O que é uma bateria de energia?
A tecnologia de baterias é uma grande invenção com uma longa e maravilhosa história. O inglês" Bateria" de bateria apareceu pela primeira vez em 1749. Foi usado pela primeira vez pelo inventor americano Benjamin Franklin quando ele usou uma série de capacitores para conduzir experimentos elétricos. . Ele usou ácido sulfúrico diluído como eletrólito para resolver o problema de polarização da bateria e produziu a primeira bateria de zinco-cobre não polarizada que pode manter uma corrente equilibrada, também conhecida como bateria Daniel" ;."
Em 1860, a France' s Plante inventou uma bateria que usa chumbo como eletrodo, que também é o predecessor de uma bateria de armazenamento; ao mesmo tempo, a França' s Lakeland inventou a bateria de carbono-zinco, trazendo a tecnologia de bateria para o campo das baterias secas.
O uso comercial da tecnologia de baterias começou com baterias secas. Foi inventado pelo britânico Hellerson em 1887 e produzido em massa nos Estados Unidos em 1896. Ao mesmo tempo, Thomas Edison inventou a bateria recarregável de ferro-níquel em 1890, que também foi realizada em 1910. Produção em massa comercializada.
Desde então, graças à comercialização, a tecnologia da bateria inaugurou uma era de rápido avanço. Thomas Edison inventou baterias alcalinas em 1914, Schlecht e Akermann inventaram placas sinterizadas para baterias de níquel-cádmio em 1934 e Neumann desenvolveu níquel selado em 1947. Baterias de cádmio, Lew Urry (Energizer) desenvolveu pequenas baterias alcalinas em 1949, dando início à era de pilhas alcalinas.
Após entrar na década de 1970, a tecnologia das baterias foi afetada pela crise energética e gradualmente se desenvolveu na direção da potência física. Além do avanço contínuo da tecnologia de células solares que apareceu em 1954, as baterias de lítio e baterias de níquel-hidreto metálico foram gradualmente inventadas e comercializadas.
O que é uma bateria de energia? A diferença entre ele e as baterias comuns
A fonte de energia de novos veículos de energia é geralmente baseada principalmente em baterias de energia. A bateria de energia é, na verdade, um tipo de fonte de energia que fornece energia para o transporte. As principais diferenças entre ele e as baterias comuns são:
1. Diferente em natureza
Bateria de alimentação refere-se à bateria que fornece energia para transporte, geralmente em relação à pequena bateria que fornece energia para equipamentos eletrônicos portáteis; enquanto a bateria comum é um tipo de metal de lítio ou liga de lítio como o material do eletrodo negativo, usando solução eletrolítica não aquosa. A bateria primária é diferente da bateria de íon de lítio e da bateria de polímero de íon de lítio.
Dois, a capacidade da bateria é diferente
No caso de baterias novas, use um medidor de descarga para testar a capacidade da bateria. Geralmente, a capacidade das baterias de energia é de cerca de 1000-1500mAh; enquanto a capacidade das baterias comuns está acima de 2000mAh, e algumas podem chegar a 3400mAh.
Três, o poder de descarga é diferente
Uma bateria de 4200 mAh pode descarregar a energia em apenas alguns minutos, mas as baterias comuns não podem' não fazer isso, então a capacidade de descarga das baterias comuns é completamente incomparável com as baterias de energia. A maior diferença entre uma bateria de energia e uma bateria comum é seu grande poder de descarga e alta energia específica. Uma vez que a bateria elétrica é usada principalmente para o fornecimento de energia para veículos, ela tem uma potência de descarga mais alta do que as baterias comuns.
Quatro aplicações diferentes
As baterias que fornecem energia motriz para veículos elétricos são chamadas de baterias de energia, incluindo baterias de chumbo-ácido tradicionais, baterias de níquel-hidreto metálico e a bateria emergente de íons de lítio, que são divididas em baterias de energia do tipo de energia (veículos híbridos) e Baterias de energia do tipo energia (veículos elétricos puros); As baterias de lítio usadas em produtos eletrônicos de consumo, como telefones celulares e notebooks, são geralmente chamadas de baterias de lítio para distingui-las das baterias usadas em veículos elétricos.
Os principais tipos atuais de baterias de energia
A tecnologia de bateria de chumbo-ácido, a tecnologia de bateria de níquel-hidrogênio, a tecnologia de célula de combustível e a tecnologia de bateria de lítio ainda são as principais tecnologias do mercado.
Baterias de chumbo-ácido
A bateria de chumbo-ácido tem a mais longa história de aplicação e a tecnologia mais madura. É a bateria de menor custo e preço, e alcançou produção em massa. Entre eles, a bateria de chumbo-ácido selada regulada por válvula (VRLA) já se tornou uma importante bateria de energia para veículos, que foi usada no EV e HEV desenvolvido por muitas empresas automotivas europeias e americanas, como o Saturn e o EVI desenvolvido pela GM em décadas de 1980 e 1990, respectivamente. Carros elétricos, etc.
No entanto, as baterias de chumbo-ácido têm baixa energia específica, vida curta da bateria, alta taxa de autodescarga e baixo ciclo de vida; sua principal matéria-prima, o chumbo, é pesado, e a poluição ambiental por metais pesados pode ocorrer durante a produção e a reciclagem. Portanto, atualmente, as baterias de chumbo-ácido são usadas principalmente para dispositivos de ignição quando os carros são ligados e pequenos equipamentos, como bicicletas elétricas.
Baterias NiMH
As baterias Ni / MH têm boa resistência a sobrecarga e descarga excessiva. Não há problema de poluição por metais pesados e não haverá aumento ou diminuição de eletrólitos durante o processo de trabalho, o que pode atingir um design vedado e livre de manutenção. Em comparação com as baterias de chumbo-ácido e baterias de níquel-cádmio, as baterias de níquel-hidrogênio têm maior energia específica, potência específica e ciclo de vida.
A desvantagem é que a bateria tem um efeito de memória pobre e com o progresso do ciclo de carga e descarga, a liga de armazenamento de hidrogênio perde gradualmente sua capacidade catalítica e a pressão interna da bateria aumenta gradualmente, o que afeta o uso do bateria. Além disso, o alto preço do metal níquel também leva a custos mais elevados.
Em termos de materiais essenciais, as baterias de níquel-hidreto metálico são compostas principalmente de eletrodo positivo, eletrodo negativo, separador e eletrólito. O eletrodo positivo é o eletrodo de níquel (Ni (OH) 2); o eletrodo negativo geralmente usa hidreto metálico (MH); o eletrólito é principalmente líquido e o componente principal é o hidrogênio. Óxido de potássio (KOH). No momento, o foco de pesquisa da bateria de níquel-hidrogênio é principalmente nos materiais de eletrodo positivo e negativo, e sua pesquisa e desenvolvimento de tecnologia são relativamente maduros.
As baterias Ni-MH para veículos têm sido produzidas e usadas em massa e são o tipo de bateria de veículos mais amplamente usado no desenvolvimento de veículos híbridos. O representante mais típico é o Toyota Prius, que atualmente é o maior veículo híbrido produzido em massa. PEVE, uma joint venture entre a Toyota e a Panasonic, é atualmente o maior fabricante mundial de baterias de níquel-hidrogênio.
Agora que as baterias de níquel-hidreto metálico foram retiradas das fileiras das baterias de energia convencionais, por que a Toyota se mantém no campo das baterias de níquel-hidreto metálico?
Isso tem a ver com a maior vantagem da bateria Ni-MH: super durabilidade!
Certa vez, a famosa mídia automotiva americana conduziu um teste comparativo em um Prius de primeira geração que havia sido usado por dez anos. Os resultados do teste mostram que após 10 anos dirigindo 330.000 quilômetros para o modelo Prius de primeira geração com baterias de níquel-hidreto metálico, comparando-o com os dados do novo carro, o desempenho de consumo de combustível e desempenho de potência permanecem no mesmo nível. O sistema híbrido e a bateria Ni-MH ainda estão funcionando normalmente.
Além disso, mesmo depois de percorrer 330.000 quilômetros em dez anos de uso, este Prius de primeira geração nunca teve problemas com sua bateria de níquel-hidreto metálico. Dez anos atrás, as pessoas questionavam a situação de que a degradação da capacidade da bateria afetaria muito o consumo de combustível e o desempenho de energia. Ele também não' não apareceu. Desse ponto de vista, os japoneses que sempre foram rigorosos e conservadores têm suas próprias razões únicas para seu amor pelas baterias de níquel-hidrogênio.
A célula de combustível
Célula de combustível é um dispositivo de geração de energia que converte diretamente a energia química do combustível e do oxidante em energia elétrica. Combustível e ar são alimentados separadamente na célula de combustível e a eletricidade é produzida. Do lado de fora, tem eletrodos positivos e negativos e eletrólitos, etc., como uma bateria, mas na verdade não pode" armazenamento" mas uma¢ral de energia &.
Em comparação com as baterias químicas comuns, as células de combustível podem complementar o combustível, geralmente hidrogênio. Algumas células de combustível podem usar metano e gasolina como combustível, mas geralmente são restritas a aplicações industriais, como usinas de energia e empilhadeiras. O princípio básico de uma célula a combustível de hidrogênio é a reação reversa da eletrólise da água. O hidrogênio e o oxigênio são fornecidos ao ânodo e ao cátodo, respectivamente. Depois que o hidrogênio se difunde pelo ânodo e reage com o eletrólito, os elétrons são liberados para o cátodo por meio de uma carga externa.
O princípio de funcionamento de uma célula de combustível de hidrogênio é: enviar gás hidrogênio para a placa anódica (eletrodo negativo) da célula de combustível. Após a ação do catalisador (platina), um elétron do átomo de hidrogênio é separado, e o íon de hidrogênio (próton) que perdeu o elétron passa pelo próton. A membrana de troca atinge a placa catódica (eletrodo positivo) da célula a combustível, e os elétrons não conseguem passar pela membrana de troca de prótons. Esse elétron só pode passar pelo circuito externo para chegar à placa catódica da célula a combustível, gerando corrente no circuito externo.
Depois que os elétrons alcançam a placa catódica, eles se recombinam com átomos de oxigênio e íons de hidrogênio para formar água. Uma vez que o oxigênio fornecido à placa catódica pode ser obtido do ar, desde que a placa anódica seja continuamente fornecida com hidrogênio, a placa catódica seja fornecida com ar e o vapor d'água seja retirado no tempo, a energia elétrica pode ser continuamente fornecido.
A eletricidade gerada pela célula de combustível é fornecida ao motor elétrico por meio de inversores, controladores e outros dispositivos e, em seguida, as rodas são acionadas para girar através do sistema de transmissão, eixo de tração, etc., para que o veículo possa circular na estrada. Em comparação com os veículos tradicionais, a eficiência de conversão de energia dos veículos com células de combustível é de 60 a 80%, o que é 2 a 3 vezes maior do que a dos motores de combustão interna.
O combustível da célula de combustível é hidrogênio e oxigênio, e o produto é água limpa. Não produz monóxido de carbono e dióxido de carbono, nem emite enxofre e partículas. Portanto, os veículos com célula de combustível de hidrogênio são realmente veículos com emissão zero e poluição zero, e o combustível de hidrogênio é a fonte de energia perfeita para veículos!
