S kontinuiranim razvojem vozila s novim izvorima energije, sve više pažnje se posvećuje i baterijama. Baterija, motor i električni upravljački sistem su tri ključne komponente vozila s novim izvorima energije, od kojih je baterija najvažniji dio, može se reći da je "srce" vozila s novim izvorima energije. U koje kategorije se onda baterije vozila s novim izvorima energije dijele?
1, olovno-kiselinska baterija
Olovno-kiselinska baterija (VRLA) je baterija čije su elektrode uglavnom napravljene od olova i njegovih oksida, a čiji je elektrolit rastvor sumporne kiseline. Glavna komponenta pozitivne elektrode je olovo-dioksid, a glavna komponenta negativne elektrode je olovo. U stanju pražnjenja, glavna komponenta i pozitivne i negativne elektrode je olovo-sulfat. Nominalni napon olovno-kiselinske baterije s jednom ćelijom je 2,0 V, može se prazniti do 1,5 V, a puniti do 2,4 V; U primjenama, 6 olovno-kiselinskih baterija s jednom ćelijom često se spaja u seriju kako bi se formirala olovno-kiselinska baterija nominalnog napona od 12 V, kao i 24 V, 36 V, 48 V i tako dalje.
Nikl-kadmijumska baterija (često skraćeno NiCd, izgovara se "naj-kad") je popularna vrsta baterije za skladištenje. Baterija koristi nikl hidroksid (NiOH) i kadmijum metal (Cd) kao hemikalije za proizvodnju električne energije. Iako su performanse bolje od olovnih baterija, sadrže teške metale i zagađuju okolinu nakon što se napuste.
Nikl-kadmijumske baterije se mogu puniti i prazniti više od 500 puta, ekonomične su i izdržljive. Njihov unutrašnji otpor je mali, ne samo da se mogu brzo puniti, već mogu i obezbijediti veliku struju za opterećenje, a promjena napona prilikom pražnjenja je vrlo mala, što ih čini idealnim DC napajanjem. U poređenju s drugim vrstama baterija, nikl-kadmijumske baterije mogu izdržati prekomjerno punjenje i prekomjerno pražnjenje.
Nikl-metal hidridne baterije sastoje se od vodonikovih jona i metalnog nikla, imaju 30% veću rezervu snage od nikl-kadmijumskih baterija, lakše su od nikl-kadmijumskih baterija, imaju duži vijek trajanja i ne zagađuju okolinu, ali su im cijene mnogo veće od nikl-kadmijumskih baterija.
Litijumska baterija je klasa litijum metala ili litijum legure kao materijal negativne elektrode, a baterija koristi nevodeni rastvor elektrolita. Litijumske baterije se mogu grubo podijeliti u dvije kategorije: litijum metalne baterije i litijum jonske baterije. Litijum jonske baterije ne sadrže litijum u metalnom stanju i mogu se puniti.
Litijum metalne baterije su uglavnom baterije koje koriste mangan dioksid kao materijal pozitivne elektrode, litijum metal ili njegovu leguru kao materijal negativne elektrode i koriste nevodene rastvore elektrolita. Sastav materijala litijum baterije je uglavnom: materijal pozitivne elektrode, materijal negativne elektrode, dijafragma, elektrolit.
Među katodnim materijalima, najčešće korišteni materijali su litijum kobalt, litijum manganat, litijum željezo fosfat i ternarni materijali (nikl-kobalt-mangan polimeri). Materijal pozitivne elektrode zauzima veliki udio (odnos mase materijala pozitivne i negativne elektrode je 3:1 ~ 4:1), jer performanse materijala pozitivne elektrode direktno utiču na performanse litijum-jonske baterije, a njena cijena direktno određuje cijenu baterije.
Među materijalima negativnih elektroda, trenutni materijali negativnih elektroda su uglavnom prirodni grafit i umjetni grafit. Anodni materijali koji se istražuju su nitridi, PAS, oksidi na bazi kalaja, legure kalaja, nano-anodni materijali i neki drugi intermetalni spojevi. Kao jedna od četiri glavne komponente litijumskih baterija, materijali negativnih elektroda igraju važnu ulogu u poboljšanju kapaciteta baterije i performansi ciklusa, te su u srži srednjeg dijela industrije litijumskih baterija.
Gorivna ćelija je uređaj za elektrohemijsku konverziju energije bez sagorijevanja. Hemijska energija vodonika (drugih goriva) i kiseonika se kontinuirano pretvara u električnu energiju. Princip rada je da se H2 oksidira u H+ i e- pod djelovanjem anodnog katalizatora, H+ dolazi do pozitivne elektrode kroz membranu za izmjenu protona, reaguje sa O2 i formira vodu na katodi, a e- dolazi do katode kroz vanjsko strujno kolo, a kontinuirana reakcija generira struju. Iako se gorivna ćelija naziva "baterija", ona nije uređaj za skladištenje energije u tradicionalnom smislu, već uređaj za proizvodnju energije, što je najveća razlika između gorivnih ćelija i tradicionalnih baterija.
Komora za ispitivanje termičkog šoka: Ova komora simulira brze promjene temperature koje baterije mogu doživjeti tokom rada. Izlaganjem baterija ekstremnim temperaturnim varijacijama, kao što je brzi prelazak s visokih na niske temperature, možemo procijeniti njihove performanse i pouzdanost pri temperaturnim fluktuacijama.
Komora za ispitivanje starenja ksenonskih lampi: Ova oprema replicira uslove sunčeve svjetlosti izlažući baterije intenzivnom svjetlosnom zračenju ksenonskih lampi. Ova simulacija pomaže u procjeni degradacije performansi i trajnosti baterije prilikom dugotrajnog izlaganja svjetlosti.
Komora za ispitivanje UV starenja: Ova komora oponaša okruženja ultraljubičastog zračenja. Izlaganjem baterija UV svjetlu, možemo simulirati njihove performanse i izdržljivost pod uslovima produženog izlaganja UV zračenju.
Korištenje kombinacije ove opreme za testiranje omogućava sveobuhvatno testiranje zamora i vijeka trajanja baterija. Važno je napomenuti da je prije provođenja ovih testova ključno pridržavati se relevantnih sigurnosnih smjernica i strogo slijediti upute za upotrebu opreme za testiranje kako bi se osigurali tačni i sigurni postupci testiranja.
Vrijeme objave: 12. septembar 2023.
