新能源電池技術(shù)都有哪些種類電池?
1、新能源鋰離子電池
鋰離子電池單位質(zhì)量?jī)?chǔ)能為鉛酸電池的3倍,鋰聚合物電池為鉛酸電池的4倍,而且鋰資源較豐富,價(jià)格也不是很貴,是很有潛力的車用電池。
鋰離子電池具有比能量大、質(zhì)量輕、體積小、循環(huán)壽命長(zhǎng)、自放電率小、無(wú)記憶效應(yīng)和環(huán)境污染小等優(yōu)點(diǎn),是當(dāng)今各國(guó)能量?jī)?chǔ)存技術(shù)研究的熱點(diǎn)。
鋰是非常活潑的金屬,遇水會(huì)發(fā)生強(qiáng)反應(yīng),因此,要保持鋰離子電池的長(zhǎng)壽命,含水率必須降低到30ug/g以下。
新能源鋰離子電池重要有鋰離子電池、磷酸鐵鋰離子電池和聚合物鋰離子電池這幾種。這幾種電池的生產(chǎn)技術(shù)工藝重要有三種:卷繞式、疊片式。
卷繞式:重要是圓柱形鋰離子電池使用的生產(chǎn)方式,這個(gè)方式比較適合生產(chǎn)低容量方面的電池,如18650電池。卷繞式內(nèi)阻較高,因?yàn)榫砝@式的電芯通常是單一極耳。
內(nèi)阻不同造成成品電池在充放電循環(huán)中產(chǎn)熱量的不同以及電池容量衰減快慢不同,很明顯疊片式的電池電池容量衰減更慢。
疊片式工藝相當(dāng)于多極片并聯(lián)起來(lái),更容易在短時(shí)間內(nèi)完成大電流的放電,有利于電池的倍率性能。而卷繞式工藝則正好相反,單一極耳導(dǎo)致倍率性能略差。
疊片式:疊片式工藝生產(chǎn)的電芯具有較低內(nèi)阻,而疊片式的電芯可以看成是多極耳式的,大大降低了其內(nèi)阻。
隨著充放電循環(huán)的持續(xù)進(jìn)行,電池內(nèi)部會(huì)出現(xiàn)熱量繼而影響電池的溫度。關(guān)于疊片式電池來(lái)說(shuō),其內(nèi)部的溫度分布較為均勻,而卷繞式電池由于極片與隔膜之間只有單方向的熱傳遞方式,就導(dǎo)致溫度梯度分布現(xiàn)象比較嚴(yán)重,出現(xiàn)內(nèi)部高溫、外部低溫的現(xiàn)象。溫度分布不均勻?qū)е码姵卦诔浞烹娺^(guò)程中,高溫位置活物質(zhì)率先失活,不能進(jìn)行脫嵌鋰離子的功能,進(jìn)而影響到其它位置的快速衰減,影響電池的性能。
2、新能源鎳氫電池
目前在新能源汽車上使用的鎳金屬電池重要有鎳鎘電池和鎳氫電池。其中鎳鎘電池含有重金屬,使用遺棄后對(duì)環(huán)境會(huì)造成污染。
鎳氫電池是一種綠色鎳金屬電池,不存在重金屬污染問(wèn)題,具有比能量、比功率以及循環(huán)壽命較高的優(yōu)點(diǎn)。
但是價(jià)格高、均勻性差(特別是高速率、深放電下電池之間的容量和電壓差較大)、自放電率較高、性能水平和現(xiàn)實(shí)要求還有差距等問(wèn)題影響著鎳氫電池在新能源車上的廣泛應(yīng)用。
目前國(guó)內(nèi)鎳氫電池在汽車上的運(yùn)用仍處于研發(fā)匹配階段,重要向國(guó)外采購(gòu)。
3、超級(jí)電容
超級(jí)電容是為了滿足混合電動(dòng)汽車能量和功率實(shí)時(shí)變化的要求而提出的一種能量存儲(chǔ)裝置,一般和其他蓄電池聯(lián)合應(yīng)用作為電動(dòng)汽車的動(dòng)力電源,可以滿足電動(dòng)汽車對(duì)功率的要求而不降低蓄電池的壽命。
它是一種電化學(xué)電容,兼具電池和傳統(tǒng)物理電容的優(yōu)點(diǎn):充放電過(guò)程高度可逆,可進(jìn)行高效率的快速秒級(jí)充放電、比功率高、循環(huán)壽命長(zhǎng)、免維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。
但是超級(jí)電容的比能量小、續(xù)航里程短。改善方法:①與燃料動(dòng)力電池或蓄電池連用;
②在交通線路的兩頭建立充電站。
4、燃料動(dòng)力電池
燃料動(dòng)力電池是一種將儲(chǔ)存在燃料和氧化劑中的化學(xué)能通過(guò)電極反應(yīng)直接轉(zhuǎn)化為電能的發(fā)電裝置。
它具有不要燃燒、無(wú)轉(zhuǎn)動(dòng)部件、無(wú)噪聲、運(yùn)行壽命長(zhǎng)、可靠性高、維護(hù)性能好等優(yōu)點(diǎn)。氫燃料動(dòng)力電池汽車是真正意義上的零排放、零污染的汽車,是解決當(dāng)今交通和環(huán)境問(wèn)題的最佳方法之一,代表著汽車未來(lái)的發(fā)展方向。
5、太陽(yáng)能電池
太陽(yáng)能電池是一種把光能轉(zhuǎn)換為電能的裝置。但由于存在光電轉(zhuǎn)換效率不高、價(jià)格高、電池系統(tǒng)配置較復(fù)雜等問(wèn)題,近期內(nèi)還不能大規(guī)模生產(chǎn)應(yīng)用,只能作為電動(dòng)汽車的補(bǔ)充電源。
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