動(dòng)力電池現(xiàn)有主要種類有哪些？
來(lái)源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-05-18 13:28
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目前市場(chǎng)上主流技術(shù)仍以鉛酸電池技術(shù)、鎳氫電池技術(shù)、燃料電池技術(shù)、鋰電池技術(shù)為主。
鉛酸蓄電池
鉛酸蓄電池的應(yīng)用歷史最長(zhǎng)，技術(shù)最為成熟，是成本、售價(jià)最低廉的蓄電池，已實(shí)現(xiàn)大批量生產(chǎn)。其中閥控式密封鉛酸蓄電池(VRLA)一度成為重要的車用動(dòng)力電池，應(yīng)用在眾多歐美汽車公司開發(fā)的EV和HEV上，例如通用在20世紀(jì)80年代和90年代分別開發(fā)出的Saturn和EVI電動(dòng)汽車等。
但是，鉛酸電池的比能量較低，續(xù)航時(shí)間短，自放電率高，循環(huán)壽命低;其主要原料鉛的重量大，而且在生產(chǎn)和回收過(guò)程中可能產(chǎn)生重金屬的環(huán)境污染。所以，目前鉛酸電池主要用于汽車啟動(dòng)時(shí)的點(diǎn)火裝置，以及電動(dòng)自行車等小型設(shè)備。
鎳氫電池
鎳氫(Ni/MH)電池具有良好的耐過(guò)充、過(guò)放能力，不存在重金屬污染問(wèn)題，而且在工作過(guò)程中不會(huì)出現(xiàn)電解液增減現(xiàn)象，可以實(shí)現(xiàn)密封設(shè)計(jì)、免維護(hù)。與鉛酸電池和鎳鎘電池相比，鎳氫電池具有較高的比能量、比功率及循環(huán)壽命。
其缺點(diǎn)是電池具有的記憶效應(yīng)較差，而且隨著充放電循環(huán)的進(jìn)行，貯氫合金逐漸失去催化能力，電池內(nèi)壓會(huì)逐漸升高，影響到電池的使用。此外，鎳金屬昂貴的價(jià)格，也導(dǎo)致成本較高。
在關(guān)鍵材料上，鎳氫電池主要由正極、負(fù)極、隔膜和電解質(zhì)構(gòu)成，正極為鎳電極(Ni(OH)2);負(fù)極一般采用金屬氫化物(MH);電解質(zhì)主要為液體，主要成份是氫氧化鉀(KOH)。目前鎳氫電池的研究重點(diǎn)主要在正、負(fù)極材料上，其技術(shù)研發(fā)相比較成熟。
車用鎳氫電池已實(shí)現(xiàn)了批量生產(chǎn)和使用，是混合動(dòng)力汽車研制中應(yīng)用最多的車載電池類型。最典型的代表即目前混合動(dòng)力汽車量產(chǎn)規(guī)模最大的豐田Prius。豐田與松下合資成立的PEVE公司是目前世界最大的鎳氫動(dòng)力電池制造商。
如今鎳氫電池現(xiàn)階段已經(jīng)退出主流動(dòng)力電池行列，那么為何豐田還會(huì)固執(zhí)己見的堅(jiān)守鎳氫電池的陣營(yíng)呢?
這就不得不說(shuō)到鎳氫電池最大的優(yōu)勢(shì)：超強(qiáng)的耐用性!
曾經(jīng)美國(guó)著名的汽車媒體對(duì)一臺(tái)使用了十年后的第一代普銳斯進(jìn)行了對(duì)比測(cè)試。測(cè)試結(jié)果顯示，采用鎳氫電池的第一代普銳斯車型在經(jīng)過(guò)了10年行駛33萬(wàn)公里之后，將其與新車時(shí)的數(shù)據(jù)對(duì)比，無(wú)論是在油耗性能還是在動(dòng)力性能都保持在同一水平，說(shuō)明混動(dòng)系統(tǒng)和鎳氫電池組仍然工作正常。
此外，即便在使用十年跑了33萬(wàn)公里之后，這輛第一代普銳斯其鎳氫電池組從未發(fā)生過(guò)問(wèn)題，人們十年前所質(zhì)疑因電池容量衰減將大幅影響油耗和動(dòng)力性能的情況也沒(méi)有出現(xiàn)。由此看來(lái)，一向嚴(yán)謹(jǐn)保守的日本人對(duì)于鎳氫電池的鐘愛確實(shí)有其獨(dú)到的原因。
燃料電池
燃料電池是一種將存在于燃料與氧化劑中的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的發(fā)電裝置。燃料和空氣分別送進(jìn)燃料電池，電就被生產(chǎn)出來(lái)。它從外表上看有正負(fù)極和電解質(zhì)等，像一個(gè)蓄電池，但實(shí)質(zhì)上它不能“儲(chǔ)電”而是一個(gè)“發(fā)電廠”。
和普通化學(xué)電池相比，燃料電池可以補(bǔ)充燃料，通常是補(bǔ)充氫氣。一些燃料電池能使用甲烷和汽油作為燃料，但通常是限制在電廠和叉車等工業(yè)領(lǐng)域使用。氫燃料電池基本原理是電解水的逆反應(yīng)，把氫和氧分別供給陽(yáng)極和陰極，氫通過(guò)陽(yáng)極向外擴(kuò)散和電解質(zhì)發(fā)生反應(yīng)后，放出電子通過(guò)外部的負(fù)載到達(dá)陰極。
氫燃料電池的工作原理是：將氫氣送到燃料電池的陽(yáng)極板(負(fù)極)，經(jīng)過(guò)催化劑(鉑)的作用，氫原子中的一個(gè)電子被分離出來(lái)，失去電子的氫離子(質(zhì)子)穿過(guò)質(zhì)子交換膜，到達(dá)燃料電池陰極板(正極)，而電子是不能通過(guò)質(zhì)子交換膜的，這個(gè)電子，只能經(jīng)外部電路，到達(dá)燃料電池陰極板，從而在外電路中產(chǎn)生電流。
電子到達(dá)陰極板后，與氧原子和氫離子重新結(jié)合為水。由于供應(yīng)給陰極板的氧，可以從空氣中獲得，因此只要不斷地給陽(yáng)極板供應(yīng)氫，給陰極板供應(yīng)空氣，并及時(shí)把水蒸氣帶走，就可以不斷地提供電能。
