由于大量使用的鎳�電池(Ni-Cd)中的鎘有毒,使廢電�處理復雜,環(huán)境受到污染,因此它將逐漸被用儲氫合金做成的鎳�充電電池(Ni-MH)所替代�
從電池電量來講,相同大小的鎳氫充電電池電量比鎳鎘電池高約1.5�2�,且無鎘的污�,現(xiàn)已經(jīng)廣泛地用于移動通訊、筆記本計算機等各種小型便攜式的電子設備。更大容量的鎳氫電池已經(jīng)開始用于汽油/電動混合動力汽車上,利用鎳氫電池可快速充放電過程,當汽車高速行駛時,發(fā)電機所�(fā)的電可儲存在車載的鎳氫電池中,當車低速行駛時,通常會比高速行駛狀�(tài)消耗大量的汽油,因此為了節(jié)省汽�,此時可以利用車載的鎳氫電池驅動電動機來代替�(nèi)燃機工作,這樣既保證了汽車正常行駛,又節(jié)省了大量的汽�,因�,混合動力車相對傳統(tǒng)意義上的汽車具有更大的市場潛�,世界各國都在加緊這方面的研究�
還有世界新開�(fā)的各種新型電池,給大家做個介�,大家對比一下:
當前研究開發(fā)的電動汽車動力電池主要包括鉛酸電�、鎳金屬電池、鋰離子蓄電�、高溫鈉電池、金屬空氣電池、超級電�、飛輪電池以及具有更好發(fā)展遠景的燃料電池和太陽能電池�
1、鉛酸電�
鉛酸電池已有100多年的歷�,廣泛用作內(nèi)燃機汽車的起動動力源�
它也是成熟的電動汽車蓄電池。鉛酸電池正負電極分別為二氧化鉛和鉛,電解液為硫酸。鉛酸電池又可以分為兩類,即注水式鉛酸電池和閥控式鉛酸電�。前者價�,但需要經(jīng)常維�,補充電解液;后者通過安全控制閥自動調(diào)節(jié)密封電池體內(nèi)在充電或工作異常時產(chǎn)生的多余氣體,免維護,更符合電動汽車的要�??傮w上說,鉛酸電池具有可靠性好、原材料易得、價格便宜等�(yōu)�,比功率也基本上能滿足電動汽車的動力性要�。但它有兩大缺點;一是比能量�,所占的�(zhì)量和體積太大,且一次充電行駛里程較�;另一個是使用壽命短,使用成本過高。由于鉛酸電池的技術比較成熟,�(jīng)過進一步改進的鉛酸電池仍將是近期電動汽車的主要電源,正在開�(fā)的電動汽車用先進鉛酸電池主要有以下幾種:水平鉛酸電池、雙極密封鉛酸電�、卷式電極鉛酸電池等�
2、在電動汽車上使用的鎳金屬電池主要有鎘鎳電池和氫鎳電池兩�。鎘鎳電池和鉛酸電池相比,能夠達到比能量55Wh/kg,比功率200W/kg,循�(huán)壽命2000�,而且可以快速充�,雖說其價格為鉛酸蓄電池�4�5�,但由于其在比能量和使用壽命方面的優(yōu)�,因此其長期的實際使用成本并不高。但由于其含有重金屬鎘,在使用中不注意回收的�,就會形成環(huán)境污染,許多�(fā)達國家都已限制發(fā)展和使用鎘鎳電池。而氫鎳電池則是一種綠色鎳金屬電池,它的正負極分別為鎳氫氧化物和儲氫合金材�,不存在重金屬污染問題,且其在工作過程中不會出現(xiàn)電解液增減現(xiàn)�,電池可以實�(xiàn)密封設計
。鎳氫電池在比能�、比功率及循�(huán)壽命等方面都比鎘鎳電池有所提高,使用氫鎳電池的電動汽車一次充電后的續(xù)駛里程曾�(jīng)達到�600公里,在歐美已實�(xiàn)了批量生�(chǎn)和使�。氫鎳電池就其工作原理和特點是適合電動汽車使用的,它已被列為電動汽車用動力電池,但其還存在價格太�,均勻性較差(特別是在高速率、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)實要求還有差距等問題,這些問題都影響著氫鎳電池在電動汽車上的廣泛使用�
3、鋰離子蓄電�
鋰離子蓄電池�90年代�(fā)展起來的高容量可充電電池,能夠比氫鎳電池存儲更多的能�,比能量�,循�(huán)壽命長,自放電率�,無記憶效應和環(huán)境污�,是當今各國能量存儲技術研究的熱點,主要集中在大容�、長壽命和安全性三個方面的研究。鋰離子蓄電池中,鋰離子在正負極材料晶格中可以自由擴�,當電池充電�,鋰離子從正極中脫出,嵌入到負極�,反之為放電狀�(tài),即在電池充放電循環(huán)過程�,借助于電解液,鋰離子在電池的兩極間往復運動以傳遞電能。鋰離子蓄電池的電極為鋰金屬氧化物和儲鋰碳材�,根�(jù)電解�(zhì)的不�,鋰離子蓄電池一般可分為鋰離子電池和鋰聚合物電池兩種�
4� 高溫鈉電�
高溫鈉電池主要包括鈉氯化鎳電池(NaNiCl2)和鈉硫蓄電池兩�。鈉氯化鎳電池是1978年發(fā)明的,其正極是固�(tài)NiCl2,負極為液態(tài)Na,電解質(zhì)為固�(tài)β-Al2O2陶瓷,充放電時鈉離子通過陶瓷電解�(zhì)在正負電極之間漂�。鈉氯化鎳電池是一種新型高能電�,它具有比能量高(超�100Wh/kg�,無自放電效�,耐過�、過放電,可快速充�,安全可靠等�(yōu)�,但是其工作溫度高(250-350℃),而且�(nèi)阻與工作溫度、電流和充電狀�(tài)有關,因此需要有加熱和冷卻管理系�(tǒng)。而鈉硫蓄電池也是普遍看好的電動汽車蓄電池,它已被美國先進電池聯(lián)合體(USABC)列為中期�(fā)展的電動汽車蓄電�,鈉硫蓄電池具有高的比能量,但它的峰值功率較�,而且這種電池的工作溫度近�300℃,熔融的鈉和硫有潛在的毒�,腐蝕也限制了電池的可靠性和壽命�
5、鋅空氣電池(Zinc-air�
鋅空氣電池是一種機械更換離車充電方式的高能電池,正極為Zinc,負極為Carbon(吸收空氣中的氧氣),電解液為KOH。鋅空氣電池具有高比能量�200Wh/kg�,免維護、耐惡劣工作環(huán)�,清潔安全可靠等�(yōu)�,但是其具有比功率較?�?0W/kg�,不能存儲再生制動的能量,壽命較�,不能輸出大電流及難以充電等缺點。一般為了彌補它的不足,使用鋅空氣電池的電動汽車還會裝有其它電池(如鎳鎘蓄電池)以幫助起動和加��
6、超級電�
超級電容是為了滿足混合電動汽車能量和功率實時變化要求而提出的一種能量存儲裝�,它是一種電化學電容,兼具電池和傳統(tǒng)物理電容的優(yōu)點。超級電容往往和其它蓄電池�(lián)合應用作為電動汽車的動力電源,可以滿足電動汽車對功率的要求而不降低蓄電池的性能,超級電容的使用,將減少汽車對蓄電池大電流放電的要求,達到減少蓄電池體積和延長蓄電池壽命的目�。開�(fā)高比能量、高比功率、長壽命、高效率和低成本的超級電容,可以提高商業(yè)化電動汽車動力性(特別是加速能力)、經(jīng)濟性和�(xù)駛里�。根�(jù)電極材料的不�,超級電容可分為碳類超級電容(雙電層電化學電容)和金屬氧化物超級電容兩類�
7、飛輪電�
飛輪儲能電池的概念起源于上世紀70年代早期,最初只是想將其應用在電動汽車上,但限于當時的技術水�,并沒有得到�(fā)�。直到上世紀90年代由于電路拓撲思想的發(fā)展,碳纖維材料的廣泛應用,以及全世界范圍對污染的重視,這種新型電池又得到了高速發(fā)�,并且伴隨著磁軸承技術的�(fā)�,這種電池顯示出更加廣闊的應用前景。歐美國家已出現(xiàn)實用化產(chǎn)�,而我國在這方面的研究才剛剛起�。它突破了化學電池的局限,用物理方法實�(xiàn)儲能。是一種以動能方式存儲能量的機械電�,它由電�/�(fā)電機、功率轉�、電子控制、飛�、磁浮軸承和真空殼體等部分組�,具有高功率�、高能量�、高效率、長壽命和環(huán)境適應性好等優(yōu)�。飛輪電池中的電機,在充電時該電機以電動機形式運�,在外電源的驅動�,電機帶動飛輪高速旋轉(可達�200000rpm�,即用電給飛輪電池“充電”增加了飛輪的轉速從而增大其動能;放電時,電機則以發(fā)電機狀�(tài)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。要開發(fā)適合電動汽車的實用性飛��
8、燃料電�
燃料電池是一種將儲存在燃料和氧化劑中的化學能通過電極反應直接轉化為電能的�(fā)電裝�,它的基本化學原理是水電解反應的逆過�,即氫氧反應�(chǎn)生電、水和熱。它不需要燃�、無轉動部件、無噪聲、運行壽命長、可靠性高、維護性能好,實際效率能達到普通內(nèi)燃機�2�3�,加之其最終產(chǎn)物又是水,真正達到清�、可再生、無排放的要求,�21世紀的能源。而且,燃料電池也不需要像其它電池那樣進行長時間的充電,它只需要像給汽車加油一樣補充燃料即�。據(jù)美國ABI�(diào)查公司預��2011年全球燃料電池汽車的�(chǎn)量將達到240萬輛,占世界汽車總產(chǎn)量的4.3%,日本政府也計劃在十年內(nèi)普及燃料電池�2002�12�,日本豐田公司已向日本政府交付了批商用燃料電池電動汽車。燃料電池由正負電極、催化層和電解質(zhì)構成,根�(jù)電解�(zhì)的不�,燃料電池可分為磷酸型、質(zhì)子交換膜�、堿性型、熔融碳酸鹽型和固體氧化物型等幾�,只有質(zhì)子交換膜型燃料電池最適合電動汽車使用,我國研制成功的“中國氫動力首號車”使用的就是�(zhì)子交換膜型燃料電池。一套較完整的燃料電池系�(tǒng)由以下幾個部分組成:燃料處理部分、燃料電池、直流交流轉換器和熱能管理部��
9、太陽能電池
太陽能電池是一種把光能轉換為電能的裝置,太陽能已廣泛用于照�、家用電�、發(fā)電、交通信�、地�(zhì)、航天等領域。部分機構也已研制出了使用太陽能電池的電動汽車樣�,但是由于太陽能電池還存在光電轉換效率不�、價格太�、電池系�(tǒng)配置較復雜等問題,只能作為電動汽車的補充電源,還不能大規(guī)模的生產(chǎn)應用,但太陽能作為最清潔�、取之不盡用之不竭的能源,對它的研究和應用必將會取得長足的進步�
維庫電子通,電子知識,一查百��
已收錄詞�160553�