Wat is een power-accu? Wat is het verschil tussen een stroombatterij en een gewone batterij?
Batterijtechnologie is een geweldige uitvinding met een prachtige en lange geschiedenis. Het Engelse"Batterij" batterij verscheen voor het eerst in 1749. Het werd voor het eerst gebruikt door de Amerikaanse uitvinder Benjamin Franklin toen hij een reeks condensatoren gebruikte om elektrische experimenten uit te voeren. . Hij gebruikte verdund zwavelzuur als elektrolyt om het polarisatieprobleem van de batterij op te lossen en produceerde de eerste niet-gepolariseerde zink-koperbatterij die een gebalanceerde stroom kan handhaven, ook bekend als de"Daniel-batterij."
In 1860 vond Frankrijk's Plante een batterij uit met lood als elektrode, die ook de voorloper was van een accu; tegelijkertijd vond Frankrijk's Recrans de koolstof-zinkbatterij uit, waarmee batterijtechnologie op het gebied van droge batterijen werd geïntroduceerd.
Het commerciële gebruik van batterijtechnologie begon met droge batterijen. Het werd uitgevonden door de Brit Hellerson in 1887 en in massa geproduceerd in de Verenigde Staten in 1896. Tegelijkertijd vond Thomas Edison in 1890 de oplaadbare ijzer-nikkelbatterij uit, die ook in 1910 werd gerealiseerd. Gecommercialiseerde massaproductie.
Sindsdien luidde batterijtechnologie, dankzij de commercialisering, een tijdperk van snelle vooruitgang in. Thomas Edison vond alkalinebatterijen uit in 1914, Schlecht en Akermann vonden gesinterde platen uit voor nikkel-cadmiumbatterijen in 1934 en Neumann ontwikkelde verzegeld nikkel in 1947. Cadmiumbatterijen, Lew Urry (Energizer) ontwikkelde kleine alkalinebatterijen in 1949, waarmee het tijdperk van alkaline batterijen.
Na het ingaan van de jaren zeventig werd de batterijtechnologie beïnvloed door de energiecrisis en ontwikkelde zich geleidelijk in de richting van fysieke kracht. Naast de voortdurende vooruitgang van zonneceltechnologie die in 1954 verscheen, werden lithiumbatterijen en nikkel-metaalhydridebatterijen geleidelijk uitgevonden en gecommercialiseerd.
Wat is een power-accu? Het verschil tussen het en gewone batterijen:
De krachtbron van nieuwe energievoertuigen is over het algemeen voornamelijk gebaseerd op stroombatterijen. De stroombatterij is eigenlijk een soort stroombron die de stroombron voor transport levert. De belangrijkste verschillen tussen deze en gewone batterijen zijn:
1. Verschillend van aard
Power-batterij verwijst naar de batterij die stroom levert voor transport, in het algemeen in verhouding tot de kleine batterij die energie levert voor draagbare elektronische apparatuur; terwijl de gewone batterij een soort lithiummetaal of lithiumlegering is als het negatieve elektrodemateriaal, met behulp van een niet-waterige elektrolytoplossing. De primaire batterij verschilt van de oplaadbare lithium-ionbatterij en de lithium-ion-polymeerbatterij.
Twee, de batterijcapaciteit is anders:
Gebruik bij nieuwe batterijen een ontladingsmeter om de batterijcapaciteit te testen. Over het algemeen is de capaciteit van stroombatterijen ongeveer 1000-1500mAh; terwijl de capaciteit van gewone batterijen hoger is dan 2000 mAh, en sommige kunnen 3400 mAh bereiken.
Drie, het ontlaadvermogen is anders:
Een power-accu van 4200 mAh kan de stroom in slechts een paar minuten ontladen, maar gewone batterijen kunnen dat helemaal niet, dus de ontlaadcapaciteit van gewone batterijen is volledig onvergelijkbaar met die van power-accu's. Het grootste verschil tussen een power-accu en een gewone accu is het grote ontlaadvermogen en de hoge specifieke energie. Omdat de power-accu voornamelijk wordt gebruikt voor de energievoorziening van voertuigen, heeft deze een hoger ontlaadvermogen dan gewone accu's.
Vier, verschillende toepassingen
De batterijen die de aandrijfkracht voor elektrische voertuigen leveren, worden vermogensbatterijen genoemd, waaronder traditionele loodzuurbatterijen, nikkel-metaalhydridebatterijen en de opkomende lithium-ionbatterij, die zijn onderverdeeld in vermogensbatterijen (hybride voertuigen) en energie-type power batterijen (Pure elektrische voertuigen); Lithiumbatterijen die worden gebruikt in consumentenelektronica, zoals mobiele telefoons en notebooks, worden over het algemeen gezamenlijk lithiumbatterijen genoemd om ze te onderscheiden van stroombatterijen die in elektrische voertuigen worden gebruikt.
De huidige belangrijkste soorten stroombatterijen
Loodzuurbatterijtechnologie, nikkel-waterstofbatterijtechnologie, brandstofceltechnologie en lithiumbatterijtechnologie zijn nog steeds de belangrijkste mainstreamtechnologieën op de markt.
Loodzuur batterijen
Loodzuuraccu's hebben de langste gebruiksgeschiedenis en de meest volwassen technologie. Het is de batterij met de laagste kosten en prijs, en het heeft massaproductie bereikt. Onder hen werd de klepgereguleerde verzegelde loodzuuraccu (VRLA) ooit een belangrijke voertuigaccu, die werd gebruikt in de EV en HEV die werden ontwikkeld door veel Europese en Amerikaanse autofabrikanten, zoals de Saturn en EVI die door GM in respectievelijk de jaren 80 en 90. Elektrische auto's enz.
Loodzuurbatterijen hebben echter een lage specifieke energie, een korte levensduur van de batterij, een hoge zelfontlading en een korte levensduur; hun belangrijkste grondstof lood is zwaar en milieuvervuiling door zware metalen kan optreden tijdens productie en recycling. Daarom worden loodzuuraccu's momenteel voornamelijk gebruikt voor ontstekingsapparaten wanneer auto's worden gestart en voor kleine apparatuur zoals elektrische fietsen.
NiMH-batterijen
Ni/MH-batterijen zijn goed bestand tegen overladen en ontladen. Er is geen probleem met de vervuiling van zware metalen en er zal geen toename of afname van de elektrolyt zijn tijdens het werkproces, wat een afgesloten ontwerp en onderhoudsvrij kan bereiken. Vergeleken met loodzuurbatterijen en nikkel-cadmiumbatterijen hebben nikkel-waterstofbatterijen een hogere specifieke energie, specifiek vermogen en een hogere levensduur.
Het nadeel is dat de batterij een slecht geheugeneffect heeft, en met de voortgang van de laad- en ontlaadcyclus, verliest de waterstofopslaglegering geleidelijk zijn katalytische vermogen en zal de interne druk van de batterij geleidelijk toenemen, wat het gebruik van de batterij beïnvloedt. accu. Daarnaast leidt de dure prijs van nikkelmetaal ook tot hogere kosten.
Wat de belangrijkste materialen betreft, bestaan nikkel-metaalhydridebatterijen voornamelijk uit positieve elektrode, negatieve elektrode, separator en elektrolyt. De positieve elektrode is een nikkelelektrode (Ni(OH)2); de negatieve elektrode gebruikt in het algemeen metaalhydride (MH); de elektrolyt is voornamelijk vloeibaar en het hoofdbestanddeel is waterstof. Kaliumoxide (KOH). Op dit moment ligt de onderzoeksfocus van nikkel-waterstofbatterijen voornamelijk op de positieve en negatieve elektrodematerialen, en het technologisch onderzoek en de ontwikkeling ervan is relatief volwassen.
Ni-MH-batterijen voor voertuigen zijn in massa geproduceerd en gebruikt, en ze zijn het meest gebruikte type voertuigbatterijen bij de ontwikkeling van hybride voertuigen. De meest typische vertegenwoordiger is de Toyota Prius, die momenteel het grootste in massa geproduceerde hybride voertuig is. PEVE, een joint venture tussen Toyota en Panasonic, is momenteel 's werelds's grootste fabrikant van nikkel-waterstofbatterijen.
Nu nikkel-metaalhydridebatterijen zich hebben teruggetrokken uit de rangen van reguliere stroombatterijen, waarom houdt Toyota vast aan het nikkel-metaalhydridebatterijkamp?
Dit moet gezegd worden dat het grootste voordeel van Ni-MH batterijen: superduurzaamheid!
Ooit voerden de beroemde Amerikaanse automedia een vergelijkende test uit op een Prius van de eerste generatie die tien jaar in gebruik was. De testresultaten tonen aan dat na 10 jaar rijden van 330.000 kilometer voor het Prius-model van de eerste generatie met nikkel-metaalhydridebatterijen, vergeleken met de gegevens van de nieuwe auto, zowel het brandstofverbruik als de vermogensprestaties op hetzelfde niveau blijven. Het hybride systeem en het Ni-MH-batterijpakket werken nog normaal.
Bovendien heeft deze eerste generatie Prius, zelfs na 330.000 kilometer in tien jaar gebruik, nog nooit problemen gehad met zijn nikkel-metaalhydride-accupakket. Tien jaar geleden betwijfelden mensen de situatie dat de achteruitgang van de batterijcapaciteit een grote invloed zou hebben op het brandstofverbruik en de vermogensprestaties. Het kwam ook niet opdagen'. Vanuit dit oogpunt hebben de Japanners, die altijd streng en conservatief zijn geweest, hun eigen unieke redenen voor hun liefde voor nikkel-waterstofbatterijen.
De brandstofcel
Brandstofcel is een apparaat voor stroomopwekking dat chemische energie in brandstof en oxidatiemiddel direct omzet in elektrische energie. Brandstof en lucht worden afzonderlijk in de brandstofcel gevoerd en er wordt elektriciteit geproduceerd. Van buitenaf heeft het positieve en negatieve elektroden en elektrolyten, enz., zoals een batterij, maar in feite kan het"opslag" niet; maar een"centrale".
Vergeleken met gewone chemische batterijen kunnen brandstofcellen brandstof aanvullen, meestal waterstof. Sommige brandstofcellen kunnen methaan en benzine als brandstof gebruiken, maar ze zijn meestal beperkt tot industriële toepassingen zoals krachtcentrales en vorkheftrucks. Het basisprincipe van een waterstofbrandstofcel is de omgekeerde reactie van de elektrolyse van water. Aan respectievelijk de anode en de kathode worden waterstof en zuurstof toegevoerd. Nadat de waterstof door de anode naar buiten is gediffundeerd en reageert met de elektrolyt, worden elektronen door een externe belasting aan de kathode afgegeven.
Het werkingsprincipe van een waterstofbrandstofcel is: het sturen van waterstofgas naar de anodeplaat (negatieve elektrode) van de brandstofcel. Na de inwerking van de katalysator (platina) wordt een elektron in het waterstofatoom afgescheiden en passeert het waterstofion (proton) dat het elektron heeft verloren door het proton. Het uitwisselingsmembraan bereikt de kathodeplaat (positieve elektrode) van de brandstofcel en elektronen kunnen het protonenuitwisselingsmembraan niet passeren. Dit elektron kan alleen door het externe circuit gaan om de kathodeplaat van de brandstofcel te bereiken, waardoor stroom wordt gegenereerd in het externe circuit.
Nadat de elektronen de kathodeplaat hebben bereikt, recombineren ze met zuurstofatomen en waterstofionen om water te vormen. Aangezien de zuurstof die aan de kathodeplaat wordt toegevoerd uit de lucht kan worden verkregen, zolang de anodeplaat continu wordt voorzien van waterstof, de kathodeplaat wordt voorzien van lucht en de waterdamp op tijd wordt afgevoerd, kan elektrische energie continu worden geleverd.
De elektriciteit die door de brandstofcel wordt opgewekt, wordt via omvormers, controllers en andere apparaten aan de elektromotor geleverd en vervolgens worden de wielen aangedreven om te roteren via het transmissiesysteem, de aandrijfas, enz., zodat het voertuig op de weg kan rijden. Vergeleken met traditionele voertuigen is de energieconversie-efficiëntie van brandstofcelvoertuigen zo hoog als 60 tot 80%, wat 2 tot 3 keer zo hoog is als die van verbrandingsmotoren.
De brandstof van de brandstofcel is waterstof en zuurstof en het product is schoon water. Het produceert geen koolmonoxide en kooldioxide, noch stoot het zwavel en deeltjes uit. Daarom zijn voertuigen met waterstofbrandstofcellen werkelijk emissievrije en vervuilende voertuigen, en is waterstofbrandstof de perfecte energiebron voor voertuigen!
