Kaj je baterija za napajanje? Kakšna je razlika med napajalno baterijo in navadno baterijo?
Tehnologija baterij je odličen izum s čudovito in dolgo zgodovino. Angleški"Battery" baterije se je prvič pojavil leta 1749. Prvi ga je uporabil ameriški izumitelj Benjamin Franklin, ko je uporabil vrsto kondenzatorjev za izvajanje električnih poskusov. . Uporabil je razredčeno žveplovo kislino kot elektrolit za rešitev problema polarizacije baterije in izdelal prvo nepolarizirano cink-bakreno baterijo, ki lahko vzdržuje uravnotežen tok, znano tudi kot"Daniel baterija."
Leta 1860 je France&Plante izumil baterijo s svincem kot elektrodo, ki je bila tudi predhodnica akumulatorske baterije; hkrati je France's Recrans izumil ogljikovo-cinkovo baterijo, s čimer je tehnologijo baterij prinesel na področje suhih baterij.
Komercialna uporaba baterijske tehnologije se je začela s suhimi baterijami. Izumil ga je Britanec Hellerson leta 1887, v ZDA pa so ga začeli množično proizvajati leta 1896. Istočasno je Thomas Edison leta 1890 izumil polnilno železno-nikljevo baterijo, ki je bila tudi realizirana leta 1910. Komercializirana množična proizvodnja.
Od takrat, zahvaljujoč komercializaciji, je tehnologija baterij uvedla obdobje hitrega napredka. Thomas Edison je izumil alkalne baterije leta 1914, Schlecht in Akermann sta izumila sintrane plošče za nikelj-kadmijeve baterije leta 1934, Neumann pa je leta 1947 razvil zapečaten nikelj. Kadmijeve baterije, Lew Urry (Energizer) je razvil majhne alkalne baterije19 v alkalni bateriji9 in alkalne baterije.
Po vstopu v sedemdeseta leta prejšnjega stoletja je baterijsko tehnologijo prizadela energetska kriza in se je postopoma razvijala v smeri fizične moči. Poleg nenehnega napredka tehnologije sončnih celic, ki se je pojavila leta 1954, so postopoma izumili in komercializirali litijeve baterije in nikelj-metal hidridne baterije.
Kaj je baterija za napajanje? Razlika med njim in navadnimi baterijami
Vir energije novih energetskih vozil na splošno temelji predvsem na električnih baterijah. Napajalni akumulator je pravzaprav nekakšen vir energije, ki zagotavlja vir energije za transport. Glavne razlike med njim in navadnimi baterijami so:
1. Drugačna po naravi
Napajalna baterija se nanaša na baterijo, ki zagotavlja napajanje za transport, na splošno glede na majhno baterijo, ki zagotavlja energijo za prenosno elektronsko opremo; medtem ko je navadna baterija vrsta litijeve kovine ali litijeve zlitine kot materiala negativne elektrode, z uporabo nevodne raztopine elektrolita. Primarna baterija se razlikuje od litij-ionske baterije za ponovno polnjenje in litij-ionske polimerne baterije.
Drugič, zmogljivost baterije je drugačna
V primeru novih baterij uporabite merilnik praznjenja, da preverite zmogljivost baterije. Na splošno je zmogljivost napajalnih baterij približno 1000-1500 mAh; medtem ko je zmogljivost navadnih baterij nad 2000 mAh, nekatere pa lahko dosežejo 3400 mAh.
Tretjič, moč praznjenja je drugačna
Baterija 4200 mAh lahko izprazni energijo v samo nekaj minutah, navadne baterije pa tega sploh ne zmorejo, zato je zmogljivost praznjenja navadnih baterij popolnoma neprimerljiva z močnimi baterijami. Največja razlika med napajalno baterijo in navadno baterijo je njena velika moč praznjenja in visoka specifična energija. Ker se akumulator uporablja predvsem za oskrbo z energijo v vozilu, ima večjo moč praznjenja kot navadne baterije.
Štiri, različne aplikacije
Baterije, ki zagotavljajo pogonsko moč za električna vozila, se imenujejo napajalne baterije, vključno s tradicionalnimi svinčevimi baterijami, nikelj-kovinsko hidridnimi baterijami in nastajajočimi litij-ionskimi baterijami, ki so razdeljene na električne baterije (hibridna vozila) in energijske baterije (čista električna vozila); Litijeve baterije, ki se uporabljajo v potrošniških elektronskih izdelkih, kot so mobilni telefoni in prenosni računalniki, se na splošno imenujejo litijeve baterije, da se razlikujejo od baterij, ki se uporabljajo v električnih vozilih.
Trenutne glavne vrste baterij
Tehnologija svinčenih baterij, tehnologija nikelj-vodikovih baterij, tehnologija gorivnih celic in tehnologija litijevih baterij so še vedno glavne tehnologije na trgu.
Svinčeno-kislinske baterije
Svinčeno-kislinska baterija ima najdaljšo zgodovino uporabe in najbolj zrelo tehnologijo. To je baterija z najnižjo ceno in ceno ter je dosegla množično proizvodnjo. Med njimi je zatesnjena svinčeno-kislinska baterija (VRLA) z ventili, ki je nekoč postala pomembna baterija za napajanje vozil, ki so jo uporabljali v vozilih EV in HEV, ki so jih razvila številna evropska in ameriška avtomobilska podjetja, kot sta Saturn in EVI, ki sta jo razvila GM leta 1980 oziroma 1990. Električni avtomobili itd.
Vendar imajo svinčeno-kislinske baterije nizko specifično energijo, kratko življenjsko dobo baterije, visoko stopnjo samopraznjenja in nizko življenjsko dobo; njihova glavna surovina je svinec težka, med proizvodnjo in recikliranjem pa lahko pride do onesnaženja okolja s težkimi kovinami. Zato se trenutno svinčeve baterije uporabljajo predvsem za naprave za vžig pri zagonu avtomobilov in manjšo opremo, kot so električna kolesa.
NiMH baterije
Ni/MH baterije imajo dobro odpornost na prenapolnjenost in prekomerno praznjenje. Ni problema onesnaževanja s težkimi kovinami in med delovnim procesom ne bo povečanja ali zmanjšanja elektrolitov, kar lahko doseže zaprto zasnovo in brez vzdrževanja. V primerjavi s svinčevimi in nikelj-kadmijevimi baterijami imajo nikelj-vodikove baterije višjo specifično energijo, specifično moč in življenjsko dobo.
Pomanjkljivost je, da ima baterija slab spominski učinek in z napredovanjem cikla polnjenja in praznjenja zlitina za shranjevanje vodika postopoma izgublja svojo katalitično sposobnost, notranji tlak baterije pa se bo postopoma povečeval, kar vpliva na uporabo akumulatorja. baterija. Poleg tega draga cena kovine niklja vodi tudi do višjih stroškov.
Kar zadeva ključne materiale, so nikelj-metal hidridne baterije v glavnem sestavljene iz pozitivne elektrode, negativne elektrode, separatorja in elektrolita. Pozitivna elektroda je nikljeva elektroda (Ni(OH)2); negativna elektroda običajno uporablja kovinski hidrid (MH); elektrolit je večinoma tekoč, glavna sestavina pa je vodik. Kalijev oksid (KOH). Trenutno se raziskava nikelj-vodikove baterije osredotoča predvsem na materiale pozitivnih in negativnih elektrod, njene tehnološke raziskave in razvoj pa so razmeroma zrele.
Ni-MH baterije za vozila so se množično proizvajale in uporabljale in so najbolj razširjena vrsta akumulatorjev za vozila pri razvoju hibridnih vozil. Najbolj tipičen predstavnik je Toyota Prius, ki je trenutno največje serijsko proizvedeno hibridno vozilo. PEVE, skupno podjetje Toyote in Panasonica, je trenutno največji svetovni' proizvajalec nikelj-vodikovih baterij.
Zdaj, ko so se nikelj-metal-hidridne baterije umaknile iz vrst običajnih električnih baterij, zakaj se Toyota drži nikelj-metal-hidridnih baterij?
To je treba povedati, da je največja prednost Ni-MH baterij: super vzdržljivost!
Nekoč so slavni ameriški avtomobilski mediji izvedli primerjalni test prve generacije priusa, ki je bil v uporabi že deset let. Rezultati testov kažejo, da po 10 letih vožnje 330.000 kilometrov za model Prius prve generacije z nikelj-metal-hidridnimi baterijami, če ga primerjamo s podatki novega avtomobila, ostajata tako zmogljivost porabe goriva kot zmogljivosti moči na enaki ravni. Hibridni sistem in Ni-MH baterija še vedno delujeta normalno.
Poleg tega ta prva generacija Priusa tudi po 330.000 prevoženih kilometrih v desetih letih uporabe nikoli ni imel težav z nikelj-metal-hidridnim akumulatorjem. Pred desetimi leti so se ljudje spraševali o situaciji, da bi degradacija zmogljivosti baterije močno vplivala na porabo goriva in zmogljivost. Tudi' se ni prikazal. S tega vidika imajo Japonci, ki so bili vedno strogi in konzervativni, svoje edinstvene razloge za ljubezen do nikelj-vodikovih baterij.
Gorivna celica
Gorivna celica je naprava za proizvodnjo energije, ki neposredno pretvarja kemično energijo v gorivu in oksidantu v električno energijo. Gorivo in zrak se dovajata v gorivno celico ločeno, pri čemer se proizvaja električna energija. Od zunaj ima pozitivne in negativne elektrode in elektrolite itd., kot baterija, v resnici pa ne more"shraniti" ampak"elektrarna".
V primerjavi z običajnimi kemičnimi baterijami lahko gorivne celice dopolnijo gorivo, običajno vodik. Nekatere gorivne celice lahko uporabljajo metan in bencin kot gorivo, vendar so običajno omejene na industrijske aplikacije, kot so elektrarne in viličarji. Osnovno načelo vodikove gorivne celice je obratna reakcija elektrolize vode. Vodik in kisik se dovajata na anodo oziroma katodo. Ko vodik difundira skozi anodo in reagira z elektrolitom, se elektroni sprostijo na katodo skozi zunanjo obremenitev.
Načelo delovanja vodikove gorivne celice je: pošiljanje vodikovega plina na anodno ploščo (negativno elektrodo) gorivne celice. Po delovanju katalizatorja (platine) se loči elektron v atomu vodika in vodikov ion (proton), ki je izgubil elektron, preide skozi proton. Izmenjevalna membrana doseže katodno ploščo (pozitivno elektrodo) gorivne celice, elektroni pa ne morejo preiti skozi membrano za izmenjavo protonov. Ta elektron lahko preide samo skozi zunanji tokokrog, da doseže katodno ploščo gorive celice in s tem ustvari tok v zunanjem vezju.
Ko elektroni dosežejo katodno ploščo, se rekombinirajo z atomi kisika in vodikovimi ioni, da tvorijo vodo. Ker je kisik, ki se dovaja na katodno ploščo, mogoče pridobiti iz zraka, dokler se anodna plošča neprekinjeno oskrbuje z vodikom, se katodna plošča oskrbuje z zrakom in vodna para se sčasoma odvzame, je lahko električna energija neprekinjeno dobavljeno.
Električna energija, ki jo generira gorivna celica, se preko razsmernikov, krmilnikov in drugih naprav dovaja do elektromotorja, nato pa se kolesa poganjajo, da se vrtijo preko prenosnega sistema, pogonske osi ipd., da lahko vozilo vozi po cesti. V primerjavi s tradicionalnimi vozili je učinkovitost pretvorbe energije pri vozilih na gorivne celice kar 60 do 80 %, kar je 2 do 3-krat več kot pri motorjih z notranjim zgorevanjem.
Gorivo gorivnih celic sta vodik in kisik, produkt pa je čista voda. Ne proizvaja ogljikovega monoksida in ogljikovega dioksida, prav tako ne oddaja žvepla in delcev. Zato so vozila na vodikove gorivne celice resnično vozila z ničelnimi emisijami in brez onesnaževanja, vodikovo gorivo pa je popoln vir energije za vozila!
