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雙登蓄電池的8個種類
發布時間:2022-02-09   瀏覽次數:154

  雙登蓄電池的8個種類鋰離子電池是目前世界上最先進的二次電池(充電電池),具有體積小、重量輕、能量密度高、使用壽命長、無記憶效應、環保、安全可靠等優點,是高檔儀器儀表的理想電源。
電壓和容量相同時,與鉛酸電池比較,鋰離子電池的體積降為一半,重量降為四分之一,而壽命卻是鉛酸電池的三倍,與鎳氫或鎳鎘電池比較,鋰離子電池的體積和重量均約為一半,而壽命則是它們的二倍!

雙登蓄電池種類介紹
雙登蓄電池是電動汽車的動力源泉。目前,制約電動汽車發展的關鍵因素是動力雙登蓄電池不理想。電動汽車雙登蓄電池的主要性能指標是比能量、比功率和使用壽命等。要使電動汽車能與內燃機汽車相競爭,關鍵是開發出比能量高、比功率大、使用壽命長、成本低的雙登蓄電池。

鉛酸蓄電池
鉛酸雙登蓄電池已有100多年的歷史,廣泛用作內燃機汽車的起動動力源。它也是成熟的電動汽車雙登蓄電池,它可靠性好、原材料易得、價格便宜;比功率也基本上能滿足電動汽車的動力性要求。但它有兩大缺點;一是比能量低,所占的質量和體積太大,且一次充電行駛里程較短;另一個是使用壽命短,使用成本過高。
鎳氫雙登蓄電池
鎳氫雙登蓄電池屬于堿性電池,鎳氫雙登蓄電池循環使用壽命較長,無記憶效應,但價格較高。它的初期購置成本雖高,但由于其在能量和使用壽命方面的優勢,因此其長期的實際使用成本并不高。目前國外生產電動汽車鎳氫雙登蓄電池的公司現有80A·h和130A·h兩種單元電池,其比能量達75-80W·h/kg,循環使用壽命超過600次。這種雙登蓄電池裝在幾種電動汽車上試用,其中一類車一次充電可行駛345km,有一輛車一年中行駛了8萬多公里。由于價格較高,目前尚未大批量生產。國內已開發出55A·h和100A·h單元電池,比能量達65W·h/kg,功率密度大于800W/kg的鎳氫雙登蓄電池。
鋰離子電池
鋰離子二次電池作為新型高電壓、高能量密度的可充電電池,其獨特的物理和電化學性能,具有廣泛的民用和國防應用的前景。其突出的特點是:重量輕、儲能大、無污染、無記憶效應、使用壽命長。在同體積重量情況下,鋰電池的蓄電能力是鎳氫電池的1.6倍,是鎳鎘電池的4倍,并且目前人類只開發利用了其理論電量的20%~30%,開發前景非常光明。同時它是一種真正的綠色環保電池,不會對環境造成污染,是目前最佳的能應用到電動車上的電池。我國從二十世紀九十年代開始開發和利用鋰離子電池,至今已取得突破性進展,研制出了完全擁有自主知識產權的鋰離子電池。
鎳鎘電池
鎳鎘電池的應用廣泛程度僅次于鉛酸雙登蓄電池,其比能量可達55W?h/kg,比功率超過190W/kg??煽焖俪潆?,循環使用壽命較長,是鉛酸雙登蓄電池的兩倍多,可達到2000多次,但價格為鉛酸雙登蓄電池的4~5倍。它的初期購置成本雖高,但由于其在能量和使用壽命方面的優勢,因此其長期的實際使用成本并不高。缺點是有“記憶效應”,容易因為充放電不良而導致電池可用容量減小。須在使用十次左右后,作一次完全充放電,如果已經有了“記憶效應”,應連續作3~5次完全充放電,以釋放記憶。另外鎘有毒,使用中要注意做好回收工作,以免鎘造成環境污染。
鈉硫蓄電池
鈉硫電池的優點:一個是比能量高。其理論比能量為760W?h/kg,實際已大于100W?h/kg,是鉛酸電池的3~4倍;另一個是可大電流、高功率放電。其放電電流密度一般可達200~300mA/mm2,并瞬時間可放出其3倍的固有能量;再一個是充放電效率高。由于采用固體電解質,所以沒有通常采用液體電解質二次電池的那種自放電及副反應,充放電電流效率幾乎100%。鈉硫電池缺點,主要其工作溫度在300~350℃,所以,電池工作時需要一定的加熱保溫。而高溫腐蝕嚴重,電池壽命較短?,F在已有采用高性能的真空絕熱保溫技術,可有效地解決這一問題。也有性能穩定性及使用安全性不太理想等問題。在80~90年代,國外重點發展鈉硫電池作為固定場合下(如電站儲能)應用,并越來越顯示其優越性。這方面日本企業進展最為顯著。作為近期普遍看好的電動汽車雙登蓄電池,已被美國先進電池聯合體(USMABC)列為中期發展的電動汽車雙登蓄電池,德國ABB公司生產的B240K型鈉硫雙登蓄電池,其質量為17.5kg,蓄電量19.2Kw?h;比能量達109W?h/kg,循環使用壽命1200次,裝車試驗時最好的一輛無故障地行駛了2300km。
鎳鋅雙登蓄電池
新型密封鎳鋅電池具有高質量能、高質量功率和大電流放電的優勢。這種優勢使得鎳鋅電池能夠滿足電動車輛在一次充電行程、爬坡和加速等方面對能量的需求。鎳鋅電池是美國國家能源研究公司(ERC)開發和生產的產品,廈門電池總廠已與其合作引進了此產品。鎳鋅電池是極具競爭力的電池。其優點:是其比能量達到50Wh/k以上,體積能量已超過鎳鎘電池,小于鎳氫電池。大電流放電,電池的電壓將在寬廣的范圍是平衡的,且具很長的使用壽命,循環壽命≥500次。充電時間≤3.5h,快速充電≤1h。特別值得一提的是自放電抗電荷量衰減性十分好,在室溫下一個月,自放電量不到30%額定電荷量。在50℃高溫,以C/3放電,電池電荷量衰減≤10%額定電荷量,而在-15℃,C/3放電≤30%。鎳鋅電池與鉛酸電池外廓上具有很好的兼容性,凡現在應用鉛酸電池的車輛,均可換用鎳鋅電池。從現在的價格看,鎳鋅還顯稍貴些,但相信待其應用量上去后,價格自然會降下來。與鉛酸電池外形輪廓的兼容性,使鎳鋅電池更方便替代鉛酸電池而成為電動車的理想動力電源。
鋅空氣雙登蓄電池
鋅空氣電池又稱鋅氧電池,是金屬空氣電池的一種。鋅空氣電池比能理論值是1350W?h/kg,現在的比能量已達到了230Wh/kg,幾乎是鉛酸電池的8倍??梢婁\空氣電池的發展空間非常大。鋅空氣電池只能采取抽換鋅電極的辦法進行“機械式充電”。更換電極的時間在3min即可完成。換上新的鋅電極,“充電”時間極短,非常方便。如此種電池得到發展,省去了充電站等社會保障設施的興建。鋅電極可在超市、電池經營點、汽配商店等購買,對普及此電池電動車十分有利。這種電池具有體積小,電荷容量大,質量小,能在寬廣的溫度范圍內正常工作,且無腐蝕,工作安全可靠,成本低廉等優點?,F在試驗電池的電荷容量僅是鉛酸電池的5倍,不甚理想。但5倍于鉛酸電池的電荷量已引起了世人的關注,美國、墨西哥,新加坡及一些歐洲國家都已在郵政車、公共汽車、摩托車上進行試用,也是一極有前途的電動車用電池。
飛輪電池
飛輪電池是90年代才提出的新概念電池,它突破了化學電池的局限,用物理方法實現儲能。當飛輪以一定角速度旋轉時,它就具有一定的動能。飛輪電池正是以其動能轉換成電能的。高技術型的飛輪用于儲存電能,就很像標準電池。飛輪電池中有一個電機,充電時該電機以電動機形式運轉,在外電源的驅動下,電機帶動飛輪高速旋轉,即用電給飛輪電池“充電”增加了飛輪的轉速從而增大其功能;放電時,電機則以發電機狀態運轉,在飛輪的帶動下對外輸出電能,完成機械能(動能)到電能的轉換。當飛輪電池出電的時,飛輪轉速逐漸下降,飛輪電池的飛輪是在真空環境下運轉的,轉速極高(200000r/min),使用的軸承為非接觸式磁軸承。據稱,飛輪電池比能可達150W?h/kg,比功率達5000~10000W/kg,使用壽命長達25年,可供電動汽車行駛500萬公里。


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