Сравнение преимуществ и недостатков четырех технологий технологии аккумуляторных батарей

A, производственная цепочка водородных топливных элементов

В цепочке производства водородных топливных элементов вверх по течению находится производство, транспортировка и хранение водорода на заправочных станциях для системы водородных топливных элементов для заправки водородом; Середина - это производство ключевых компонентов, таких как электрическая свая, свая и аксессуары из двух частей для интеграции, образующих систему водородных топливных элементов; На нижнем уровне приложений, в основном, включают транспортировку, портативный источник питания и стационарное питание в трех направлениях.

Во-вторых, аккумуляторная батарея сравнивает преимущества и недостатки в

В настоящее время с точки зрения транспортировки с источником энергии существует четыре основных технических маршрута: литий-ионные батареи, водородные топливные элементы, суперконденсаторы и воздушно-алюминиевые батареи. Литий-ионный аккумулятор, суперконденсатор и водородные топливные элементы широко использовались, а алюминиевый воздушный аккумулятор все еще находился на стадии лабораторных исследований. Источник энергии, литий-ионный аккумулятор, суперконденсатор применяется к чистым электромобилям, но требует внешней зарядки, в то время как автомобили с водородными топливными элементами нуждаются в внешнем заполнении водородом, в алюминиевую воздушную батарею необходимо добавлять алюминий и электролит.

Четыре вида технических способов сравнения преимуществ и недостатков

Характеристики водородных топливных элементов

(1) хорошая экологическая совместимость

Водородный топливный элемент - это эффективная чистая энергия, сброс воды не только небольшой, но и очень чистый, поэтому нет проблем с загрязнением воды. В то же время, поскольку топливный элемент не похож на двигатель для нагрева энергии в механическую энергию, а непосредственно для преобразования химической энергии в электрическую и тепловую энергию, высокая эффективность преобразования энергии, низкий уровень шума.

(2) хорошие рабочие характеристики

Производство энергии на водородных топливных элементах, не требуется сложной конфигурации устройства, аккумуляторная батарея может быть модульной. Например, энергоблок мощностью 4,5 МВт может иметь 460 аккумуляторных элементов, площадь электростанции намного меньше, чем у угольных электростанций. Водородный топливный элемент подходит для устройств распределенной генерации. И по сравнению с тепловой, гидро- и ядерной энергетикой, срок строительства электростанции на водородных топливных элементах короткий, легко расширяется, может полностью соответствовать реальной потребности в строительстве в рассрочку. Работа водородных топливных элементов хорошего качества, в то же время реакция на быстрые изменения нагрузки, такие как характеристики пиковой нагрузки, за несколько секунд может быть от преобразования малой мощности до номинальной мощности.

(3) эффективная производительность

Водородные топливные элементы работают, когда энергия, запасенная топливом, превращается в электричество и тепло, эффективность преобразования электроэнергии превышает 40%, и только одна треть паровой турбины может быть преобразована в электричество.

(4) гибкие структурные характеристики

Сборка водородных топливных элементов очень гибкая, простая в распределении, размер мощности по сравнению с традиционным двигателем, благодаря хорошей модульности водородных топливных элементов можно без увеличения инвестиций в инфраструктуру, на основе использования одного элемента можно легко увеличить количество штук или уменьшить выходную мощность и регулировку напряжения, поэтому его легко построить и относительно легко реализовать для управления сетью. Эта функция может улучшить стабильность системы топливного элемента.

(5) источники водорода

Водород в качестве вторичной энергии может быть получен различными способами, такими как производство водорода из угля, производство водорода путем риформинга природного газа, производство водорода путем электролиза воды и так далее. В ископаемых энергии исчерпаны, станет основным топливом и водородом в мире энергии. И использование солнечного производства водорода путем электролиза воды в процессе без выбросов углерода, можно считать, что водородная энергия является конечной.

(6) узкие места

С точки зрения разработки на современном этапе популярность водородных топливных элементов с определенными узкими местами, такими как стоимость самой батареи, выше, инфраструктура еще не универсальна и т. Д.

Характеристики литий-ионного аккумулятора

(1) платформа напряжения

Литий-ионные батареи из-за материалов анода разные, напряжение мономерной батареи в диапазоне 3,7 ~ 4 В, применение большего напряжения литиево-железо-фосфатной мономерной батареи 3,2 В, в 3 раза больше, чем у никель-металлгидридных батарей, свинцово-кислотных аккумуляторов. кислотный аккумулятор 2 раза.

(2) больше энергии

Текущая плотность энергии литий-ионных аккумуляторных батарей легковых автомобилей, составляющая почти 200 Втч / кг, как ожидается, достигнет 300 Втч / кг в 2020 году.

(3) короткое время автономной работы

Из-за ограничения электрохимических свойств материалов литий-ионные батареи не имеют прорыва, в случае литий-фосфата железа циклы мономерных батарей могут достигать более 2000 раз, только после группы более 1000 раз. Невозможно удовлетворить требования к автобусному пробегу 8 лет.

(4) влияние на окружающую среду

Литий-ионный аккумулятор с использованием лития из легкого металла, хотя и не содержит вредных тяжелых металлов, таких как ртуть, свинец, считается экологически чистым аккумулятором, меньшим загрязнением окружающей среды. Но на самом деле в качестве анодных материалов и электролита, содержащих никель, марганец и другие металлы, в Соединенных Штатах есть литий-ионная батарея, которая классифицируется как своего рода, содержащая легковоспламеняющиеся, выщелачивающие токсичные, коррозионные, реактивные токсичные опасные батареи, являются наиболее токсичными веществами. содержащиеся в различных типах аккумуляторных элементов, и поскольку процесс рециркуляции является более сложным, что ведет к высокой стоимости, поэтому текущая степень использования рециркуляции невысока, вышедшие из употребления батареи влияют на окружающую среду.

(5) стоимость все еще высока

Первоначальная стоимость литий-ионных аккумуляторов высока, на нынешнем массовом автобусе с литиево-железо-фосфатными батареями для аккумуляторных батарей. Например, цена составляет около 2500 юаней / кВтч, а популярность электромобилей в 2020 году, как ожидается, снизится до менее 1000 юаней / кВтч. Из-за ограничения циклов мономерной группы батарей, автобус обычно через 3 года или около того, необходимость замены батарей, рабочее давление на единицу стоимости.

(6) большее влияние на сетку

Первое крупномасштабное применение чистых электромобилей, из-за того, что спрос на зарядку больше, будет выделено зарядное оборудование для гармонических помех сети, влияющих на качество электроснабжения электросети; Во-вторых, в быстрой зарядке, потому что это большой коэффициент зарядки, поэтому мощность зарядки выше (легковой автомобиль примерно 50 кВт, автобусы 150 ~ 250 кВт), большая ударная нагрузка на сеть.

Таким образом, исходя из технического уровня литий-ионного аккумулятора, электромобиль находится в основном в диапазоне применения менее 200 км, не считая чистых электромобилей.

Характеристики суперконденсатора

(1) высокая скорость заряда и разряда

Суперконденсаторы с высокой плотностью мощности, он может быть выпущен за короткое время от нескольких сотен до нескольких тысяч ампер тока, скорость зарядки, он может быть завершен за несколько секунд до нескольких минут процесс зарядки. Шина сверхмощной емкости и трамвай должны использовать эту функцию за короткий период времени, чтобы завершить зарядку и заставить транспортное средство двигаться вперед.

(2) долгий цикл жизни

Минимальные потери в процессе заряда и разряда суперконденсатора, поэтому его срок службы теоретически бесконечен, фактический может достигать более 100000 раз, от 10 до 100 раз выше, чем у аккумулятора.

(3) хорошие характеристики при низких температурах

Заряд и разряд суперконденсатора произошли в процессе передачи заряда на поверхности активного материала электрода, в основном затухание очень мало, поэтому емкость с температурой и обычно амплитуда затухания емкости литий-ионного аккумулятора при низкой температуре достигает 70%.

(4) слишком низкая плотность энергии

Одним из узких мест применения плотности энергии суперконденсатора является слишком низкая, всего около 1/20 литий-ионной батареи, около 10 Вт · ч / кг. Таким образом, вы не можете использовать электромобили с основным питанием, в основном в качестве вспомогательного источника питания, которые в основном используются для устройства быстрого запуска и устройства рекуперации энергии торможения.

Характеристики алюминиевой воздушной батареи

(1) материал низкой стоимости, высокой плотности энергии

Активный материал катода алюминиевой воздушной батареи - обильный металлический алюминий, дешев, защита окружающей среды, положительный активный материал - кислород в воздухе, положительная визуальная емкость бесконечна. Таким образом, преимущества алюминиевых воздушных аккумуляторов заключаются в высоком качестве света, небольшом объеме и длительном сроке службы.

(2) ключевая технология не является прорывом, еще не вышла из лаборатории

Проблема поляризации воздушного электрода и осаждения гидроксида алюминия является одним из важных препятствий, мешающих металлическим воздушным батареям продвигаться на рынок, улучшая производительность алюминиевых воздушных батарей в большом узком месте. Он находится на лабораторной стадии, до коммерциализации еще далеко.

Страница содержит содержимое машинного перевода.