电机维修基础知识解密新能源汽车五大电池类型深度盘点
导语:铅酸电池作为成熟技术的代表,其成本相对较低,且能够高倍率放电,因此在大规模生产中占据主导地位。然而,由于其比能量、比功率和能量密度都较低,依赖于铅酸电池的电动车无法实现良好的性能。随着新能源汽车技术的不断进步,对动力电池的要求也日益提高。
铅酸电池
铅酸蓄电池(VRLA)是由硫酸溶液为载体的一种含有铅及其氧化物为正负极材料的蓄电池。在充满时,正极主要由二氧化铅组成,而负极则以硫酸铅形成;放电时,正负两极均转变为硫酸铅状态。单个单元标称压力为2.0V,可放至1.5V并充至2.4V。在实际应用中,多个单元串联可达到12V、24V或更高压力的系统。
尽管成本较低且具有快速放電能力,但这类電動車所使用之動力源因其能量與功率密度較低而無法提供優秀之速度與續航里程。
镍镉及镍氢電池
镍镉(Nickel-cadmium battery)是一种广泛使用的蓄 电 池,以氢氧化镍(NiOH)及金属镉(Cd)作为化学反应原料。虽然性能优于铅酸型,但含有重金属元素,对环境影响不容忽视。
此类電池耐用性佳,可以进行大量充放電循环500次以上,同时内部阻抗小,有利於快速充電並提供稳定的大流输出。此外,它们对过充或过放不敏感,是理想直流供應器。但与其他类型相比,其耐受性更强,有助於延长寿命。
镍氢(Nickel-Hydrogen)储存更多30%能量,与同类型产品相比,更轻便、使用寿命更长,并无污染,但价格远高于其他两种类型。
锂离子(Li-ion)与锂空气(Li-air)/锂固态(Solid-state Li-ion)
锂离子(Li-ion)和锂空气/Li-air/Solid-state Li-ion等属于基于非水溶液体系的一类发明,其中后者采用了新的材料设计,如石墨烯等,以提高储存容量和安全性。这一系列产品已经成为现代电子设备以及新能源汽车中的重要组分之一。
通过控制阳極負極間接通道來調整儲能特性的開發仍在進行中,因為這些技術可以顯著提升儲能效率並減少對環境負擔。
在陽極方面,最常用的材料包括碳質基材如碳纤维紙,以及從天然石墨到合成石墨再到纳米级别结构复杂化后的各种形式。
在陰極方面,则主要涉及钴(-Co)、钒(V)、磷(P)、铁(Fe)等金属元素,並試圖創造出既具備優異儲存特性的同時又具有長壽命、高安全性的結構設計。
隔膜則是隔離陰陽極間運輸過程中的離子的傳輸路徑,用以避免交聯反應,使得系統更加穩定可靠但仍需要進一步研究以改善其性能
燃料燃燒設備(Fuel Cells)
燃料燃燒設備(Fuel Cell),即將氢氣與氧氣通過催化轉換為水,這個過程產生電子流,即我們所謂之「電」。它們不是像傳統「鋰」、「鉛」、「鎘」或「鎵」那樣直接利用已經儲存在其中的心臟部件,而是真正從一個混合物中抽取出能源並轉換為另一種形式—即使這種混合物本身就是一個強大的能源來源。而這一點最好地區別了它們自傳統釋義上的“堆叠”——它們不是典型“庫”、“機”、“控”的組合部分,而是一個真正生成“發射”的機制——因為它們將不可逆轉地消耗掉原有的物質,在完成任務後不能再恢復到初始狀態,所以每一次操作都是唯一一次操作;因此,它們被稱作“發射器”。