Qu'est-ce qu'une batterie d'alimentation ?
La technologie des batteries est une grande invention avec une longue et merveilleuse histoire. L'anglais"Batterie" de batterie est apparu pour la première fois en 1749. Il a été utilisé pour la première fois par l'inventeur américain Benjamin Franklin lorsqu'il a utilisé une série de condensateurs pour mener des expériences électriques. . Il a utilisé de l'acide sulfurique dilué comme électrolyte pour résoudre le problème de polarisation de la batterie et a produit la première batterie zinc-cuivre non polarisée capable de maintenir un courant équilibré, également connue sous le nom de batterie"Daniel."
En 1860, la France's Plante a inventé une batterie qui utilise le plomb comme électrode, qui est aussi le prédécesseur d'une batterie de stockage ; dans le même temps, la France's Lakeland a inventé la batterie carbone-zinc, apportant la technologie des batteries dans le domaine des batteries sèches.
L'utilisation commerciale de la technologie des batteries a commencé avec les batteries sèches. Elle a été inventée par le britannique Hellerson en 1887 et produite en série aux États-Unis en 1896. Parallèlement, Thomas Edison a inventé la batterie rechargeable fer-nickel en 1890, qui a également été réalisée en 1910. Commercialisation de la production de masse.
Depuis lors, grâce à la commercialisation, la technologie des batteries a inauguré une ère de progrès rapides. Thomas Edison a inventé les piles alcalines en 1914, Schlecht et Akermann ont inventé les plaques frittées pour les piles nickel-cadmium en 1934 et Neumann a développé le nickel scellé en 1947. Les piles au cadmium, Lew Urry (Energizer) a développé de petites piles alcalines en 1949, inaugurant l'ère de piles alcalines.
Après être entrée dans les années 1970, la technologie des batteries a été affectée par la crise énergétique et s'est progressivement développée vers la puissance physique. En plus des progrès continus de la technologie des cellules solaires apparus en 1954, les batteries au lithium et les batteries nickel-hydrure métallique ont été progressivement inventées et commercialisées.
Qu'est-ce qu'une batterie d'alimentation ? La différence entre elle et les piles ordinaires
La source d'alimentation des véhicules à énergie nouvelle est généralement principalement basée sur des batteries d'alimentation. La batterie d'alimentation est en fait une sorte de source d'alimentation qui fournit la source d'alimentation pour le transport. Les principales différences entre elle et les batteries ordinaires sont :
1. De nature différente
La batterie d'alimentation fait référence à la batterie qui fournit de l'énergie pour le transport, généralement par rapport à la petite batterie qui fournit de l'énergie pour les équipements électroniques portables ; tandis que la batterie ordinaire est une sorte de lithium métal ou d'alliage de lithium comme matériau d'électrode négative, utilisant une solution d'électrolyte non aqueuse. La batterie principale est différente de la batterie lithium-ion et de la batterie lithium-ion polymère.
Deux, la capacité de la batterie est différente
Dans le cas de nouvelles batteries, utilisez un indicateur de décharge pour tester la capacité de la batterie. Généralement, la capacité des batteries d'alimentation est d'environ 1000-1500mAh; tandis que la capacité des batteries ordinaires est supérieure à 2000mAh, et certaines peuvent atteindre 3400mAh.
Trois, la puissance de décharge est différente
Une batterie de 4200 mAh peut décharger l'énergie en quelques minutes, mais les batteries ordinaires ne peuvent'pas du tout le faire, de sorte que la capacité de décharge des batteries ordinaires est totalement incomparable avec les batteries de puissance. La plus grande différence entre une batterie de puissance et une batterie ordinaire est sa grande puissance de décharge et son énergie spécifique élevée. Étant donné que la batterie d'alimentation est principalement utilisée pour l'alimentation en énergie des véhicules, elle a une puissance de décharge plus élevée que les batteries ordinaires.
Quatre applications différentes
Les batteries qui fournissent la puissance motrice des véhicules électriques sont appelées batteries de puissance, y compris les batteries plomb-acide traditionnelles, les batteries nickel-hydrure métallique et la nouvelle batterie lithium-ion, qui sont divisées en batteries de puissance de type puissance (véhicules hybrides) et batteries de puissance de type énergétique (véhicules électriques purs); Les batteries au lithium utilisées dans les produits électroniques grand public tels que les téléphones portables et les ordinateurs portables sont généralement appelées collectivement batteries au lithium pour les distinguer des batteries d'alimentation utilisées dans les véhicules électriques.
Les principaux types actuels de batteries d'alimentation
La technologie des batteries au plomb, la technologie des batteries nickel-hydrogène, la technologie des piles à combustible et la technologie des batteries au lithium sont toujours les principales technologies grand public sur le marché.
Batteries au plomb
La batterie au plomb a le plus long historique d'applications et la technologie la plus mature. C'est la batterie avec le coût et le prix les plus bas, et elle a atteint la production de masse. Parmi elles, la batterie plomb-acide scellée à régulation de soupape (VRLA) est devenue autrefois une importante batterie d'alimentation de véhicule, qui a été utilisée dans les véhicules électriques et HEV développés par de nombreux constructeurs automobiles européens et américains, tels que Saturn et EVI développés par GM en les années 1980 et 1990, respectivement. Voitures électriques, etc.
Cependant, les batteries au plomb ont une faible énergie spécifique, une courte durée de vie, un taux d'autodécharge élevé et une faible durée de vie ; leur principale matière première, le plomb, est lourd, et une pollution de l'environnement par les métaux lourds peut se produire pendant la production et le recyclage. Par conséquent, à l'heure actuelle, les batteries au plomb sont principalement utilisées pour les dispositifs d'allumage au démarrage des voitures et les petits équipements tels que les vélos électriques.
piles NiMH
Les batteries Ni/MH ont une bonne résistance à la surcharge et à la décharge excessive. Il n'y a pas de problème de pollution par les métaux lourds, et il n'y aura pas d'augmentation ou de diminution d'électrolyte pendant le processus de travail, ce qui permet d'obtenir une conception étanche et sans entretien. Par rapport aux batteries plomb-acide et aux batteries nickel-cadmium, les batteries nickel-hydrogène ont une énergie spécifique, une puissance spécifique et une durée de vie plus élevées.
L'inconvénient est que la batterie a un mauvais effet mémoire, et avec la progression du cycle de charge et de décharge, l'alliage de stockage d'hydrogène perd progressivement sa capacité catalytique, et la pression interne de la batterie va augmenter progressivement, ce qui affecte l'utilisation du batterie. De plus, le prix élevé du nickel métal entraîne également des coûts plus élevés.
En termes de matériaux clés, les batteries nickel-hydrure métallique sont principalement composées d'une électrode positive, d'une électrode négative, d'un séparateur et d'un électrolyte. L'électrode positive est une électrode en nickel (Ni(OH)2) ; l'électrode négative utilise généralement de l'hydrure métallique (MH) ; l'électrolyte est principalement liquide et le composant principal est l'hydrogène. Oxyde de potassium (KOH). À l'heure actuelle, la recherche sur la batterie nickel-hydrogène est principalement axée sur les matériaux des électrodes positives et négatives, et sa recherche et son développement technologiques sont relativement matures.
Les batteries Ni-MH pour véhicules ont été produites et utilisées en masse, et elles constituent le type de batteries de véhicules le plus largement utilisé dans le développement de véhicules hybrides. Le représentant le plus typique est la Toyota Prius, qui est actuellement le plus gros véhicule hybride produit en série. PEVE, une joint-venture entre Toyota et Panasonic, est actuellement le's le plus grand fabricant mondial de batteries nickel-hydrogène.
Maintenant que les batteries nickel-hydrure métallique se sont retirées des rangs des batteries électriques traditionnelles, pourquoi Toyota s'en tient-elle au camp des batteries nickel-hydrure métallique ?
Cela doit parler du plus grand avantage de la batterie Ni-MH : une super durabilité !
Une fois, le célèbre média automobile américain a effectué un test comparatif sur une Prius de première génération qui avait été utilisée pendant dix ans. Les résultats des tests montrent qu'après 10 ans de conduite de 330 000 kilomètres pour le modèle Prius de première génération avec des batteries nickel-hydrure métallique, en le comparant aux données de la nouvelle voiture, les performances de consommation de carburant et de puissance restent au même niveau. Le système hybride et la batterie Ni-MH fonctionnent toujours normalement.
De plus, même après avoir parcouru 330 000 kilomètres en dix ans d'utilisation, cette Prius de première génération n'a jamais eu de problème avec son bloc-batterie nickel-hydrure métallique. Il y a dix ans, les gens se demandaient si la dégradation de la capacité de la batterie affecterait considérablement la consommation de carburant et les performances énergétiques. Il n'est pas apparu non plus'. De ce point de vue, les Japonais qui ont toujours été rigoureux et conservateurs ont leurs propres raisons uniques à leur amour pour les batteries nickel-hydrogène.
La pile à combustible
La pile à combustible est un dispositif de production d'énergie qui convertit directement l'énergie chimique du carburant et des oxydants en énergie électrique. Le carburant et l'air sont introduits séparément dans la pile à combustible et de l'électricité est produite. De l'extérieur, il a des électrodes positives et négatives et des électrolytes, etc., comme une batterie, mais en fait il ne peut pas"stocker" mais une"centrale".
Par rapport aux batteries chimiques ordinaires, les piles à combustible peuvent compléter le carburant, généralement l'hydrogène. Certaines piles à combustible peuvent utiliser du méthane et de l'essence comme carburant, mais elles sont généralement limitées à des applications industrielles telles que les centrales électriques et les chariots élévateurs. Le principe de base d'une pile à combustible à hydrogène est la réaction inverse de l'électrolyse de l'eau. De l'hydrogène et de l'oxygène sont fournis respectivement à l'anode et à la cathode. Une fois que l'hydrogène s'est diffusé à travers l'anode et a réagi avec l'électrolyte, des électrons sont libérés vers la cathode par une charge externe.
Le principe de fonctionnement d'une pile à combustible à hydrogène est le suivant : envoyer de l'hydrogène gazeux à la plaque anodique (électrode négative) de la pile à combustible. Après l'action du catalyseur (platine), un électron dans l'atome d'hydrogène est séparé et l'ion hydrogène (proton) qui a perdu l'électron traverse le proton. La membrane échangeuse atteint la plaque cathodique (électrode positive) de la pile à combustible et les électrons ne peuvent pas traverser la membrane échangeuse de protons. Cet électron ne peut que traverser le circuit externe pour atteindre la plaque cathodique de la pile à combustible, générant ainsi du courant dans le circuit externe.
Une fois que les électrons ont atteint la plaque cathodique, ils se recombinent avec des atomes d'oxygène et des ions hydrogène pour former de l'eau. Étant donné que l'oxygène fourni à la plaque cathodique peut être obtenu à partir de l'air, tant que la plaque anodique est alimentée en continu en hydrogène, la plaque cathodique est alimentée en air et la vapeur d'eau est évacuée avec le temps, l'énergie électrique peut être continuellement fourni.
L'électricité générée par la pile à combustible est fournie au moteur électrique via des onduleurs, des contrôleurs et d'autres dispositifs, puis les roues sont entraînées pour tourner à travers le système de transmission, l'essieu moteur, etc., afin que le véhicule puisse rouler sur la route. Par rapport aux véhicules traditionnels, le rendement de conversion énergétique des véhicules à pile à combustible atteint 60 à 80 %, soit 2 à 3 fois celui des moteurs à combustion interne.
Le combustible de la pile à combustible est de l'hydrogène et de l'oxygène, et le produit est de l'eau propre. Il ne produit pas de monoxyde de carbone et de dioxyde de carbone, ni n'émet de soufre et de particules. Par conséquent, les véhicules à pile à combustible à hydrogène sont vraiment des véhicules à zéro émission et à zéro pollution, et le carburant à l'hydrogène est la source d'énergie idéale pour les véhicules !
