Odată cu dezvoltarea continuă a vehiculelor cu energie nouă, și bateriile electrice primesc din ce în ce mai multă atenție. Bateria, motorul și sistemul de control electric sunt cele trei componente cheie ale vehiculelor cu energie nouă, dintre care bateria electrică este cea mai importantă parte, putând fi considerată „inima” vehiculelor cu energie nouă. Prin urmare, în ce categorii se împarte bateria electrică a vehiculelor cu energie nouă?
1, baterie cu plumb-acid
O baterie cu plumb (VRLA) este o baterie ai cărei electrozi sunt realizați în principal din plumb și oxizii săi, iar al cărei electrolit este o soluție de acid sulfuric. Componenta principală a electrodului pozitiv este dioxidul de plumb, iar componenta principală a electrodului negativ este plumbul. În starea de descărcare, componenta principală atât a electrodului pozitiv, cât și a celui negativ este sulfatul de plumb. Tensiunea nominală a unei baterii cu plumb cu o singură celulă este de 2,0 V, se poate descărca până la 1,5 V și se poate încărca până la 2,4 V; în aplicații, 6 baterii cu plumb cu o singură celulă sunt adesea conectate în serie pentru a forma o baterie cu plumb nominală de 12 V, precum și 24 V, 36 V, 48 V și așa mai departe.
Bateria nichel-cadmiu (adesea prescurtată NiCd, pronunțată „nye-cad”) este un tip popular de baterie de stocare. Bateria folosește hidroxid de nichel (NiOH) și cadmiu metalic (Cd) ca substanțe chimice pentru a genera electricitate. Deși performanța este mai bună decât cea a bateriilor cu plumb, acestea conțin metale grele și poluează mediul după ce sunt abandonate.
Bateria nichel-cadmiu poate fi încărcată și descărcată de mai mult de 500 de ori, fiind economică și durabilă. Rezistența sa internă este mică, nu numai că poate fi încărcată rapid, dar poate furniza și un curent mare pentru sarcină, iar variația de tensiune este foarte mică la descărcare, fiind o baterie de alimentare cu curent continuu ideală. Comparativ cu alte tipuri de baterii, bateriile nichel-cadmiu pot rezista la supraîncărcare sau descărcare excesivă.
Bateriile nichel-metal hidrură sunt compuse din ioni de hidrogen și nichel metalic, rezerva de putere este cu 30% mai mare decât bateriile nichel-cadmiu, sunt mai ușoare decât bateriile nichel-cadmiu, au o durată de viață mai lungă și nu poluează mediul, dar prețul este mult mai scump decât cel al bateriilor nichel-cadmiu.
Bateria litiu este o clasă de litiu metalic sau aliaj de litiu ca material pentru electrodul negativ, care utilizează o soluție electrolitică neapoasă în baterie. Bateriile cu litiu pot fi împărțite în general în două categorii: baterii litiu metalic și baterii litiu-ion. Bateriile litiu-ion nu conțin litiu în stare metalică și sunt reîncărcabile.
Bateriile litiu-metal sunt, în general, baterii care utilizează dioxid de mangan ca material pentru electrodul pozitiv, litiu metalic sau aliajul său metalic ca material pentru electrodul negativ și soluții electrolitice neapoase. Compoziția materialului bateriei cu litiu este în principal: material pentru electrodul pozitiv, material pentru electrodul negativ, diafragmă, electrolit.
Printre materialele catodice, cele mai utilizate sunt cobaltatul de litiu, manganatul de litiu, fosfatul de litiu-fier și materialele ternare (polimeri nichel-cobalt-mangan). Materialul electrodului pozitiv ocupă o proporție mare (raportul de masă dintre materialele electrodului pozitiv și negativ este de 3:1 ~ 4:1), deoarece performanța materialului electrodului pozitiv afectează direct performanța bateriei litiu-ion, iar costul său determină direct costul bateriei.
Printre materialele pentru electrozi negativi, materialele actuale pentru electrozi negativi sunt în principal grafitul natural și grafitul artificial. Materialele anodice explorate sunt nitruri, PAS, oxizi pe bază de staniu, aliaje de staniu, materiale nano-anodice și alți compuși intermetalici. Fiind una dintre cele patru componente principale ale bateriilor cu litiu, materialele pentru electrozi negativi joacă un rol important în îmbunătățirea capacității bateriei și a performanței ciclului de încărcare și se află în centrul industriei bateriilor cu litiu.
O pilă de combustie este un dispozitiv de conversie electrochimică a energiei prin proces fără combustie. Energia chimică a hidrogenului (altor combustibili) și a oxigenului este convertită continuu în electricitate. Principiul de funcționare este că H2 este oxidat în H+ și e- sub acțiunea catalizatorului anodic, H+ ajunge la electrodul pozitiv prin membrana de schimb de protoni, reacționează cu O2 pentru a forma apă la catod, iar e- ajunge la catod prin circuitul extern, iar reacția continuă generează un curent. Deși pila de combustie are cuvântul „baterie”, aceasta nu este un dispozitiv de stocare a energiei în sensul tradițional, ci un dispozitiv de generare a energiei, aceasta fiind cea mai mare diferență dintre pilele de combustie și bateriile tradiționale.
Cameră de testare la șoc termic: Această cameră simulează schimbările rapide de temperatură pe care le pot experimenta bateriile în timpul funcționării. Prin expunerea bateriilor la variații extreme de temperatură, cum ar fi trecerea rapidă de la temperaturi ridicate la temperaturi scăzute, putem evalua performanța și fiabilitatea acestora în condiții de fluctuații de temperatură.
Camera de testare a îmbătrânirii lămpii cu xenon: Acest echipament reproduce condițiile de lumină solară prin expunerea bateriilor la radiații luminoase intense provenite de la lămpi cu xenon. Această simulare ajută la evaluarea degradării performanței și a durabilității bateriei atunci când este expusă la o expunere prelungită la lumină.
Cameră de testare a îmbătrânirii UV: Această cameră imită mediile cu radiații ultraviolete. Prin supunerea bateriilor la expunerea la lumină UV, putem simula performanța și durabilitatea acestora în condiții de expunere prelungită la UV.
Utilizarea unei combinații a acestor echipamente de testare permite testarea completă a oboselii și a duratei de viață a bateriilor. Este important de reținut că, înainte de efectuarea acestor teste, este esențial să se respecte instrucțiunile de siguranță relevante și să se urmeze cu strictețe instrucțiunile de funcționare ale echipamentului de testare pentru a asigura proceduri de testare precise și sigure.
Data publicării: 12 septembrie 2023
