电动汽车电池的分类及性能参数
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动力电池分类及使用情况一、铅酸电池它是目前电动汽车使用最为广泛的电池,据不完全统计,在已经生产的电动汽车上,使用铅酸蓄电池的比例占到90%,这主要得益于它的众多优点:发展历史悠久,技术较为成熟,比功率较大,循环寿命也可达800~1000次左右,且成本较低。
不过,铅酸电池比能量却很低,仅为40W·h/kg左右,快速充电技术也尚未成熟(一般慢充都在8小时以上),而且污染严重。
二、锂离子电池它的比能量和比功率都很高,可分别达150W·h/kg和1600W/kg,循环寿命长,约为1200次,而且充电时间较短,为2~4h,使用电压可达到4V,使用安全性也相对较好。
但是锂离子电池价格较高,快充放电性能差,存在过充、放电保护问题,影响了锂电池的进一步应用和发展。
三、镍氢电池镍氢电池目前主要应用于混合电动车,但性能不能满足目前纯电动汽车和插电式混合动力汽车的需求,此类电动车需200公里以上的行驶里程,是镍氢电池提供的纯电动里程的10倍。
虽然燃料电池的性能很好,但是技术难度大。
按工作性质和储存方式可将电池分为4类:(1)一次电池,一次电池也称原电池,是指放电后不能用充电方法使它恢复到放电前状态的一类电池。
即一次电池只能使用一次。
常见的一次电池有锌锰电池、锌银电池、锂二氧化锰电池等。
(2)二次电池,二次电池也称蓄电池,电池放电后可用充电方法使活性物质恢复到放电以前状态,从而能够再次放电,充放电过程能重复。
常见的二次电池有镍镉电池,铅酸电池、金属氰化物镍电池、锂离子电池等。
(3)储备电池,储备电池也称激活电池,在储存期间,电解质和电极活性物质分离或电解质处于惰性状态,使用前注入电解质或通过其他方式使电池激活,电池立即开始工作。
常见的储备电池有锌银电池、热电池、镁氯化铜电池等。
(4)燃料电池,燃料电池也称为连续电池,电池中的电极材料是惰性的,是活性物质进行电化学反应的场所,而正、负极活性物质分别储存在电池体外,当活性物质连续不断地注入电池时,电池就能不断地输出电能。
电动汽车锂电池标准随着电动汽车的兴起,锂电池作为电动汽车的重要动力来源,其质量和安全标准备受到了越来越多的关注。
为了保障电动汽车锂电池的质量和安全性,制定了一系列的标准,以规范锂电池的生产、使用和回收。
本文将就电动汽车锂电池标准进行介绍和分析,以期为相关领域的从业人员和爱好者提供一些参考和帮助。
首先,电动汽车锂电池的标准主要包括以下几个方面,电池的性能参数、安全性能、环境适应性、生产工艺和回收利用等。
其中,电池的性能参数包括电池的容量、充放电性能、循环寿命等,这些参数直接关系到电池的使用效果和寿命。
其次,安全性能是电动汽车锂电池标准中最为重要的部分,涉及到电池的过充、过放、短路、高温等情况下的安全性能要求。
环境适应性则是指电池在不同环境条件下的工作性能和安全性能,如高温、低温、潮湿等条件下的表现。
生产工艺和回收利用则是指对电池生产过程和回收利用过程中的要求和规范,以确保电池的生产和回收过程符合环保和安全的要求。
其次,电动汽车锂电池标准的制定和执行对于电动汽车产业的发展至关重要。
通过制定标准,可以规范电池生产企业的生产行为,提高电池的质量和安全性,从而保障电动汽车的安全和可靠性。
同时,标准的执行也需要相关部门的监督和检测,以确保电池产品符合标准要求。
此外,标准的制定还可以促进电动汽车锂电池产业的健康发展,推动技术创新和产业升级,为电动汽车产业的可持续发展提供有力支持。
最后,我们需要重视电动汽车锂电池标准的国际化和统一化。
随着电动汽车产业的全球化发展,各国之间的标准差异可能会成为制约电动汽车产业发展的障碍。
因此,我们需要加强国际间的标准合作与交流,推动电动汽车锂电池标准的国际统一,为电动汽车产业的全球化发展提供有力支持。
综上所述,电动汽车锂电池标准对于电动汽车产业的发展至关重要。
通过制定和执行标准,可以提高电池的质量和安全性,推动电动汽车产业的健康发展,为环保和可持续发展做出贡献。
同时,我们也需要加强国际间的标准合作与交流,推动电动汽车锂电池标准的国际统一,为电动汽车产业的全球化发展提供有力支持。
电动汽车电池的分类及性能参数引言随着环保意识的提高和对能源资源的关注,电动汽车作为一种新型的交通工具越来越受到人们的关注。
而电动汽车的心脏就是电池,电池的分类和性能参数对于电动汽车的续航里程、平安性以及可靠性都起着至关重要的作用。
本文将对电动汽车电池的分类及其性能参数进行详细介绍。
一、电动汽车电池的分类根据电池的不同技术原理和材料组成,电动汽车电池主要可以分为以下几类:1. 铅酸电池铅酸电池是较早期应用于电动汽车的一种电池技术。
它采用铅板作为阳极,氧化铅作为阴极,中间的电解液为硫酸溶液。
铅酸电池具有本钱低、容量大的优势,但其能量密度较低,充放电效率不高,同时还存在着自放电较快、使用寿命短等问题。
2. 锂离子电池锂离子电池是目前应用最广泛的电动汽车电池技术之一。
它由锂金属氧化物作为正极材料,石墨作为负极材料,电解液为锂盐溶液构成。
锂离子电池具有高能量密度、自放电率低、使用寿命长等特点,且没有记忆效应,是目前电动汽车市场上最常见的电池类型。
3. 镍氢电池镍氢电池是另一种常用于电动汽车的电池技术。
它由氢氧化镍作为正极材料,金属氢化物作为负极材料,电解液为钾羟磷酸溶液构成。
镍氢电池具有高能量密度、充放电效率高、环保无污染等特点,但其本钱较高,且容量衰减较快。
4. 固态电池固态电池是一种较新的电动汽车电池技术。
它使用固态电解质替代传统液态电解液,具有高平安性、高能量密度和长寿命的优点。
然而,固态电池技术仍在研发阶段,目前在商业化应用方面尚有一定的挑战。
二、电动汽车电池的性能参数对于电动汽车电池来说,以下几个性能参数是最为重要的:1. 能量密度能量密度指的是电池单元或系统储存的能量与其质量或体积之比。
能量密度决定了电动汽车续航里程的长短,因此高能量密度是电池的重要指标之一。
目前,锂离子电池的能量密度相对较高,可以到达200-300Wh/kg。
2. 电池容量电池容量是指电池的可释放能量。
一般来说,电池容量越大,电动汽车的续航里程越远。
电动汽车电池分两大类:1、蓄电池:其中蓄电池适用于纯电动汽车,包括铅酸蓄电池、镍氢电池、钠硫电池、二次锂电池、空气电池、三元锂电池。
(1)铅酸蓄电池:铅酸蓄电池已有100多年的历史,广泛用作内燃机汽车的起动动力源,是成熟的电动汽车蓄电池,可靠性好、原材料易得、价格便宜,比功率也基本上能满足电动汽车的动力性要求。
电动汽车电池类型有哪些-有驾(2)镍氢电池:优势,电池能量储备大,重量更轻,使用寿命更长,并且对环境无污染。
劣势,制造成本太高,性能方面比锂电池差。
电动汽车电池类型有哪些-有驾(3)钠硫电池:钠硫电池比能量高,其理论比能量为760W.h/kg,实际已大于100W.h/kg,是铅酸电池的3~4倍,另外可大电流、高功率放电,其放电电流密度一般可达200~300mA/mm2,并瞬时间可放出其3倍的固有能量。
再一个是充放电效率高,由于采用固体电解质,所以没有通常采用液体电解质二次电池的那种自放电及副反应,充放电电流效率几乎100%。
电动汽车电池类型有哪些-有驾(4)二次锂电池:该锂离子二次电池通常包括电极组件,容纳该电极组件的容器,及电解液。
该电极组件包括极性相反的两个电极和隔板。
该隔板包括含有陶瓷颗粒簇的多孔膜。
电动汽车电池类型有哪些-有驾(5)空气电池:空气电池是化学电池的一种。
构造原理与干电池相似,所不同的只是它的氧化剂取自空气中的氧。
例如有一种空气电池,以锌为负极,以氢氧化钠为电解液,而阴极是多孔的活性炭,因此能吸附空气中的氧以代替一般干电池中的氧化剂(二氧化锰)。
电动汽车电池类型有哪些-有驾(6)三元锂电池:优势,相对于钴酸锂电池,三元锂电池安全性更高。
更适合未来新能源汽车电池的发展趋势,适合北方天气,低温时电池更加稳定。
劣势,电压太低,能量密度介于磷酸铁锂电池和钴酸锂电池之间。
电动汽车电池类型有哪些-有驾2、燃料电池:燃料电池用于燃料电池电动汽车,包括碱性燃料电池、磷酸燃料电池、熔融碳酸盐燃料电池、固体氧化物燃料电池、质子交换膜燃料电池、直接甲醇燃料电池。
电动汽车动力电池的分类
电动汽车动力电池的分类主要基于其化学成分和用途,可以分为以下几类:1.铅酸电池:铅酸电池是最早应用于电动汽车的电池,也是目前仍在使用的电
池之一。
它由铅、二氧化铅、硫酸和水等材料组成,具有成本低、电压稳定、维护简单等优点。
但铅酸电池的能量密度较低,充电速度较慢,且对环境有一定污染。
2.镍镉电池:镍镉电池是一种可充电的二次电池,由镍和镉两种元素组成。
它
具有较高的能量密度和放电率,能够提供较大的电流输出,因此常用于混合动力汽车和纯电动汽车。
但镍镉电池含有重金属元素,对环境有一定影响。
3.锂离子电池:锂离子电池是一种高能量密度、高电压、长寿命的二次电池,
由锂离子在正负极之间移动实现充放电。
锂离子电池具有较高的能量密度、较长的寿命、较低的自放电率、环保等优点,是当前电动汽车电池的主流选择。
4.燃料电池:燃料电池是一种将燃料的化学能通过电化学反应转化为电能的装
置。
它由燃料、氧化剂、电极和电解质等组成,具有高效、环保、高能量密度等优点。
燃料电池的燃料可以是氢气、甲烷、乙醇等,氧化剂可以是氧气、空气等。
以上是电动汽车动力电池的主要分类,不同类型的电池各有其优缺点,选择适合的电池类型需要根据实际需求进行权衡。
电动汽车动力储能装置包括所有动力蓄电池、超级电容、飞轮电池和燃料电池等储能元件及其以上各类电池的组合。
一、电池的基本组成电池通常由电极(正极和负极)、电解质、隔膜和外壳(容器)四部分组成。
电极是电池的核心部分,通常由活性物质和导电骨架组成。
活性物质是指可以通过化学反应释放出电能的物质,要求其电化学活性高、在电解液中的化学稳定性高以及电子导电性好。
活性物质是决定化学电源基本特性的重要部分。
导电骨架主要起传导电子及支撑活性物质的作用。
当电池通过外部电路(负载)放电时,电池的正极从外电路得到电子,而负极则向外电路输出电子;对于电池内部而言恰好相反。
电解质在电池内部阴、阳极之间担负传递电荷(带电离子)的作用。
电解质一般为液体或固体。
液体电解质常称为电解液,通常是酸、碱、盐的水溶液;固体电解质通常为盐类,由固体电解质组成的电池即称为干电池。
对电解液的要求是电导率高、溶液欧姆电压较小。
对一于固体电解质,要求具有离子导电性,而不具有电子导电性。
电解质的化学性质必须稳定,使其在储存期间与活性物质界面间的电化学反应速率小,这样电池自放电时容量损失减小。
为了避免电池内阴、阳极之间的距离较近而产生内部短路,产生严重的自放电现象,需要在其阴、阳极之间加放绝缘的隔膜,隔膜的形状一般为薄膜、板材或胶状物等。
对隔膜的要求是化学性质稳定,有一定的机械强度,对电解质离子运动的阻力小,是电的良好绝缘体,并可以阻挡从电极上脱落的活性物质微粒和枝晶的生长。
电池的外壳是盛放和保护电池电极、电解质、隔膜的容器。
通常要求外壳具有足够的机械强度和化学稳定性,耐振动、耐冲击、耐腐蚀。
二、电池的基础知识(1)电池的组合蓄电池作为动力源.通常要求有较高的电压和电流,因此需要将若干个单体电池通过串联、并联与复联的方式组合成电池组使用:电池组合中对单体电池性能具有严格的要求,在同一组电池中必须选择同一系列、同一规格、性能尽量一致的单体电池。
(2)电池的放电电池的放电是将电池内储存的化学能以电能方式释放出来的过程,即电池向外电路释放电流。
现在的新能源汽车电池有哪些电池呢?现在的新能源汽车有哪些电池1、燃料电池燃料电池(Fuel Cell)是一种非燃烧过程的电化学能转换装置。
将氢气(等燃料)和氧气的化学能连续不断地转换为电能。
其工作原理是 H2 在阳极催化剂作用下被氧化成 H+和 e-,H+通过质子交换膜达到正极,与 O2 在阴极反应生成水,e-通过外电路达到阴极,连续不断的反应就产生了电流。
燃料电池虽然带有“电池”二字,却不是传统意义上的储能设备,而是一种发电设备,这是燃料电池与传统电池最大的区别。
2、锂电池传统的铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池本身技术比较成熟,但它们用在汽车上作为动力电池则存在较大的问题。
目前,越来越多的汽车厂家选择采用锂电池作为新能源汽车的动力电池。
锂金属电池一般是使用二氧化锰为正极材料、金属锂或其合金金属为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。
锂电池材料构成主要有:正极材料、负极材料、隔膜、电解液。
3、三元锂电池优点:三元锂离子电池能量密度高、循环寿命长、不惧低温;缺点:高温下稳定不足。
用途:续航里程有要求的纯电动汽车,其是主流方向,适合北方天气,低温时电池更加稳定。
新能源车电池容量是多少54-60Ah汽车电池容量为54-60Ah之间,新能源纯电动汽车的电池容量通常以千瓦时(kW.h)为单位。
电池组的容量越大,汽车储能能力就越强,续航里程相对就会越大。
电池的寿命有“干贮存寿命”和“湿贮存寿命”两个概念。
必须指出,这两个概念仅是针对电池自放电大小而言的,并非电池的实际使用期限。
电池的真正寿命是指电池实际使用的时间长短。
对一次电池而言,电池的寿命是表征给出额定容量的工作时间(与放电倍率大小有关)。
对二次电池而言,电池的寿命分充放电循环寿命和湿搁置使用寿命两种。
充放电循环寿命,是衡量二次电池性能的一个重要参数。
经受一次充电和放电,称为一次循环(或一个周期)。
在一定的充放电制度下,电池容量降至某一规定值之前,电池能耐受的充放电次数,称为二次电池的充放电循环寿命。
简述电动汽车动力电池的分类及各自特点电动汽车动力电池是电动汽车的重要组成部分,它储存和释放电能,为电动汽车提供动力。
根据不同的电化学原理和材料,电动汽车动力电池可以分为铅酸电池、镍氢电池、锂离子电池和固态电池等几种不同类型,每种类型的电池都有其独特的特点和适用场景。
1. 铅酸电池铅酸电池是电动汽车最早采用的动力电池,具有成熟的技术和较低的成本。
它的正极是由氧化铅制成,负极是由纯铅制成,电解液是硫酸溶液。
铅酸电池具有较高的电压稳定性和较低的内阻,能够提供较大的电流输出。
然而,铅酸电池的能量密度较低,重量大,体积大,充电时间长,寿命短,不利于提高电动汽车的续航里程和使用寿命。
2. 镍氢电池镍氢电池是一种比较成熟的动力电池技术,具有较高的能量密度和较长的使用寿命。
它的正极是由氢氧化镍制成,负极是由金属氢化物制成,电解液是氢氧化钾溶液。
镍氢电池具有较高的充放电效率和较低的自放电率,能够在较宽的温度范围内正常工作。
然而,镍氢电池的价格较高,重量较大,容量衰减较快,不利于提高电动汽车的续航里程和使用寿命。
3. 锂离子电池锂离子电池是目前电动汽车主流的动力电池技术,具有较高的能量密度和较长的使用寿命。
它的正极是由氧化钴、氧化锰或氧化镍等材料制成,负极是由石墨或硅负极材料制成,电解液是锂盐溶液。
锂离子电池具有较高的电压稳定性和较低的自放电率,能够提供较大的电流输出。
同时,锂离子电池还具有较小的体积和重量,充电时间短,寿命长的优点。
然而,锂离子电池也存在着充电速度较慢、温度敏感、安全性和环境友好性等方面的挑战。
4. 固态电池固态电池是一种新兴的动力电池技术,具有较高的能量密度和较长的使用寿命。
它的正负极材料都是固态材料,电解质也是固态材料。
固态电池具有较高的充放电效率和较低的自放电率,能够在更宽的温度范围内正常工作。
与传统液态电池相比,固态电池还具有更好的安全性能和更长的循环寿命。
然而,固态电池的制造成本较高,技术难度较大,还需要进一步的研发和改进。
六种锂电池特性及参数分析锂电池是目前应用最为广泛、性能最优越的二次电池之一、下面将针对六种常见的锂电池,对其特性和参数进行详细分析。
1. 锂离子电池(Li-ion battery):锂离子电池是最常见的锂电池类型,以其高能量密度、无记忆效应、低自放电率和长寿命而闻名。
它采用锂离子在正负极之间的迁移作为蓄电池的原理,通常由锂钴酸、锰酸锂或磷酸铁锂等作为正极材料。
其核心特性包括高能量密度、较长循环寿命、低自放电率、轻量化等。
2. 锂聚合物电池(Li-polymer battery):锂聚合物电池是一种特殊的锂离子电池,其在同等容量下可以实现更轻更薄的设计。
它采用了固态聚合物电解质代替了传统锂离子电池中的液态电解质,具有较高的能量密度、灵活性和安全性。
尽管锂聚合物电池的能量密度较高,但其循环寿命和安全性相对较低。
3. 锂铁电池(LiFePO4 battery):锂铁电池采用磷酸铁锂作为正极材料,与锂离子电池相比,其具有更高的安全性、较长的循环寿命、快速充电能力和较低的自放电率。
锂铁电池被广泛应用于电动汽车、电动工具等需要高功率输出和长寿命的领域。
4. 锂钛酸电池(Li-titanate battery):锂钛酸电池是一种新型锂离子电池,以锂钛酸锂钛酸锂钛酸为负极材料,具有超快充电、高安全性和较长的循环寿命等特点。
由于其低内阻和低温特性,锂钛酸电池在电动汽车领域得到了广泛应用。
5. 锂硫电池(Li-S battery):锂硫电池采用硫化物材料作为正极材料,相较于其他锂电池类型,具有更高的理论能量密度和低成本。
此外,锂硫电池还具有良好的循环寿命和较低的环境影响,但其商业化应用尚面临着挑战,如较低的循环寿命和安全性问题。
6. 锂空气电池(Li-air battery):锂空气电池是一种理论能量密度非常高的电池,其以空气中的氧气作为正极材料,锂金属作为负极材料。
由于其高能量密度和轻质化的特点,锂空气电池被广泛研究用于电动汽车和可再生能源领域。
电动汽车电池的分类及性能参数发布时间:2010年8月5日来源:中国有色网一、概述电动汽车并不是一个新概念。
1873年戴维逊研制成功电动汽车,开创了电动汽车的先河。
严格意义的电动汽车是与燃油汽车相对应的,包括电动货车、客车、轿车等,但不包括用于工厂、货站、码头传送物件的电瓶车。
能源危机和环境污染是当今全球性两大突出问题。
世界石油储量日益减少,而燃油汽车是石油消耗的大户。
为了确保必须使用石油作原料的化工部门的石油供应,寻找替代能源是汽车工业发展的方向。
与此同时,城市交通噪声和汽车排放污染也日益严重。
据统计,全球汽车保有量已愈六亿,其中,绝大部分是燃油汽车,汽车排放污染占人类向大气排放污染的42%,因此,研制低(无)排放的新型交通工具势在必行。
进入21世纪后,电动汽车的研制已在全世界围兴起。
我国在80年代初就开始研制电动汽车。
进入21世纪后,研制的步伐明显加快。
最近,国家发改委又投入大量资金组织研究开发。
目前,具有代表性的电动汽车有:⑴比亚迪开发的双模混合动力汽车、纯电动轿车;⑵东风汽车公司开发的以盘式永磁无刷电机为动力、以IGBT调速系统为控制、以动力蓄电池为能源的电动轿车;⑶重工研制的以22kW异步交流电动机为动力、以IGBT调速系统为控制、以482厂动力蓄电池为能源的电动客车;⑷清华大学研制的以22kW无刷电机为动力、以动力蓄电池为能源的16座电动面包车;⑸华联电动车辆研究所研制的以10kW同步电动机为动力、以IGBT调速系统为控制、以蓄电池为能源的、过载能力4倍的电动轿车;⑹华南理工大学研制的EV6630、EV6600及EV6620电动轻型客车,其中,EV6630电动客车已在投入试运行1万公里。
此外,一汽、上汽、广汽、长安等国汽车企业也研制了自己的电动汽车。
二、电动汽车电池的分类⑴电池的分类电动汽车用电池为化学电源,它的分类方法很多。
按电解液分为:a. 碱性电池。
即电解液为碱性水溶液的电池;b. 酸性电池。
电动汽车电池的分类及性能参数电动汽车的普及让我们生活变得更加环保、便利,而其中电池则扮演了极为关键的角色。
因此,本文将对电动汽车电池的分类及性能参数进行详细的解释和分析。
一、电动汽车电池的分类1、铅酸蓄电池铅酸蓄电池是早期电动汽车的主要能量储备方式,这类电池的电压通常在12V-38V之间。
它们具有体积小、可充性好、稳定性高、承受大电流冲击的特点,但寿命较短,重量较大,环保性差。
2、镍氢电池镍氢电池是一种新型锂离子电池,具有体积小、重量轻、循环寿命长、充电、放电效率高等优点,因此受到人们的喜爱。
但是,它们的比能量和比功率较低,成本也比较高。
3、锂离子电池锂离子电池是当前最热门的电动汽车电池之一,具备如下特点:①能量密度高。
可提供连续、持久、高功率输出,并广泛应用于各类电子产品。
②充电效率高。
因为锂离子电池存在“记忆效应”的问题,因此使用锂离子电池需要对充电方式进行仔细的规划。
③应运而生。
锂离子电池的诞生解决了目前电动汽车电池中寿命短、重量大、环保性差、价格高昂等问题,被称为“电池革命”。
4、钛酸锂电池钛酸锂电池是一种新型电池,通过采用钛酸锂材料,电池具有体积小、耐高温、性能稳定等特点。
但是,它们的电压一般在2.4V左右,比能量和比功率较低。
二、电动汽车电池的性能参数1、电池容量电池容量越大,可以产生的电能也就越多。
但是,实际电池容量是受限的,因为最终使用过程受到充电、放电效率、极化效应等多个因素的影响。
2、电池寿命电池寿命是指电池的使用寿命,常常以电池使用时间、循环次数等方式来度量。
现代高性能电池的寿命可以达到数千次,而传统高充电速率电池的寿命则相对较短。
3、电池充电时间电池充电时间是指电池从放电状态到充电状态所需的时间,通常会受到充电器的输出功率、电池状态、放电深度等因素的影响。
4、比能量和比功率比能量指电池单位重量所能储存的能量,而比功率则表示其单位重量放电所能释放的能量。
这两个指标是衡量电动汽车电池性能的重要参数。
新型电动汽车电池的性能与寿命研究随着全球对环保意识的不断加强,电动汽车已经成为了未来汽车行业的发展趋势。
然而,电动汽车的性能与寿命问题一直是研究和发展的重点。
而其中最重要的就是电动汽车的电池。
本文就针对新型电动汽车电池的性能与寿命进行探究。
一、新型电动汽车电池的基本性能目前电动汽车主要采用的电池有三种,分别是镍氢电池、锂离子电池和燃料电池。
锂离子电池被广泛应用于电动汽车之中,其有机高能量密度、高放电电压、长寿命、价格低、污染小等特点,成为电动汽车的首选。
同时,新型锂电池材料的不断研发也让锂离子电池性能得到了进一步提升。
锂离子电池的重量比同样容量的铅酸电池轻70%以上,而且容积也更小。
铅酸电池的最长寿命一般为2年左右,而相同使用条件下锂离子电池寿命可长达6年,大幅提高了电池的使用寿命,减少了维护保养的频率和费用。
此外,锂离子电池具有良好的快速充电性能,充电电能转化率高,同时也具有出色的动力性能。
在充放电效率方面,锂离子电池主要通过改进电解液和正负极材料以及配合成分的改良来提高电池的效率。
二、新型电动汽车电池寿命的研究电动汽车电池寿命问题一直是制约电动汽车推广的主要因素之一。
因此,对新型电动汽车电池寿命的研究已经成为了众多科研机构和电动汽车制造商的研发重点之一。
其中一项研究课题就关注于锂离子电池的使用寿命。
锂离子电池的使用寿命与许多因素有关,如温度、充放电深度、电流密度、充电时间、是否适当放电或保持电池充满状态等。
目前,普遍使用的方法是根据电池的SOC(State of Charge)和SOH(State of Health)两个参数来判断电池的寿命。
对于电池的SOC和SOH,检测方法多种多样。
其中,最常用的方法是通过电池内阻的测试来获得“健康状态”,这种方法可以测量电池的输出电流和温度,以此来判断电池所处的健康状态。
另外,最新的研究表明,通过实时监测电池内部的温度、电流和电压等参数,可以预测电池损失和衰退的情况,对电池的使用寿命进行更加精确的预测。
电动汽车动力电池的基本要求和具体分类
电动汽车动力电池的基本要求是高能量密度、长寿命、较高的充放电效率、安全可靠以及成本合理等。
具体分类如下:
1. 锂离子电池:目前是最常用的动力电池,具有高能量密度、较长寿命、较高的充放电效率和较低的自放电率。
常见的有锂铁磷酸铁锂电池、锰酸锂电池、三元材料锂离子电池等。
2. 镍氢电池:具有高能量密度和较长寿命,但充放电效率相对较低。
主要用于混合动力和纯电动汽车的中小型车辆。
3. 铅酸电池:具有较低的能量密度和较短的寿命,但成本较低。
主要用于电动公交车和低速电动车等。
4. 固态电池:相较于传统液态电解液,使用固态电解质,具有更高的能量密度、更长的寿命和更好的安全性能。
目前仍处于研发阶段,尚未商业化应用。
5. 金属空气电池:利用金属与氧气反应来产生电能,具有极高的能量密度,但存在反应性不稳定和放电速度较慢等问题。
目前仅在特定场景下应用。
需要注意的是,不同类型的电动汽车可能会使用不同种类的动力电池,具体取决于使用需求、成本效益以及技术发展情况等因素。
电动汽车电池种类
电动汽车电池是电动汽车的重要组成部分,它决定了电动汽车的行驶里程、性能及充电时间等,可分为锂电池和镍氢电池两大类。
一、锂电池
锂电池是目前最常用的电动汽车电池,它以锂盐为正极材料,具有高能量密度,体积小、重量轻,耐久性强,放电效率高,使用寿命长等特点。
锂电池又分为锂离子电池和锂聚合物电池两类,其中锂离子电池具备稳定性好、循环寿命长、放电电流大、自放电率低等优点,但价格昂贵;而锂聚合物电池则具有价格便宜、放电电流大、耐冲击性强的特点,但循环寿命较短。
二、镍氢电池
镍氢电池是目前发展较晚的一种电动汽车电池,它是由镍氢液体作为正极材料,由金属镍和氢气组成,具有容量大、放电效率高、循环寿命长、抗抽放能力强等优点,但是易受温度影响,容量不稳定,价格较锂电池贵,因此目前只在公交车以及一些混合动力汽车上使用。
三、其他电池
除了上述两种电池之外,还有锰酸锂电池、钴酸锂电池、水银锂电池以及钛酸锂电池等。
锰酸锂电池具有容量
大、自放电率低、耐久性强等特点,但充放电效率较低,通常用于储能系统;钴酸锂电池具有高能量密度、低温性能良好等特点,但充放电效率较低,通常用于信号传输;水银锂电池具有放电电流大、功率高等特点,但容量小、安全性差、价格较高;钛酸锂电池具有自放电率低、耐久性强、高能量密度等特点,但充放电效率较低,通常用于储能系统。
总之,电动汽车电池种类众多,各有特点,需根据实际使用情况选择适合自己的电池,以实现最优性能。
电动汽车核心技术之动力电池及管理系统(一)——动力电池的主要种类及性能特点引言面对交通能源与环境问题的巨大挑战,以能源多元化、排放洁净化、燃料节约化为主要特征的新能源汽车在全球迅速发展,并成为近年各国政府支持和车企提升品牌形象、争取技术领先的热点和焦点。
然而,尽管北京、上海等地大型汽车展上各种新能源车型频频亮相,但在目前中国实际的销售市场上却难觅新能源汽车的踪影。
来自中国汽车工业协会的统计数据显示,今年一季度中国国内的纯电动汽车销量仅有1830辆,混合动力汽车也只有区区1499辆,二者之和占同期中国汽车总销量的比重为0.069%,还不足千分之一。
然而,这种状况可能很快就有改观,今年6月在商用车领域率先实行以旧换新的刺激消费政策以后,新能源汽车或将快接“第二棒”。
近日,工信部装备工业司司长张相木在全球节能与新能源汽车峰会上表示,《节能与新能源汽车产业发展规划》近期将由国务院发布实施。
该规划将带着一系列产业扶持政策浮出水面,其中包括新能源汽车免征车辆购置税、增值税税率降至13%等。
据以上规划,中国新能源汽车未来的主要战略取向将是纯电动汽车;而当前重点推进的是纯电动车和插电式混合动力车。
在产销规模上,至2015年,中国纯电动汽车和插电式混合动力汽车累计产销量将达50万辆,到2020年则要超500万辆。
而完成上述目标的主要措施包括:实施技术创新,突破核心零部件研发;加快推广应用和试点示范;建设充电桩和公共充电设施;完善标准体系和准入制度管理等。
在产业格局方面,到2020年,中国将培育形成1至2家新能源汽车产销规模超过100万辆的汽车集团。
迄今为止,中国已在25个城市进行了公共服务领域新能源汽车的示范推广,并在6个城市开展了私人购买新能源车补贴试点工作。
期间,示范推广各类节能与新能源汽车累计已达1.6万辆,其中新能源汽车超过8000辆。
但同时,在市场培育及推广过程中,由于一些配套政策没有跟进,实际推广的数量未达到预期目标。
电动汽车电池的分类及性能参数电池的分类电动汽车用电池为化学电源,它的分类方法很多。
按电解液分为:a.碱性电池。
即电解液为碱性水溶液的电池;b.酸性电池。
即电解液为酸性水溶液的电池;c.中性电池。
即电解液为中性水溶液的电池;d.有机电解质溶液电池。
即电解液为有机电解质溶液的电池。
按活性物质的存在方式分为:a.活性物质保存在电极上。
可分为一次电池(非再生式,原电池)和二次电池(再生式,蓄电池);b.活性物质连续供给电极。
可分为非再生燃料电池和再生燃料电池。
按电池的某些特点分为:a.高容量电池;b.免维护电池;c.密封电池;d.燃结式电池;e.防爆电池;f.扣式电池、矩形电池、圆柱形电池等。
尽管由于化学电源品种繁多,用途广泛,外形差别大,使上述分类方法难以统一,但习惯上按其工作性质及存贮方式不同,一般分为四类:a. 一次电池一次电池,又称“原电池”,即放电后不能用充电的方法使它复原的电池。
换言之,这种电池只能使用一次,放电后电池只能被遗弃了。
这类电池不能再充电的原因,或是电池反应本身不可逆,或是条件限制使可逆反应很难进行。
如:锌锰干电池 Zn│NH4Cl·ZnCl2│MnO2(C)锌汞电池 Zn│KOH│HgO银锌电池 Zn│KOH│Ag2Ob.二次电池二次电池,又称“蓄电池”,即放电后又可用充电的方法使活性物质复原而能再次放电,且可反复多次循环使用的一类电池。
这类电池实际上是一个化学能量贮存装置,用直流电将电池充足,这时电能以化学能的形式贮存在电池中,放电时,化学能再转换为电能。
如:铅酸电池 Pb│H2SO4│PbO2镍镉电池 Cd│KOH│NiOOH镍氢电池 H2│KOH│NiOOH锂离子电池 LiCoO2│有机溶剂│6C锌空气电池 Zn│KOH│O2(空气)c.贮备电池贮备电池,又称“激活电池”,是正、负极活性物质和电解液不直接接触,使用前临时注入电解液或用其他方法使电池激活的一类电池。
这类电池的正、负极活性物质的化学变质或自放电,因与电解液的隔离而基本上被排除,从而使电池能长时间贮存。
如:镁银电池Mg│MgCl2│AgCl;钙热电池Ca│LiCl-KCl│CaCrO4(Ni);铅高氯酸电池 Pb│HclO4│PbO2d. 燃料电池燃料电池,又称“连续电池”,即只要活性物质连续地注入电池,就能长期不断地进行放电的一类电池。
它的特点是电池自身只是一个载体,可以把燃料电池看成一种需要电能时将反应物从外部送入电池的一种电池。
电动汽车电池的性能参数化学电池品种繁多,性能各异。
常用以表征其性能的指标有:电性能、机械性能、贮存性能等,有时还包括使用性能和经济成本。
我们主要介绍其电性能和贮存性能。
电性能包括:电动势、额定电压、开路电压、工作电压、终止电压、充电电压、内阻、容量、比能量和比功率、贮存性能和自放电、寿命等。
贮存性能主要取决于电池的自放电大小。
⑴电动势电池的电动势,又称电池标准电压或理论电压,为电池断路时正负两极间的电位差。
电池的电动势可以从电池体系热力学函数自由能的变化计算而得。
⑵额定电压额定电压(或公称电压),系指该电化学体系的电池工作时公认的标准电压。
例如,锌锰干电池为1.5V,镍镉电池为1.2V,铅酸蓄电池为2V,锂离子电池为3.6V。
⑶开路电压电池的开路电压是无负荷情况下的电池电压。
开路电压不等于电池的电动势。
必须指出,电池的电动势是从热力学函数计算而得到的,而电池的开路电压则是实际测量出来的。
⑷工作电压系指电池在某负载下实际的放电电压,通常是指一个电压范围。
例如,铅酸蓄电池的工作电压在2V~1.8V;镍氢电池的工作电压在1.5V~1.1V;锂离子电池的工作电压在3.6V~2.75V。
⑸终止电压系指放电终止时的电压值,视负载和使用要求不同而异。
以铅酸蓄电池为例:电动势为2.1V,额定电压为2V,开路电压接近2.15V,工作电压为2V~1.8V,放电终止电压为1.8V~1.5V(放电终止电压根据放电率的不同,其终止电压也不同)。
⑹充电电压系指外电路直流电压对电池充电的电压。
一般的充电电压要大于电池的开路电压,通常在一定的范围内。
例如,镍镉电池的充电压在1.45V~1.5V;锂离子电池的充电压在4.1V~4.2V;铅酸蓄电池的充电压在2.25V~2.5V。
⑺内阻蓄电池的内阻包括:正负极板的电阻,电解液的电阻,隔板的电阻和连接体的电阻等。
a.正负极板电阻目前普遍使用的铅酸蓄电池正、负极板为涂膏式,由铅锑合金或铅钙合金板栅架和活性物质两部分构成。
因此,极板电阻也由板栅电阻和活性物质电阻组成。
板栅在活性物质内层,充放电时,不会发生化学变化,所以它的电阻是板栅的固有电阻。
活性物质的电阻是随着电池充放电状态的不同而变化的。
当电池放电时,极板的活性物质转变为硫酸铅(PbSO4),硫酸铅含量越大,其电阻越大。
而电池充电时将硫酸铅还原为铅(Pb),硫酸铅含量越小,其电阻越小。
b.电解液电阻电解液的电阻视其浓度不同而异。
在规定的浓度范围内一旦选定某一浓度后,电解液电阻将随充放电程度而变。
电池充电时,在极板活性物质还原的同时电解液浓度增加,其电阻下降;电池放电时,在极板活性物质硫酸化的同时电解液浓度下降,其电阻增加。
c.隔板电阻隔板的电阻视其孔率而异,新电池的隔板电阻是趋于一个固定值,但随电池运行时间的延长,其电阻有所增加。
因为,电池在运行过程中有些铅渣和其他沉积物在隔板上,使得隔板孔率有所下降而增加了电阻。
d.连接体电阻连接体包括单体电池串联时连接条等金属的固有电阻,电池极板间的连接电阻,以及正、负极板组成极群的连接体的金属电阻,若焊接和连接接触良好,连接体电阻可视为一固定电阻。
每只电池所呈现的内阻就是上述物体电阻的总和,电池内阻R与电动势、端电压及放电电流的关系:Rs=(E-Uf)÷If电池的内阻在放电过程中会逐渐增加,而在充电过程中则逐渐减小。
所以,电池在充放电过程中,端电压也会因其内阻的变化而变动。
故端电压在放电时低于电池的电动势,充电时又高于电池的电动势。
⑻容量电池的容量单位为库仑(C)或安时(Ah)。
表征电池容量特性的专用术语有三个:a.理论容量。
系指根据参加电化学反应的活性物质电化学当量数计算得到的电量。
通常,理论上1电化当量物质将放出1法拉第电量,即96500C或26.8Ah(1电化当量物质的量,等于活性物质的原子量或分子量除以反应的电子数)。
b.额定容量。
系指在设计和生产电池时,规定或保证在指定放电条件下电池应该放出的最低限度的电量。
c.实际容量。
系指在一定的放电条件下,即在一定的放电电流和温度下,电池在终止电压前所能放出的电量。
电池的实际容量通常比额定容量大10%~20%。
电池容量的大小,与正、负极上活性物质的数量和活性有关,也与电池的结构和制造工艺与电池的放电条件(电流、温度)有关。
影响电池容量因素的综合指标是活性物质的利用率。
换言之,活性物质利用得越充分,电池给出的容量也就越高。
活性物质的利用率可以定义为:利用率=(电池实际容量/电池理论容量)×100%或,利用率=(活性物质理论用量/活性物质实际用量)×100%。
⑼比能量和比功率电池的输出能量是指在一定的放电条件下,电池所能作出的电功,它等于电池的放电容量和电池平均工作电压的乘积,其单位常用瓦时(Wh)表示。
电池的比能量有两种。
一种叫重量比能量,用瓦时/千克(Wh/kg)表示;另一种叫体积比能量,用瓦时/升(Wh/L)表示。
比能量的物理意义是电池为单位重量或单位体积时所具有的有效电能量。
它的比较电池性能优劣的重要指标。
必须指出,单体电池和电池组的比能量是不一样的。
由于电池组合时总要有连接条、外部容器和内包装层等,故电池组的比能量总是小于单体电池的比能量。
电池的功率是指在一定的放电条件下,电池在单位时间内所能输出的能量。
单位是瓦(W),或千瓦(kW)。
电池的单位重量或单位体积的功率称为电池的比功率,它的单位是瓦/千克(W/kg)或瓦/升(W/L)。
如果一个电池的比功率较大,则表明在单位时间内,单位重量或单位体积中给出的能量较多,即表示此电池能用较大的电流放电。
因此,电池的比功率也是评价电池性能优劣的重要指标之一。
⑽贮存性能和自放电电池经过干贮存(不带电解液)或湿贮存(带电解液)一定时间后,其容量会自行降低,这个现象称自放电。
所谓“贮存性能”是指电池开路时,在一定的条件下(如温度、湿度)贮存一定时间后自放电的大小。
电池在贮存期间,虽然没有放出电能量,但是在电池内部总是存在着自放电现象。
即使是干贮存,也会由于密封不严,进入水份、空气及二氧化碳等物质,使处于热力学不稳定状态的部分正极和负极活性物质构成微电池腐蚀机理,自行发生氧化还原反应而白白消耗掉。
如果是湿贮存,更是如此。
长期处在电解液中的活性物质也是不稳定的。
负极活性物质大多是活泼金属,都会发生阳极自溶。
酸性溶液中,负极金属是不稳定的,在碱性溶液及中性溶液中也非十分稳定。
电池自放电的大小,一般用单位时间内容量减少的百分比表示,即:自放电=(Co-Ct/Cot)×100%式中:Co──贮存前电池容量,Ah;Ct──贮存后电池容量,Ah;t──贮存时间,用天、周、月或年表示。
自放电的大小,也能用电池贮存至某规定容量时的天数表示,称为贮存寿命。
贮存寿命有两种,即干贮存寿命和湿贮存寿命。
对于在使用时才加入电解液的电池贮存寿命,习惯上也称为干贮存寿命。
干贮存寿命可以很长。
对于出厂前已加入电解液的电池贮存寿命,习惯上称为湿贮存寿命(或湿荷电寿命)。
湿贮存时自放电严重,寿命较短。
如银锌电池的干贮存寿命可达5~8年,但它的湿贮存寿命通常只有几个月。
降低电池中自放电的措施,一般是采用纯度较高的原材料,或将原材料预先处理,除去有害杂质。
也可在负极金属板栅中加入氢过电位较高的金属,如Ag、Cd等,还有的在溶液中加入缓蚀剂,目的都是抑制氢的析出,减少自放电反应的发生。
⑾寿命电池的寿命有“干贮存寿命”和“湿贮存寿命”两个概念。
必须指出,这两个概念仅是针对电池自放电大小而言的,并非电池的实际使用期限。
电池的真正寿命是指电池实际使用的时间长短。
对一次电池而言,电池的寿命是表征给出额定容量的工作时间(与放电倍率大小有关)。
对二次电池而言,电池的寿命分充放电循环寿命和湿搁置使用寿命两种。
充放电循环寿命,是衡量二次电池性能的一个重要参数。
经受一次充电和放电,称为一次循环(或一个周期)。
在一定的充放电制度下,电池容量降至某一规定值之前,电池能耐受的充放电次数,称为二次电池的充放电循环寿命。
充放电循环寿命越长,电池的性能越好。
在目前常用的二次电池中,镉镍电池的充放电循环寿命500~800次,铅酸电池200~500次,锂离子电池600~1000次,锌银电池很短,约100次左右。