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新能源电池技术有哪些?

随着社会经济发展,对社会生活环境保护的要求,电池技术取得了一定的突破,在新一代新能源电池技术发展倡导下,新能源电池出现了很多的种类,比如锂电池镍氢电池、铝空气电池、超级电容电池等。电池要能定义成新能源,必须符合对环境友好无污染的基本条件。

新能源电池

新能源电池技术和相应种类介绍

1、新能源锂电池

锂离子电池单位质量储能为铅酸电池的3倍,锂聚合物电池为铅酸电池的4倍,而且锂资源较丰富,价格也不是很贵,是很有潜力的车用电池。

锂电池具有比能量大、质量轻、体积小、循环寿命长、自放电率小、无记忆效应和环境污染小等优点,是当今各国能量储存技术研究的热点。

锂是非常活泼的金属,遇水会发生强反应,因此,要保持锂电池的长寿命,含水率必须降低到30ug/g以下。

新能源锂电池主要有锂离子电池、磷酸铁锂电池和聚合物锂电池这几种。这几种电池的生产技术工艺主要有三种:卷绕式、叠片式。

卷绕式:主要是圆柱形锂电池使用的生产方式,这个方式比较适合生产低容量方面的电池,如18650电池。卷绕式内阻较高,因为卷绕式的电芯通常是单一极耳。

内阻不同造成成品电池在充放电循环中产热量的不同以及电池容量衰减快慢不同,很明显叠片式的电池电池容量衰减更慢。

叠片式工艺相当于多极片并联起来,更容易在短时间内完成大电流的放电,有利于电池的倍率性能。而卷绕式工艺则正好相反,单一极耳导致倍率性能略差。

叠片式:叠片式工艺生产的电芯具有较低内阻,而叠片式的电芯可以看成是多极耳式的,大大降低了其内阻。

随着充放电循环的持续进行,电池内部会产生热量继而影响电池的温度。对于叠片式电池来说,其内部的温度分布较为均匀,而卷绕式电池由于极片与隔膜之间只有单方向的热传递方式,就导致温度梯度分布现象比较严重,出现内部高温、外部低温的现象。温度分布不均匀导致电池在充放电过程中,高温位置活物质率先失活,不能进行脱嵌锂离子的功能,进而影响到其它位置的快速衰减,影响电池的性能。

2、新能源镍氢电池

目前在新能源汽车上使用的镍金属电池主要有镍镉电池和镍氢电池。其中镍镉电池含有重金属,使用遗弃后对环境会造成污染。

镍氢电池是一种绿色镍金属电池,不存在重金属污染问题,具有比能量、比功率以及循环寿命较高的优点。

但是价格高、均匀性差(特别是高速率、深放电下电池之间的容量和电压差较大)、自放电率较高、性能水平和现实要求还有差距等问题影响着镍氢电池在新能源车上的广泛应用。

目前国内镍氢电池在汽车上的运用仍处于研发匹配阶段,主要向国外采购。

3、超级电容

超级电容是为了满足混合电动汽车能量和功率实时变化的要求而提出的一种能量存储装置,一般和其他蓄电池联合应用作为电动汽车的动力电源,可以满足电动汽车对功率的要求而不降低蓄电池的寿命。

它是一种电化学电容,兼具电池和传统物理电容的优点:充放电过程高度可逆,可进行高效率的快速秒级充放电、比功率高、循环寿命长、免维护等优点。

但是超级电容的比能量小、续航里程短。改善方法:①与燃料电池或蓄电池连用;

②在交通线路的两头建立充电站。

4、燃料电池

燃料电池是一种将储存在燃料和氧化剂中的化学能通过电极反应直接转化为电能的发电装置。

它具有不需要燃烧、无转动部件、无噪声、运行寿命长、可靠性高、维护性能好等优点。氢燃料电池汽车是真正意义上的零排放、零污染的汽车,是解决当今交通和环境问题的最佳方案之一,代表着汽车未来的发展方向。

5、太阳能电池

太阳能电池是一种把光能转换为电能的装置。但由于存在光电转换效率不高、价格高、电池系统配置较复杂等问题,近期内还不能大规模生产应用,只能作为电动汽车的补充电源。

太阳能作为最清洁的和取之不尽用之不竭的能源,对它的研究和应用必将会取得长足的进步。

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