Разница между литиево-железо-фосфатной батареей и литиево-марганцево-кислотной батареей

Свинцово-кислотная батарея и литиевая батарея.

Свинцово-кислотные батареи самые дешевые, но громоздкие, тяжелые и недолговечные.

Литиевые батареи также можно разделить на два типа, напряжение в ячейках составляет 3,7 В, каждые 3,2 В, из которых полимерные батареи 3,2 В считаются более безопасными, чем другие.

Недостаток литиевой батареи в том, что она дорогая, но она легкая, компактная и долговечная. (Насколько мне известно, после использования ремонтника свинцово-кислотных аккумуляторов срок службы должен быть не меньше, чем у литиевого аккумулятора).

Также есть исследовательские конденсаторы. Срок его службы практически бесконечен, но даже с суперконденсатором большой емкости. Его объем и вес в несколько раз больше, чем у свинцово-кислотного аккумулятора, и лично я чувствую, что в нем практически нет люфта.

Батареи электромобилей делятся на две категории: батареи и топливные элементы. Батарея подходит для чистых электромобилей, включая свинцово-кислотные батареи, никель-водородные батареи, натриево-серные батареи, вторичные литиевые батареи и воздушные батареи.

Топливные элементы предназначены для электромобилей на топливных элементах, включая щелочные топливные элементы (AFC), топливные элементы на основе фосфорной кислоты (PAFC), топливные элементы с расплавленным карбонатом (MCFC), твердооксидные топливные элементы (SOFC), топливные элементы с протонообменной мембраной (PEMFC). , топливный элемент с прямым метанолом (DMFC).

Есть небольшие различия в зависимости от типа электромобиля. В чисто электрическом транспортном средстве, оснащенном только аккумулятором, аккумулятор функционирует как единственный источник энергии для системы привода транспортного средства. В гибридном транспортном средстве, оборудованном обычным двигателем (или топливным элементом) и аккумулятором, аккумулятор может играть роль основного источника питания системы привода транспортного средства или действовать как вспомогательный источник энергии. Видно, что при малых оборотах и пуске аккумулятор играет роль основного источника питания системы привода транспортного средства; когда он полностью загружен, он действует как вспомогательный источник энергии; он действует как накопитель энергии во время нормального вождения или замедления и торможения. Персонаж.

Топливный элемент анодируется топливом, а окислитель восстанавливается на катоде. Если газообразное топливо (водород) непрерывно подается на анод (т. Е. Анод внешней цепи, также называемый топливным электродом), а кислород (или воздух) непрерывно подается на катод (т. Е. Анод внешняя цепь, также называемая воздушным электродом), можно непрерывно реагировать электрохимической реакцией на электроде и генерировать электрический ток. Это показывает, что топливные элементы и обычное электричество

В отличие от бассейна, его топливо и окислитель хранятся не в батарее, а в резервуаре для хранения вне батареи. Когда он работает (выводит ток и работает), необходимо непрерывно подавать топливо и окислитель в аккумулятор, одновременно разряжая продукт реакции. Поэтому по рабочему режиму он похож на обычный бензиновый или дизельный генератор. Поскольку в топливный элемент непрерывно подается топливо и окислитель в батарею во время работы, топливо и окислитель, используемые в топливном элементе, являются жидкостью (газом или жидкостью). Наиболее часто используемыми видами топлива являются чистый водород, различные газы, богатые водородом (например, реформированный газ) и определенные жидкости (например, водный метанол). Обычно используемые окислители - это чистый кислород, чистый воздух и другие газы (например, перекисное окисление), водный раствор водорода и азотной кислоты и т. Д.).

Роль анода топливного элемента состоит в том, чтобы обеспечить общую поверхность раздела между топливом и электролитом и катализировать окисление топлива, одновременно передавая электроны, образующиеся в реакции, во внешнюю цепь или к токосъемнику, а затем в внешняя цепь. Роль катода (кислородного электрода) заключается в обеспечении общей поверхности раздела между кислородом и электролитом, катализируя восстановление кислорода и транспортируя электроны из внешней цепи к месту реакции кислородного электрода. Поскольку большинство реакций, происходящих на электродах, являются многофазными межфазными реакциями, для увеличения скорости реакции электроды обычно изготавливают из пористого материала и покрывают электрокатализатором.

Роль электролита - переносить ионы, генерируемые топливным электродом и кислородным электродом в электродной реакции, и предотвращать выпрямление электродов.

Перенести электроны.

Роль мембраны состоит в том, чтобы проводить ионы, предотвращать прохождение электронов непосредственно между электродами и отделять окислитель от восстановителя. Поэтому диафрагма

Он должен быть устойчивым к электролитной коррозии и иметь хорошую смачиваемость.

Аккумулятор

Аккумуляторная батарея электромобиля состоит из множества последовательно установленных аккумуляторных батарей. Типичный аккумуляторный блок содержит около 96 батареек. Для литий-ионного аккумулятора, который заряжен до 4,2 В, такой аккумуляторный блок может обеспечивать общее напряжение более 400 В. Хотя автомобильная система питания рассматривает аккумуляторную батарею как одну высоковольтную батарею, каждый раз заряжая и разряжая всю аккумуляторную батарею, система управления батареей должна учитывать каждое состояние батареи независимо. Если емкость одного из аккумуляторных блоков немного ниже, чем у других аккумуляторов, состояние заряда будет постепенно отличаться от состояния других аккумуляторов после нескольких циклов зарядки / разрядки. Если состояние заряда этой батареи периодически не уравновешивается с другими элементами, она в конечном итоге переходит в состояние глубокого разряда, вызывая повреждение и, в конечном итоге, приводя к отказу аккумуляторного блока. Чтобы этого не произошло, необходимо контролировать напряжение каждой батареи для определения степени заряда. Кроме того, должно быть устройство, позволяющее заряжать или разряжать батареи по отдельности, чтобы сбалансировать состояние заряда этих батарей.

Важным аспектом в системах мониторинга аккумуляторных батарей является интерфейс связи. Для связи внутри печатной платы общие варианты включают шину последовательного периферийного интерфейса (SPI) и шину I2C, каждая из которых имеет низкие накладные расходы на связь для сред с низким уровнем помех. Другой вариант - шина Controller Area Network (CAN), которая широко используется в автомобильных приложениях. Шина CAN очень хороша, с характеристиками обнаружения ошибок и отказоустойчивости, но она требует больших затрат на связь и больших материальных затрат. Хотя подключение аккумуляторной системы к основной CAN-шине автомобиля является целесообразным, выгодно использовать связь SPI или I2C внутри аккумуляторной батареи.

Аккумуляторы электромобилей классифицируются по электролиту:

а. Щелочная батарея. То есть электролит представляет собой щелочной водный раствор;

б. Кислотный аккумулятор. То есть электролит представляет собой кислый водный раствор;

c. Нейтральный аккумулятор. То есть электролит представляет собой нейтральный водный раствор;

d. Батарея с раствором органического электролита. То есть электролит - это батарея из раствора органического электролита.

По наличию действующих веществ делятся на:

а. Активный материал хранится на электроде. Можно разделить на первичную батарею (нерегенеративную, первичную батарею) и вторичную батарею (регенерацию, батарею);

б. Активный материал непрерывно подается на электрод. Его можно разделить на невозобновляемые топливные элементы и регенеративные топливные элементы.

По некоторым характеристикам аккумуляторные батареи делятся на:

а. аккумулятор большой емкости;

б. необслуживаемый аккумулятор;

c. герметичный аккумулятор;

d. горящая батарея;

е. взрывозащищенный аккумулятор;

f. Батарея-пуговица, прямоугольная батарея, цилиндрическая батарея и т. Д.

Хотя химический источник питания имеет большое разнообразие применений, широкий диапазон применения и большие различия в форме, трудно унифицировать приведенные выше методы классификации, но его обычно делят на четыре категории в зависимости от характера его работы и методы хранения:

Первичная батарея, также известная как «первичная батарея», - это батарея, которую нельзя перезарядить после разрядки. Другими словами, аккумулятор можно использовать только один раз, а аккумулятор можно выбросить только после разряда. Причина, по которой такие батареи нельзя перезарядить, либо сама реакция батареи необратима, либо условные ограничения затрудняют обратимую реакцию. Такой как:

Zn-Mn сухая батарея Zn │ NH4Cl · ZnCl2 │ MnO2 (C)

Цинково-ртутный аккумулятор Zn │ KOH │ HgO

Серебряно-цинковая батарея Zn │ KOH │ Ag2O

Аккумуляторная батарея, также называемая «батареей», представляет собой тип батареи, которую можно повторно разряжать путем перезарядки активного материала после разрядки, и которую можно многократно использовать повторно. Этот тип батареи фактически является химическим накопителем энергии. Аккумулятор задыхается от постоянного тока. В это время электрическая энергия хранится в батарее в виде химической энергии. При разряде химическая энергия преобразуется в электрическую. Такой как:

Свинцово-кислотный аккумулятор Pb │ H2SO4 │ PbO2

Никель - кадмиевые батареи Cd │ │ КОН NiOOH

Никель-металлогидридный аккумулятор H2 │ KOH │ NiOOH

Литий-ионный аккумулятор LiCoO2 │ органический растворитель │ 6C

Цинково-воздушная батарея Zn │ KOH │ O2 (воздух)

Аккумуляторная батарея, также известная как «активированная батарея», представляет собой тип батареи, в которой положительный и отрицательный активные материалы и электролит не находятся в прямом контакте, а электролит временно вводится перед использованием или активируется другими методами. Химическое разрушение или саморазряд положительных и отрицательных активных материалов таких батарей по существу устраняется изоляцией от электролита, так что батарею можно хранить в течение длительного времени. Такой как:

Серебряно-магниевый аккумулятор Mg │ MgCl2 │ AgCl

Кальциевая тепловая батарея Ca │ LiCl-KCl │ CaCrO4 (Ni)

Свинцово-хлорно-кислотный аккумулятор Pb │ HclO4 │ PbO2

Топливный элемент, также называемый «аккумулятором непрерывного действия», представляет собой тип аккумулятора, который может непрерывно разряжаться в течение длительного времени, пока активный материал непрерывно вводится в аккумулятор. Он отличается тем, что батарея сама по себе является только носителем, а топливный элемент можно рассматривать как разновидность батареи, которая отправляет реагенты извне в батарею, когда требуется электрическая энергия. Такой как:

Водородный топливный элемент H2 │ KOH │ O2

Полый топливный элемент N2H4 │ KOH │ O2 (воздух)