Με τη συνεχή ανάπτυξη νέων ενεργειακών οχημάτων, οι μπαταρίες ισχύος λαμβάνουν επίσης όλο και μεγαλύτερη προσοχή. Η μπαταρία, ο κινητήρας και το ηλεκτρικό σύστημα ελέγχου είναι τα τρία βασικά συστατικά των νέων ενεργειακών οχημάτων, εκ των οποίων η μπαταρία ισχύος είναι το πιο κρίσιμο μέρος, μπορεί να λεχθεί ότι είναι η «καρδιά» των νέων ενεργειακών οχημάτων. Σε ποιες κατηγορίες χωρίζεται η μπαταρία ισχύος των νέων ενεργειακών οχημάτων;
1, μπαταρία μολύβδου-οξέος
Μια μπαταρία μολύβδου-οξέος (VRLA) είναι μια μπαταρία της οποίας τα ηλεκτρόδια αποτελούνται κυρίως από μόλυβδο και τα οξείδιά του και ο ηλεκτρολύτης της οποίας είναι ένα διάλυμα θειικού οξέος. Το κύριο συστατικό του θετικού ηλεκτροδίου είναι το διοξείδιο του μολύβδου και το κύριο συστατικό του αρνητικού ηλεκτροδίου είναι ο μόλυβδος. Στην κατάσταση εκφόρτισης, το κύριο συστατικό τόσο των θετικών όσο και των αρνητικών ηλεκτροδίων είναι ο θειικός μόλυβδος. Η ονομαστική τάση μιας μονοστοιχειακής μπαταρίας μολύβδου-οξέος είναι 2,0V, μπορεί να εκφορτιστεί στα 1,5V, μπορεί να φορτιστεί στα 2,4V. Σε εφαρμογές, 6 μονοστοιχειακές μπαταρίες μολύβδου-οξέος συνδέονται συχνά σε σειρά για να σχηματίσουν μια ονομαστική μπαταρία μολύβδου-οξέος 12V, καθώς και 24V, 36V, 48V και ούτω καθεξής.
Η μπαταρία νικελίου-καδμίου (συχνά συντομογραφία NiCd, προφέρεται «nye-cad») είναι ένας δημοφιλής τύπος μπαταρίας αποθήκευσης. Η μπαταρία χρησιμοποιεί υδροξείδιο του νικελίου (NiOH) και μεταλλικό κάδμιο (Cd) ως χημικές ουσίες για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας. Αν και η απόδοση είναι καλύτερη από τις μπαταρίες μολύβδου-οξέος, περιέχουν βαρέα μέταλλα και μολύνουν το περιβάλλον μετά την εγκατάλειψή τους.
Η μπαταρία νικελίου-καδμίου μπορεί να επαναληφθεί περισσότερες από 500 φορές φόρτισης και εκφόρτισης, οικονομική και ανθεκτική. Η εσωτερική της αντίσταση είναι μικρή, όχι μόνο η εσωτερική αντίσταση είναι μικρή, μπορεί να φορτιστεί γρήγορα, αλλά μπορεί επίσης να παρέχει μεγάλο ρεύμα για το φορτίο, και η αλλαγή τάσης είναι πολύ μικρή κατά την εκφόρτιση, είναι μια πολύ ιδανική μπαταρία τροφοδοσίας συνεχούς ρεύματος. Σε σύγκριση με άλλους τύπους μπαταριών, οι μπαταρίες νικελίου-καδμίου μπορούν να αντέξουν την υπερφόρτιση ή την υπερβολική εκφόρτιση.
Οι μπαταρίες νικελίου-μετάλλου υδριδίου αποτελούνται από ιόντα υδρογόνου και μεταλλικό νικέλιο, το απόθεμα ισχύος είναι 30% περισσότερο από τις μπαταρίες νικελίου-καδμίου, ελαφρύτερες από τις μπαταρίες νικελίου-καδμίου, μεγαλύτερη διάρκεια ζωής και καμία ρύπανση στο περιβάλλον, αλλά η τιμή είναι πολύ πιο ακριβή από τις μπαταρίες νικελίου-καδμίου.
Οι μπαταρίες λιθίου είναι μια κατηγορία μεταλλικού λιθίου ή κράματος λιθίου ως υλικό αρνητικού ηλεκτροδίου, η οποία χρησιμοποιεί μη υδατικό διάλυμα ηλεκτρολύτη για την κατασκευή της μπαταρίας. Οι μπαταρίες λιθίου μπορούν να χωριστούν σε δύο κατηγορίες: μεταλλικές μπαταρίες λιθίου και μπαταρίες ιόντων λιθίου. Οι μπαταρίες ιόντων λιθίου δεν περιέχουν λίθιο σε μεταλλική κατάσταση και είναι επαναφορτιζόμενες.
Οι μεταλλικές μπαταρίες λιθίου είναι γενικά μπαταρίες που χρησιμοποιούν διοξείδιο του μαγγανίου ως υλικό θετικού ηλεκτροδίου, μεταλλικό λίθιο ή μεταλλικό κράμα του ως υλικό αρνητικού ηλεκτροδίου και χρησιμοποιούν μη υδατικά διαλύματα ηλεκτρολυτών. Η σύνθεση των υλικών της μπαταρίας λιθίου είναι κυρίως: υλικό θετικού ηλεκτροδίου, υλικό αρνητικού ηλεκτροδίου, διάφραγμα, ηλεκτρολύτης.
Μεταξύ των υλικών καθόδου, τα πιο συχνά χρησιμοποιούμενα υλικά είναι το κοβαλτικό λίθιο, το μαγγανικό λίθιο, το φωσφορικό λίθιο σιδήρου και τα τριαδικά υλικά (πολυμερή νικελίου-κοβαλτίου-μαγγανίου). Το υλικό του θετικού ηλεκτροδίου καταλαμβάνει μεγάλο ποσοστό (η αναλογία μάζας των υλικών θετικών και αρνητικών ηλεκτροδίων είναι 3:1 ~ 4:1), επειδή η απόδοση του υλικού του θετικού ηλεκτροδίου επηρεάζει άμεσα την απόδοση της μπαταρίας ιόντων λιθίου και το κόστος του καθορίζει άμεσα το κόστος της μπαταρίας.
Μεταξύ των υλικών αρνητικών ηλεκτροδίων, τα τρέχοντα υλικά αρνητικών ηλεκτροδίων είναι κυρίως ο φυσικός γραφίτης και ο τεχνητός γραφίτης. Τα υλικά ανόδου που διερευνώνται είναι νιτρίδια, PAS, οξείδια με βάση τον κασσίτερο, κράματα κασσιτέρου, νανοανοδικά υλικά και ορισμένες άλλες μεσομεταλλικές ενώσεις. Ως ένα από τα τέσσερα κύρια συστατικά των μπαταριών λιθίου, τα υλικά αρνητικών ηλεκτροδίων παίζουν σημαντικό ρόλο στη βελτίωση της χωρητικότητας της μπαταρίας και της απόδοσης του κύκλου ζωής της και βρίσκονται στον πυρήνα των μεσαίων κλάδων της βιομηχανίας μπαταριών λιθίου.
Μια κυψέλη καυσίμου είναι μια συσκευή μετατροπής ενέργειας ηλεκτροχημικής διεργασίας χωρίς καύση. Η χημική ενέργεια του υδρογόνου (άλλα καύσιμα) και του οξυγόνου μετατρέπεται συνεχώς σε ηλεκτρική ενέργεια. Η αρχή λειτουργίας είναι ότι το H2 οξειδώνεται σε H+ και e- υπό τη δράση του καταλύτη ανόδου, το H+ φτάνει στο θετικό ηλεκτρόδιο μέσω της μεμβράνης ανταλλαγής πρωτονίων, αντιδρά με το O2 για να σχηματίσει νερό στην κάθοδο και το e- φτάνει στην κάθοδο μέσω του εξωτερικού κυκλώματος και η συνεχής αντίδραση παράγει ρεύμα. Αν και η κυψέλη καυσίμου ονομάζεται «μπαταρία», δεν είναι μια συσκευή αποθήκευσης ενέργειας με την παραδοσιακή έννοια, αλλά μια συσκευή παραγωγής ενέργειας, η οποία είναι η μεγαλύτερη διαφορά μεταξύ των κυψελών καυσίμου και των παραδοσιακών μπαταριών.
Θάλαμος δοκιμής θερμικού σοκ: Αυτός ο θάλαμος προσομοιώνει τις γρήγορες αλλαγές θερμοκρασίας που ενδέχεται να εμφανίσουν οι μπαταρίες κατά τη λειτουργία. Εκθέτοντας τις μπαταρίες σε ακραίες διακυμάνσεις θερμοκρασίας, όπως η γρήγορη μετάβαση από υψηλές σε χαμηλές θερμοκρασίες, μπορούμε να αξιολογήσουμε την απόδοση και την αξιοπιστία τους υπό διακυμάνσεις θερμοκρασίας.
Θάλαμος δοκιμής γήρανσης λαμπτήρων xenon: Αυτός ο εξοπλισμός αναπαράγει τις συνθήκες ηλιακού φωτός εκθέτοντας τις μπαταρίες σε έντονη φωτεινή ακτινοβολία από λαμπτήρες xenon. Αυτή η προσομοίωση βοηθά στην αξιολόγηση της υποβάθμισης της απόδοσης και της ανθεκτικότητας της μπαταρίας όταν εκτίθεται σε παρατεταμένη έκθεση στο φως.
Θάλαμος δοκιμής γήρανσης UV: Αυτός ο θάλαμος μιμείται περιβάλλοντα υπεριώδους ακτινοβολίας. Υποβάλλοντας τις μπαταρίες σε έκθεση σε υπεριώδη ακτινοβολία, μπορούμε να προσομοιώσουμε την απόδοση και την αντοχή τους υπό παρατεταμένες συνθήκες έκθεσης σε υπεριώδη ακτινοβολία.
Η χρήση ενός συνδυασμού αυτών των δοκιμών επιτρέπει την ολοκληρωμένη δοκιμή κόπωσης και διάρκειας ζωής των μπαταριών. Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι πριν από τη διεξαγωγή αυτών των δοκιμών, είναι σημαντικό να συμμορφώνεστε με τις σχετικές οδηγίες ασφαλείας και να ακολουθείτε αυστηρά τις οδηγίες λειτουργίας του εξοπλισμού δοκιμών, ώστε να διασφαλίζονται ακριβείς και ασφαλείς διαδικασίες δοκιμών.
Ώρα δημοσίευσης: 12 Σεπτεμβρίου 2023
