Šta je baterija za napajanje?
Tehnologija baterija je sjajan izum sa predivnom i dugom istorijom. Engleski"Baterija" baterije se prvi put pojavio 1749. Prvi ga je upotrebio američki pronalazač Bendžamin Frenklin kada je koristio niz kondenzatora za sprovođenje električnih eksperimenata. . Koristio je razblaženu sumpornu kiselinu kao elektrolit da reši problem polarizacije baterije i proizveo je prvu nepolarizovanu cink-bakarnu bateriju koja može da održava uravnoteženu struju, takođe poznatu kao"Daniel baterija."
Godine 1860, francuski&Plante je izumeo bateriju koja koristi olovo kao elektrodu, koja je takođe prethodnica baterije za skladištenje; u isto vreme, francuski's Lakeland je izumeo ugljenik-cink bateriju, donoseći tehnologiju baterija na polju suvih baterija.
Komercijalna upotreba tehnologije baterija počela je sa suvim baterijama. Izumio ju je Britanac Helerson 1887. i masovno proizvodio u Sjedinjenim Državama 1896. U isto vreme, Tomas Edison je izumeo punjivu gvožđe-nikl bateriju 1890, koja je takođe realizovana 1910. Komercijalizovana masovna proizvodnja.
Od tada, zahvaljujući komercijalizaciji, tehnologija baterija je uvela eru brzog napretka. Tomas Edison je 1914. izumeo alkalne baterije, Šleht i Akerman su 1934. izmislili sinterovane ploče za nikl-kadmijumske baterije, a Nojman je 1947. razvio zapečaćene nikl. Kadmijumske baterije, Lew Urry (Energizer) je razvio male alkalne baterije9 u alkalnim baterijama19 u 1947. godini. alkalne baterije.
Nakon ulaska u 1970-te, tehnologija baterija je bila pogođena energetskom krizom i postepeno se razvijala u pravcu fizičke snage. Pored kontinuiranog napretka tehnologije solarnih ćelija koje se pojavilo 1954. godine, postepeno su izumljene i komercijalizovane litijumske baterije i nikl-metal hidridne baterije.
Šta je baterija za napajanje? Razlika između njega i običnih baterija
Izvor energije novih energetskih vozila uglavnom se zasniva na električnim baterijama. Baterija za napajanje je zapravo vrsta izvora napajanja koji obezbeđuje izvor energije za transport. Glavne razlike između njega i običnih baterija su:
1. Različiti u prirodi
Baterija za napajanje se odnosi na bateriju koja obezbeđuje napajanje za transport, generalno u odnosu na malu bateriju koja obezbeđuje energiju za prenosivu elektronsku opremu; dok je obična baterija vrsta litijum-metala ili litijumske legure kao materijala negativne elektrode, koristeći ne-vodeni rastvor elektrolita. Primarna baterija se razlikuje od litijum-jonske baterije i litijum-jonske polimerne baterije.
Drugo, kapacitet baterije je drugačiji
U slučaju novih baterija, koristite merač pražnjenja da biste testirali kapacitet baterije. Generalno, kapacitet baterija je oko 1000-1500mAh; dok je kapacitet običnih baterija iznad 2000mAh, a neke mogu dostići i 3400mAh.
Treće, snaga pražnjenja je drugačija
Baterija od 4200 mAh može da isprazni struju za samo nekoliko minuta, ali obične baterije to uopšte ne mogu da urade, tako da je kapacitet pražnjenja običnih baterija potpuno neuporediv sa baterijama za napajanje. Najveća razlika između električne baterije i obične baterije je njena velika snaga pražnjenja i visoka specifična energija. Pošto se baterija za napajanje uglavnom koristi za napajanje vozila energijom, ona ima veću snagu pražnjenja od običnih baterija.
Četiri, različite aplikacije
Baterije koje obezbeđuju pogonsku snagu za električna vozila nazivaju se energetskim baterijama, uključujući tradicionalne olovno-kiselinske baterije, nikl-metal hidridne baterije i nove litijum-jonske baterije, koje su podeljene na električne baterije (hibridna vozila) i energetske baterije (čista električna vozila); Litijumske baterije koje se koriste u potrošačkim elektronskim proizvodima kao što su mobilni telefoni i prenosivi računari se generalno nazivaju litijumskim baterijama kako bi se razlikovale od energetskih baterija koje se koriste u električnim vozilima.
Trenutni glavni tipovi baterija
Tehnologija olovnih baterija, tehnologija nikl-vodonikovih baterija, tehnologija gorivih ćelija i tehnologija litijumskih baterija su i dalje glavne tehnologije na tržištu.
Olovne baterije
Olovno-kiselinska baterija ima najdužu istoriju primene i najzreliju tehnologiju. To je baterija sa najnižom cenom i cenom, a postigla je masovnu proizvodnju. Među njima, zatvorena olovno-kiselinska baterija regulisana ventilom (VRLA) je nekada postala važna baterija za napajanje vozila, koja je korišćena u EV i HEV koje su razvile mnoge evropske i američke automobilske kompanije, kao što su Saturn i EVI koje je razvio GM u 1980-ih i 1990-ih, respektivno. Električni automobili itd.
Međutim, olovno-kiselinske baterije imaju nisku specifičnu energiju, kratak vek trajanja baterije, visoku stopu samopražnjenja i nizak vek trajanja; njihova glavna sirovina olovo je teška, a može doći do zagađenja životne sredine teškim metalima tokom proizvodnje i reciklaže. Zbog toga se trenutno olovno-kiselinske baterije uglavnom koriste za uređaje za paljenje pri pokretanju automobila i malu opremu kao što su električni bicikli.
NiMH baterije
Ni/MH baterije imaju dobru otpornost na prekomerno punjenje i prekomerno pražnjenje. Ne postoji problem zagađenja teškim metalima i neće biti povećanja ili smanjenja elektrolita tokom radnog procesa, što može postići zapečaćeni dizajn i bez održavanja. U poređenju sa olovno-kiselim baterijama i nikl-kadmijum baterijama, nikl-vodonikove baterije imaju veću specifičnu energiju, specifičnu snagu i vek trajanja.
Nedostatak je što baterija ima loš memorijski efekat, a sa napretkom ciklusa punjenja i pražnjenja, legura za skladištenje vodonika postepeno gubi svoju katalitičku sposobnost, a unutrašnji pritisak baterije će se postepeno povećavati, što utiče na upotrebu baterije. батерија. Pored toga, skupa cena metala nikla takođe dovodi do većih troškova.
U pogledu ključnih materijala, nikl-metal hidridne baterije se uglavnom sastoje od pozitivne elektrode, negativne elektrode, separatora i elektrolita. Pozitivna elektroda je niklova elektroda (Ni(OH)2); negativna elektroda uglavnom koristi metal hidrid (MH); elektrolit je uglavnom tečan, a glavna komponenta je vodonik. Kalijum oksid (KOH). Trenutno je fokus istraživanja nikl-vodonikovih baterija uglavnom na materijalima pozitivnih i negativnih elektroda, a njihovo tehnološko istraživanje i razvoj je relativno zrelo.
Ni-MH baterije za vozila su masovno proizvedene i korišćene i one su najrasprostranjeniji tip akumulatora za vozila u razvoju hibridnih vozila. Najtipičniji predstavnik je Toyota Prius, koja je trenutno najveće masovno proizvedeno hibridno vozilo. PEVE, zajedničko preduzeće Tojote i Panasonika, trenutno je najveći svetski' proizvođač nikl-vodonikovih baterija.
Sada kada su se nikl-metal hidridne baterije povukle iz redova mainstream energetskih baterija, zašto se Toyota drži nikl-metal hidridnih baterija?
Ovo mora da govori o najvećoj prednosti Ni-MH baterije: super izdržljivosti!
Nekada su poznati američki automobilski mediji sproveli uporedni test prve generacije Prijusa koji je korišćen deset godina. Rezultati testiranja pokazuju da nakon 10 godina vožnje od 330.000 kilometara za model Prius prve generacije sa nikl-metal hidridnim baterijama, upoređujući ga sa podacima novog automobila, performanse potrošnje goriva i snage ostaju na istom nivou. Hibridni sistem i Ni-MH baterija i dalje rade normalno.
Pored toga, čak i nakon što je prešao 330.000 kilometara za deset godina upotrebe, ova prva generacija Priusa nikada nije imala problema sa nikl-metal hidridnom baterijom. Pre deset godina ljudi su dovodili u pitanje situaciju da bi degradacija kapaciteta baterije u velikoj meri uticala na potrošnju goriva i performanse snage. Ni' nije se pojavio. Sa ove tačke gledišta, Japanci koji su oduvek bili rigorozni i konzervativni imaju svoje jedinstvene razloge za svoju ljubav prema nikl-vodonik baterijama.
Goriva ćelija
Gorivna ćelija je uređaj za proizvodnju energije koji direktno pretvara hemijsku energiju u gorivu i oksidansu u električnu energiju. Gorivo i vazduh se odvojeno dovode u gorivu ćeliju, a proizvodi se električna energija. Spolja ima pozitivne i negativne elektrode i elektrolite itd., kao baterija, ali u stvari ne može"skladištenje" ali"elektrana".
U poređenju sa običnim hemijskim baterijama, gorivne ćelije mogu dopuniti gorivo, obično vodonik. Neke gorivne ćelije mogu da koriste metan i benzin kao gorivo, ali su obično ograničene na industrijske primene kao što su elektrane i viljuškari. Osnovni princip vodonične gorivne ćelije je obrnuta reakcija elektrolize vode. Vodonik i kiseonik se dovode do anode i katode. Nakon što vodonik difunduje kroz anodu i reaguje sa elektrolitom, elektroni se oslobađaju na katodu kroz spoljašnje opterećenje.
Princip rada vodonične gorivne ćelije je: slanje gasa vodonika na anodnu ploču (negativnu elektrodu) gorivne ćelije. Posle dejstva katalizatora (platine), elektron u atomu vodonika se odvaja, a vodonikov jon (proton) koji je izgubio elektron prolazi kroz proton. Membrana za razmenu stiže do katodne ploče (pozitivne elektrode) gorivne ćelije, a elektroni ne mogu da prođu kroz membranu za izmenu protona. Ovaj elektron može proći samo kroz spoljašnje kolo da bi stigao do katodne ploče gorivne ćelije, stvarajući tako struju u spoljašnjem kolu.
Nakon što elektroni stignu do katodne ploče, rekombinuju se sa atomima kiseonika i vodoničnim jonima da bi formirali vodu. Pošto se kiseonik koji se dovodi do katodne ploče može dobiti iz vazduha, sve dok se anodna ploča neprekidno snabdeva vodonikom, katodna ploča se snabdeva vazduhom, a vodena para se vremenom oduzima, električna energija se može kontinuirano snabdeveno.
Električna energija koju generiše gorivna ćelija se preko invertera, kontrolera i drugih uređaja dovodi do elektromotora, a zatim se točkovi pokreću da se rotiraju kroz sistem prenosa, pogonsku osovinu itd., kako bi vozilo moglo da se kreće po putu. U poređenju sa tradicionalnim vozilima, efikasnost konverzije energije kod vozila sa gorivnim ćelijama je čak 60 do 80%, što je 2 do 3 puta više nego kod motora sa unutrašnjim sagorevanjem.
Gorivo gorivne ćelije su vodonik i kiseonik, a proizvod je čista voda. Ne proizvodi ugljen-monoksid i ugljen-dioksid, niti emituje sumpor i čestice. Dakle, vozila sa vodoničnim gorivnim ćelijama su zaista vozila sa nultom emisijom i nultim zagađenjem, a vodonično gorivo je savršen izvor energije za vozila!
