właściwą, zajmuje zbyt dużą masę i objętość oraz ma krótki przebieg na jednym ładowaniu; drugi to krótki okres użytkowania i wysokie koszty użytkowania.
- Akumulator niklowo-kadmowy
Zastosowanie akumulatorów niklowo-kadmowych ustępuje jedynie akumulatorom kwasowo-ołowiowym, a ich energia właściwa może osiągnąć 55W/kg, a moc właściwa przekracza 190W/kg. Może być szybko ładowany i ma długi cykl życia, który jest ponad dwukrotnie dłuższy niż w przypadku akumulatorów kwasowo-ołowiowych i może osiągnąć ponad 2000 razy, ale cena jest od 4 do 5 razy wyższa niż w przypadku akumulatorów kwasowo-ołowiowych. Chociaż początkowy koszt zakupu jest wysoki, jego długoterminowy rzeczywisty koszt użytkowania nie jest wysoki ze względu na jego zalety w zakresie energii i żywotności. Wadą jest to, że występuje „efekt pamięci”, który łatwo zmniejsza dostępną pojemność akumulatora z powodu słabego ładowania i rozładowania. Musi być w pełni naładowany i rozładowany po około dziesięciu razach użytkowania. Jeśli występuje „efekt pamięci”, należy go stale ładować i rozładowywać od 3 do 5 razy, aby zwolnić pamięć. Ponadto kadm jest toksyczny, dlatego należy zwrócić uwagę na jego recykling w trakcie użytkowania, aby uniknąć zanieczyszczenia środowiska powodowanego przez kadm.
- Bateria sodowo-siarkowa
Zalety akumulatorów sodowo-siarkowych: jedną z nich jest wysoka energia właściwa. Jego teoretyczna energia właściwa wynosi 760 W/kg, co w rzeczywistości jest ponad 100 W/kg, czyli 3 do 4 razy więcej niż w przypadku akumulatorów kwasowo-ołowiowych; drugim jest to, że może rozładowywać się dużym prądem i dużą mocą. Jego gęstość prądu rozładowania może na ogół osiągnąć 200 ~ 300mA / mm2, i może uwolnić 3 razy swoją energię właściwą w jednej chwili; innym jest wysoka wydajność ładowania i rozładowania. Ponieważ stosowany jest elektrolit stały, nie ma samorozładowania i reakcji ubocznych powszechnie stosowanych w akumulatorach wtórnych z ciekłym elektrolitem, a wydajność prądowa ładowania i rozładowania wynosi prawie 100%. Wadą baterii sodowo-siarkowej jest to, że jej temperatura pracy wynosi 300 ~ 350 ℃. Dlatego akumulator musi być podgrzewany i utrzymywany w cieple podczas pracy. Korozja wysokotemperaturowa jest poważna, a żywotność baterii jest krótka. Obecnie istnieje wysokowydajna technologia izolacji próżniowej, która może skutecznie rozwiązać ten problem. Istnieją również problemy, takie jak stabilność wydajności i bezpieczeństwo użytkowania, które nie są idealne. W latach 80. i 90. zagraniczne kraje koncentrowały się na rozwoju akumulatorów sodowo-siarkowych jako zastosowań w stałych sytuacjach (takich jak magazynowanie energii w elektrowniach) i coraz bardziej wykazywały swoją wyższość. Pod tym względem japońskie firmy poczyniły największe postępy. Jako ogólnie optymistyczna bateria do pojazdów elektrycznych w najbliższej przyszłości została wymieniona jako średnioterminowa bateria do pojazdów elektrycznych przez Amerykańskie Konsorcjum Zaawansowanych Baterii (USMABC). ; Energia właściwa sięga 109W/kg, cykl życia 1200 razy, a najlepszy przejechał bezawaryjnie 2300km podczas testu obciążenia.
- Akumulator NiMH
Baterie niklowo-wodorkowe to baterie alkaliczne. Akumulatory niklowo-metalowo-wodorkowe mają długi cykl życia i nie mają efektu pamięci, ale są drogie. Chociaż początkowy koszt zakupu jest wysoki, jego długoterminowy rzeczywisty koszt użytkowania nie jest wysoki ze względu na jego zalety w zakresie energii i żywotności. Obecnie firmy zagraniczne produkujące akumulatory niklowo-metalowo-wodorkowe do pojazdów elektrycznych mają obecnie dwa rodzaje ogniw elementarnych 80A i 130A o energii właściwej 75-80W/kg i ponad 600-krotnym cyklu życia. Ten rodzaj baterii jest instalowany w kilku pojazdach elektrycznych do użytku próbnego. Jeden typ pojazdu może przejechać 345 km na jednym ładowaniu, a jeden pojazd może przejechać ponad 80 000 kilometrów w ciągu roku. Ze względu na wysoką cenę masowa produkcja nie jest jeszcze dostępna. W kraju opracowano ogniwa jednostkowe 55 A i 100 A o energii właściwej 65 W/kg i gęstości mocy ponad 800 W/kg akumulatorów niklowo-metalowo-wodorkowych.
- Bateria litowo-jonowa
Wtórne baterie litowo-jonowe, jako nowe akumulatory wysokiego napięcia o dużej gęstości energii, mają szerokie możliwości zastosowań cywilnych i specjalnych ze względu na ich wyjątkowe właściwości fizyczne i elektrochemiczne. Jego wyjątkowe cechy to: niewielka waga, duże magazynowanie energii, brak zanieczyszczeń, brak efektu pamięci i długa żywotność. W przypadku tej samej objętości i wagi pojemność akumulatorów litowo-jonowych jest 1,6 razy większa niż akumulatorów niklowo-wodorowych i 4 razy większa niż akumulatorów niklowo-kadmowych. Obecnie ludzie rozwinęli i wykorzystali tylko 20-30% swojej teoretycznej mocy, więc perspektywy rozwoju są bardzo wysokie. jasny. Jednocześnie jest to prawdziwie zielona bateria, która nie zanieczyszcza środowiska i jest obecnie najlepszą baterią, którą można zastosować w pojazdach elektrycznych. mój kraj zaczął opracowywać i wykorzystywać baterie litowo-jonowe w latach 90. i jak dotąd dokonał przełomu, opracowując baterie litowo-jonowe z całkowicie niezależnymi prawami własności intelektualnej.
- Akumulator koła zamachowego
Bateria koła zamachowego to nowa koncepcja baterii zaproponowana w latach 90. XX wieku. Przełamuje ograniczenia baterii chemicznych i wykorzystuje fizyczne metody do magazynowania energii. Kiedy koło zamachowe obraca się z określoną prędkością kątową, ma określoną ilość energii kinetycznej. Akumulator koła zamachowego przekształca swoją energię kinetyczną w energię elektryczną. Zaawansowane technologicznie koło zamachowe służy do przechowywania energii elektrycznej, podobnie jak standardowa bateria. W akumulatorze koła zamachowego znajduje się silnik. Podczas ładowania silnik pracuje jako silnik. Napędzany zewnętrznym zasilaczem silnik napędza koło zamachowe, aby obracało się z dużą prędkością, to znaczy „ładowanie” akumulatora koła zamachowego energią elektryczną zwiększa prędkość koła zamachowego, aby zwiększyć jego funkcję; rozładowanie Gdy silnik jest w stanie generatora, wysyła energię elektryczną na zewnątrz napędzaną przez koło zamachowe, aby zakończyć konwersję energii mechanicznej (energii kinetycznej) na energię elektryczną. Gdy akumulator koła zamachowego jest zasilany, prędkość koła zamachowego stopniowo maleje. Koło zamachowe akumulatora koła zamachowego pracuje w środowisku próżniowym z bardzo dużą prędkością (200000 obr/min), a zastosowane łożyska są bezkontaktowymi łożyskami magnetycznymi. Mówi się, że energia właściwa akumulatora koła zamachowego może osiągnąć 150 W / kg, moc właściwa może osiągnąć 5000 ~ 10000 W / kg, żywotność może wynosić nawet 25 lat, a pojazd elektryczny może przejechać 5 milionów kilometrów.
- Bateria niklowo-cynkowa
Nowa szczelna bateria niklowo-cynkowa ma zalety wysokiej wydajności, dużej mocy i wysokiego prądu rozładowania. Ta zaleta umożliwia akumulatorom niklowo-cynkowym zaspokojenie zapotrzebowania pojazdów elektrycznych na podróże, wspinaczkę i przyspieszanie na jednym ładowaniu. Bateria niklowo-cynkowa to produkt opracowany i wyprodukowany przez National Energy Research Corporation (ERC) w Stanach Zjednoczonych, a fabryka baterii Xiamen współpracowała z nim w celu wprowadzenia tego produktu. Baterie niklowo-cynkowe to bardzo konkurencyjne baterie. Jego zaletą jest to, że jego energia właściwa osiąga ponad 50 Wh/k, a jego energia objętościowa przewyższa energię akumulatorów niklowo-kadmowych i jest mniejsza niż w przypadku akumulatorów niklowo-wodorowych. Wysoki prąd rozładowania, napięcie akumulatora będzie zrównoważone w szerokim zakresie i ma długą żywotność, cykl życia ≥ 500 razy. Czas ładowania ≤ 3,5 godz., szybkie ładowanie ≤ 1 godz. W szczególności warto wspomnieć, że odporność na samorozładowanie przy tłumieniu ładunku jest bardzo dobra. W temperaturze pokojowej przez jeden miesiąc samorozładowanie wynosi mniej niż 30% ładunku znamionowego. W wysokiej temperaturze 50°C, gdy akumulator jest rozładowany przy C/3, ładunek akumulatora zanika ≤10% ładunku znamionowego, natomiast przy 15°C rozładowywanie C/3 wynosi ≤30%. Akumulatory niklowo-cynkowe i akumulatory ołowiowo-kwasowe mają dobrą kompatybilność w wyglądzie, a wszystkie pojazdy wykorzystujące akumulatory ołowiowo-kwasowe można zastąpić akumulatorami niklowo-cynkowymi. Sądząc po obecnej cenie, nikiel i cynk są nadal nieco droższe, ale uważa się, że cena w naturalny sposób spadnie po wzroście ilości jego zastosowań. Zgodność z obrysem akumulatorów kwasowo-ołowiowych sprawia, że akumulatory niklowo-cynkowe są wygodniejsze w zastępowaniu akumulatorów kwasowo-ołowiowych i stają się idealnym źródłem zasilania pojazdów elektrycznych.
- Bateria cynkowo-powietrzna
Bateria cynkowo-powietrzna, znana również jako bateria cynkowo-tlenowa, jest rodzajem baterii metalowo-powietrznej. Teoretyczna wartość energii właściwej akumulatora cynkowo-powietrznego wynosi 1350 W/kg, a aktualna energia właściwa osiągnęła 230 Wh/kg, czyli prawie 8 razy więcej niż w przypadku akumulatora kwasowo-ołowiowego.
Widać, że przestrzeń rozwojowa akumulatora cynkowo-powietrznego jest bardzo duża. Akumulator cynkowo-powietrzny może być obsługiwany tylko przez wymianę elektrody cynkowej.
„Ładowanie mechaniczne”. Czas wymiany elektrody można zakończyć w ciągu 3 minut. Załóż nową elektrodę cynkową, "ładuj"
Bardzo krótki czas, bardzo wygodny. Rozwój takiej baterii eliminuje potrzebę budowy obiektów zabezpieczenia społecznego, takich jak stacje ładowania. Elektrody cynkowe można kupić w supermarketach, punktach pracy akumulatorów, sklepach z częściami samochodowymi itp., co jest bardzo korzystne dla popularyzacji tego elektrycznego pojazdu akumulatorowego. Zaletami baterii są małe rozmiary, duża pojemność ładowania, niewielka masa, normalna praca w szerokim zakresie temperatur, brak korozji, bezpieczna i niezawodna praca oraz niski koszt. Obecnie pojemność testowego akumulatora jest tylko pięciokrotnie większa niż akumulatora kwasowo-ołowiowego, co nie jest idealne. Jednak ładunek 5 razy większy niż w przypadku akumulatorów kwasowo-ołowiowych przyciągnął uwagę świata. Stany Zjednoczone, Meksyk, Singapur i niektóre kraje europejskie wypróbowały je w samochodach pocztowych, autobusach i motocyklach. To także bardzo obiecujący pojazd elektryczny. Bateria.