S kontinuiranim razvojem vozila s novim izvorima energije, sve više pozornosti pridaje se i baterijama. Baterija, motor i električni upravljački sustav tri su 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 se kategorije baterije vozila s novim izvorima energije dijele?
1, olovno-kiselinska baterija
Olovno-kiselinska baterija (VRLA) je baterija čije su elektrode uglavnom izrađene od olova i njegovih oksida, a elektrolit je otopina sumporne kiseline. Glavna komponenta pozitivne elektrode je olovni dioksid, a glavna komponenta negativne elektrode je olovo. U stanju pražnjenja, glavna komponenta i pozitivne i negativne elektrode je olovni sulfat. Nazivni napon olovno-kiselinske baterije s jednom ćelijom je 2,0 V, može se prazniti do 1,5 V, može se 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.
Nikal-kadmij baterija (često skraćeno NiCd, izgovara se "nye-cad") je popularna vrsta baterije za pohranu. Baterija koristi nikal hidroksid (NiOH) i kadmij (Cd) kao kemikalije za proizvodnju električne energije. Iako su performanse bolje od olovnih baterija, sadrže teške metale i zagađuju okoliš nakon što se napuste.
Nikal-kadmijeve baterije mogu se puniti i prazniti više od 500 puta, ekonomične su i izdržljive. Njihov unutarnji otpor je mali, ne samo da se mogu brzo puniti, već mogu i osigurati veliku struju za opterećenje, a promjena napona prilikom pražnjenja je vrlo mala, što ih čini vrlo idealnim baterijama za istosmjerno napajanje. U usporedbi s drugim vrstama baterija, nikal-kadmijeve baterije mogu podnijeti prekomjerno punjenje i prekomjerno pražnjenje.
Nikal-metal hidridne baterije sastoje se od vodikovih iona i metalnog nikla, imaju 30% veću rezervu snage od nikal-kadmijskih baterija, lakše su od nikal-kadmijskih baterija, imaju dulji vijek trajanja i ne zagađuju okoliš, ali su puno skuplje od nikal-kadmijskih baterija.
Litijeva baterija je klasa litijevog metala ili litijeve legure kao materijala za negativnu elektrodu, a baterija koristi nevodenu otopinu elektrolita. Litijeve baterije mogu se grubo podijeliti u dvije kategorije: litijeve metalne baterije i litijeve ionske baterije. Litijeve ionske baterije ne sadrže litij u metalnom stanju i mogu se puniti.
Litij-metalne baterije su općenito baterije koje koriste mangan-dioksid kao materijal pozitivne elektrode, litij-metalni metal ili njegovu leguru kao materijal negativne elektrode i koriste nevodene otopine elektrolita. Sastav materijala litijeve baterije uglavnom je: materijal pozitivne elektrode, materijal negativne elektrode, dijafragma, elektrolit.
Među katodnim materijalima, najčešće korišteni materijali su litijev kobaltat, litijev manganat, litijev željezov fosfat i ternarni materijali (nikal-kobalt-manganski polimeri). Materijal pozitivne elektrode zauzima veliki udio (omjer mase materijala pozitivne i negativne elektrode je 3:1 ~ 4:1), jer performanse materijala pozitivne elektrode izravno utječu na performanse litij-ionske baterije, a njegova cijena izravno određuje cijenu baterije.
Među materijalima negativnih elektroda, trenutni materijali negativnih elektroda uglavnom su prirodni grafit i umjetni grafit. Anodni materijali koji se istražuju su nitridi, PAS, oksidi na bazi kositra, legure kositra, nano-anodni materijali i neki drugi intermetalni spojevi. Kao jedna od četiri glavne komponente litijevih baterija, materijali negativnih elektroda igraju važnu ulogu u poboljšanju kapaciteta baterije i performansi ciklusa te su u središtu srednjeg dijela industrije litijevih baterija.
Gorivna ćelija je uređaj za elektrokemijsku pretvorbu energije bez izgaranja. Kemijska energija vodika (drugih goriva) i kisika kontinuirano se pretvara u električnu energiju. Princip rada je da se H2 oksidira u H+ i e- pod djelovanjem anodnog katalizatora, H+ dospijeva do pozitivne elektrode kroz membranu za izmjenu protona, reagira s O2 stvarajući vodu na katodi, a e- dospijeva do katode kroz vanjski strujni krug, a kontinuirana reakcija generira struju. Iako se goriva ćelija naziva "baterija", ona nije uređaj za pohranu energije u tradicionalnom smislu, već uređaj za proizvodnju energije, što je najveća razlika između gorivnih ćelija i tradicionalnih baterija.
Komora za ispitivanje termalnog šoka: Ova komora simulira brze promjene temperature koje baterije mogu doživjeti tijekom rada. Izlaganjem baterija ekstremnim temperaturnim promjenama, poput brzog prijelaza s visokih na niske temperature, možemo procijeniti njihove performanse i pouzdanost pri temperaturnim fluktuacijama.
Komora za ispitivanje starenja ksenonskih lampi: Ova oprema replicira uvjete sunčeve svjetlosti izlaganjem baterija intenzivnom svjetlosnom zračenju ksenonskih lampi. Ova simulacija pomaže u procjeni degradacije performansi i trajnosti baterije pri dugotrajnoj izloženosti svjetlosti.
Komora za ispitivanje UV starenja: Ova komora oponaša okruženja ultraljubičastog zračenja. Izlaganjem baterija UV svjetlu možemo simulirati njihove performanse i trajnost pod uvjetima dugotrajne izloženosti UV zračenju.
Korištenje kombinacije ove opreme za ispitivanje omogućuje sveobuhvatno testiranje zamora i vijeka trajanja baterija. Važno je napomenuti da je prije provođenja ovih ispitivanja ključno pridržavati se relevantnih sigurnosnih smjernica i strogo slijediti upute za uporabu opreme za ispitivanje kako bi se osigurali točni i sigurni postupci ispitivanja.
Vrijeme objave: 12. rujna 2023.
