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          動(dòng)力電池、有機化學(xué)原料,高分子材料、環(huán)保設備研發(fā)等

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          什么是動(dòng)力電池,它與普通電池的區別?
          發(fā)布時(shí)間:2020-11-30
          電池技術(shù)是一項偉大的發(fā)明,有著(zhù)精彩而悠久的歷史,電池英文“Battery”出現在1749年,它由美國發(fā)明家本杰明富蘭克林使用,當時(shí)他使用了一組串聯(lián)的電容器來(lái)進(jìn)行電學(xué)實(shí)驗。他使用稀硫酸作電解液,解決了電池化問(wèn)題,制造出一個(gè)不化,能保持平衡電流的鋅─銅電池,又稱(chēng)“丹尼爾電池”。



          1860年,法國的普朗泰發(fā)明出用鉛做電的電池,也是蓄電池的前身;與此同時(shí),法國的雷克蘭士發(fā)明了碳鋅電池,讓電池技術(shù)走向了干電池領(lǐng)域。



          電池技術(shù)商用始于干電池,它由英國人赫勒森在1887年發(fā)明,并于1896年在美國批量生產(chǎn),與此同時(shí),Thomas Edison在1890年發(fā)明可充電的鐵鎳電池,也于1910年實(shí)現商業(yè)化量產(chǎn)。

          至此以后,得力于商業(yè)化驅動(dòng),電池技術(shù)迎來(lái)了突飛猛進(jìn)的時(shí)代,Thomas Edison在1914年發(fā)明堿性電池,Schlecht and Akermann 在1934年發(fā)明鎳鎘電池燒結板,Neumann在1947年開(kāi)發(fā)出密封鎳鎘電池, Lew Urry (Energizer)在1949年 開(kāi)發(fā)出小型堿性電池,由此迎來(lái)堿性電池時(shí)代。



          進(jìn)入1970年代以后,電池技術(shù)受能源危機的影響,逐步往物理電源方向發(fā)展,除了1954年就出現了的太陽(yáng)能電池技術(shù)持續進(jìn)步外,鋰電池和鎳氫電池也逐步被發(fā)明和商業(yè)應用。





          什么是動(dòng)力電池? 它與普通電池的區別?

          新能源汽車(chē)的動(dòng)力來(lái)源一般主要是以動(dòng)力電池為主。動(dòng)力電池實(shí)際上就是為交通運輸工具提供動(dòng)力來(lái)源的一種電源。它與普通電池的主要區別為:

          一、性質(zhì)不同

          動(dòng)力電池是指為交通運輸工具提供動(dòng)力的電池,一般是相對于為便攜式電子設備提供能量的小型電池而言;而普通電池是一種以鋰金屬或鋰合金為負材料,使用非水電解質(zhì)溶液的一次電池,與可充電電池鋰離子跟鋰離子聚合物電池是不一樣。

          二、電池容量不同

          在都是新電池的情況下,用放電儀測試電池容量,一般動(dòng)力電池的容量在1000-1500mAh左右;而普通電池的容量在2000mAh以上,有的能到3400mAh。

          三、放電功率不同

          一顆4200mAh的動(dòng)力電池可以在短短幾分鐘內將電量放光,但是普通電池完全做不到,因此普通電池的放電能力完全無(wú)法與動(dòng)力電池相比。動(dòng)力電池與普通電池大的差別,在于其放電功率大,比能量高。由于動(dòng)力型電池主要用途為車(chē)用能源供給,所以相較于普通電池要有更高的放電功率。

          四、應用不同

          為電動(dòng)汽車(chē)提供驅動(dòng)動(dòng)力的電池被稱(chēng)為動(dòng)力電池,包括傳統的鉛酸電池、鎳氫電池以及新興的鋰離子動(dòng)力電鋰電池,分為功率型動(dòng)力電池(混合動(dòng)力汽車(chē))以及能量型動(dòng)力電池(純電動(dòng)汽車(chē));手機、筆記本電腦等消費電子產(chǎn)品使用的鋰電池一般統稱(chēng)為鋰電池,以區別于電動(dòng)汽車(chē)用的動(dòng)力電池。

          動(dòng)力電池現有主要種類(lèi):

          目前市場(chǎng)上主流技術(shù)仍以鉛酸電池技術(shù)、鎳氫電池技術(shù)、燃料電池技術(shù)、鋰電池技術(shù)為主。

           

          鉛酸蓄電池

          鉛酸蓄電池的應用歷史長(cháng),技術(shù)為成熟,是成本、售價(jià)低廉的蓄電池,已實(shí)現大批量生產(chǎn)。其中閥控式密封鉛酸蓄電池(VRLA)一度成為重要的車(chē)用動(dòng)力電池,應用在眾多歐美汽車(chē)公司開(kāi)發(fā)的EV和HEV上,例如通用在20世紀80年代和90年代分別開(kāi)發(fā)出的Saturn和EVI電動(dòng)汽車(chē)等。



          但是,鉛酸電池的比能量較低,續航時(shí)間短,自放電率高,循環(huán)壽命低;其主要原料鉛的重量大,而且在生產(chǎn)和回收過(guò)程中可能產(chǎn)生重金屬的環(huán)境污染。所以,目前鉛酸電池主要用于汽車(chē)啟動(dòng)時(shí)的點(diǎn)火裝置,以及電動(dòng)自行車(chē)等小型設備。

          鎳氫電池

          鎳氫(Ni/MH)電池具有良好的耐過(guò)充、過(guò)放能力,不存在重金屬污染問(wèn)題,而且在工作過(guò)程中不會(huì )出現電解液增減現象,可以實(shí)現密封設計、免維護。與鉛酸電池和鎳鎘電池相比,鎳氫電池具有較高的比能量、比功率及循環(huán)壽命。

          其缺點(diǎn)是電池具有的記憶效應較差,而且隨著(zhù)充放電循環(huán)的進(jìn)行,貯氫合金逐漸失去催化能力,電池內壓會(huì )逐漸升高,影響到電池的使用。此外,鎳金屬昂貴的價(jià)格,也導致成本較高。

          在關(guān)鍵材料上,鎳氫電池主要由正、負、隔膜和電解質(zhì)構成,正為鎳電(Ni(OH)2);負一般采用金屬氫化物(MH);電解質(zhì)主要為液體,主要成份是(KOH)。目前鎳氫電池的研究主要在正、負材料上,其技術(shù)研發(fā)相比較成熟。

           

          燃料電池

          燃料電池是一種將存在于燃料與氧化劑中的化學(xué)能直接轉化為電能的發(fā)電裝置。燃料和空氣分別送進(jìn)燃料電池,電就被生產(chǎn)出來(lái)。它從外表上看有正負和電解質(zhì)等,像一個(gè)蓄電池,但實(shí)質(zhì)上它不能“儲電”而是一個(gè)“發(fā)電廠(chǎng)”。

          和普通化學(xué)電池相比,燃料電池可以補充燃料,通常是補充氫氣。一些燃料電池能使用甲烷和汽油作為燃料,但通常是限制在電廠(chǎng)和叉車(chē)等工業(yè)領(lǐng)域使用。氫燃料電池基本原理是電解水的逆反應,把氫和氧分別供給陽(yáng)和陰,氫通過(guò)陽(yáng)向外擴散和電解質(zhì)發(fā)生反應后,放出電子通過(guò)外部的負載到達陰。

          氫燃料電池的工作原理是:將氫氣送到燃料電池的陽(yáng)板(負),經(jīng)過(guò)催化劑(鉑)的作用,氫原子中的一個(gè)電子被分離出來(lái),失去電子的氫離子(質(zhì)子)穿過(guò)質(zhì)子交換膜,到達燃料電池陰板(正),而電子是不能通過(guò)質(zhì)子交換膜的,這個(gè)電子,只能經(jīng)外部電路,到達燃料電池陰板,從而在外電路中產(chǎn)生電流。

          電子到達陰板后,與氧原子和氫離子重新結合為水。由于供應給陰板的氧,可以從空氣中獲得,因此只要不斷地給陽(yáng)板供應氫,給陰板供應空氣,并及時(shí)把水蒸氣帶走,就可以不斷地提供電能。

          燃料電池發(fā)出的電,經(jīng)逆變器、控制器等裝置,給電動(dòng)機供電,再經(jīng)傳動(dòng)系統、驅動(dòng)橋等帶動(dòng)車(chē)輪轉動(dòng),就可使車(chē)輛在路上行駛。與傳統汽車(chē)相比,燃料電池車(chē)能量轉化效率高達60~80%,為內燃機的2~3倍。

          燃料電池的燃料是氫和氧,生成物是清潔的水,它本身工作不產(chǎn)生一氧化碳和二氧化碳,也沒(méi)有硫和微粒排出。
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