化学电源的现状与发展
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电源国外发展现状及未来趋势分析电源作为现代电子设备的核心组成部分,对各行各业的发展起着至关重要的作用。
在全球化的背景下,电源技术正不断发展和进步,为各个国家和地区的经济发展提供了强有力的支撑。
本文将对电源国外发展现状及未来趋势进行分析,以帮助我们更好地了解电源行业在全球范围内的动态和潜力。
首先,我们来分析电源国外发展的现状。
目前,电源市场呈现出以下几个主要特点:1. 高效能电源的需求日益增长:环境保护和节能减排已成为各国政府的重要政策目标。
因此,对于高效能电源的需求日益增长。
例如,欧洲减少温室气体排放的目标要求各个行业使用更加节能的电源设备,从而推动了高效能电源在欧洲市场的快速发展。
2. 可再生能源电源的兴起:随着全球可再生能源的推广和应用,太阳能、风能等可再生能源电源在国外市场得到了广泛应用。
世界各国纷纷制定能源政策,鼓励可再生能源的发展,这为可再生能源电源行业提供了巨大的商机。
特别是在欧洲和北美市场,可再生能源电源已成为主流。
3. 电动车充电设备的需求增长:随着电动汽车的普及,对电动车充电设备的需求也在迅速增长。
各个国家纷纷制定电动车推广政策,建设充电桩网络,并提供相应的优惠政策。
这为电源行业提供了新的增长点,并促使各大企业加大对电动车充电设备的研发和生产。
其次,我们来讨论电源国外发展的未来趋势。
根据目前的市场动态和技术发展方向,可以预见未来电源行业将呈现以下几个趋势:1. 绿色环保电源的需求将持续增长:随着全球环境问题的日益突出,对电源设备的环保要求也会进一步提高。
未来,绿色环保电源将成为市场的主流,高效能和低功耗的产品将会更受欢迎。
因此,企业应不断加大对绿色环保电源的研发投入,不断提升产品的能效和环保性能。
2. 智能电源的发展势头迅猛:随着人工智能、物联网和大数据技术的不断发展,智能电源行业将迎来新的发展机遇。
未来的电源设备将更加智能化、自动化,并具备更强的远程监控和控制能力。
例如,智能家居将成为未来住宅电源市场的重要驱动力。
能源化学和材料研究的发展现状和未来趋势能源化学和材料科学是当今发展最迅速的领域之一。
随着世界各国对环境保护的重视和对能源需求的不断增加,能源化学和材料研究的重要性越来越凸显。
本文将介绍能源化学和材料研究的发展现状和未来趋势。
一、能源化学的发展现状1.1 新能源材料的研究新能源材料研究一直是能源化学的热点领域。
随着可再生能源(如太阳能、风能等)的不断发展和广泛应用,新能源材料的研究也成为了当今能源化学的重要方向。
例如,太阳能电池的材料研究已经取得了显著的进展。
目前最常用的硅基太阳能电池具有较高的能量转换效率,但是制备成本较高。
发掘新型太阳能材料,寻找成本更低、效率更高的太阳能电池材料是当前研究的目标之一。
1.2 电化学储能系统的发展随着新能源的普及和应用,电池储能技术成为发展的一大瓶颈。
电化学储能技术是目前最热门的研究领域之一。
以锂离子电池为代表的电化学储能系统在移动电源、电动汽车、能源储备系统等方面得到广泛应用。
近年来,电池系统的容量、性能、安全性等方面都得到了极大的改善,如体积更小、容量更大、循环寿命更长的锂离子电池、超级电容器等。
电化学储能的研究还包括能源转换、新型储能系统和高性能电子器件等,为新能源的开发和利用提供更多选择。
二、材料科学的发展现状2.1 智能材料的研究智能材料是近年来材料科学中的新兴领域,其研究内容包括感应变形、光控性、温度敏感性、力学变形等。
这些材料可以根据外界环境变化自动调整结构和性能,具有极高的应用价值。
例如,温度敏感聚合物可用于制作智能灯泡、智能玩具;另一方面,光控性材料可以制作智能眼镜、智能窗等等。
未来,智能材料的应用领域将会越来越广泛。
2.2 基础材料的研究基础材料是材料科学的基础研究领域,包括但不限于金属、陶瓷、高分子、生物材料等。
这些基础材料在各个领域中都起着重要的作用,如金属材料在航空、轨道交通、车辆制造等领域中得到广泛应用;陶瓷材料在电子元件、热工业、陶器等方面也起到了重要作用。
化学电源与绿色催化前景
化学电源是指通过化学反应产生电能的装置,一般包括电池和燃料电池。
在绿色催化领域,主要研究利用催化剂促进化学反应的过程,以提高反应速率、降低反应温度和能耗,并且减少有害物质的产生。
绿色催化在环境保护、能源利用和化学合成等方面具有广阔的应用前景。
在化学电源方面,绿色催化剂的研究可以使电池和燃料电池的性能得到提升。
例如,研究人员通过优化电池内催化剂的设计和合成,提高了电池的电极活性、催化剂的稳定性和电化学反应的效率。
这些技术的发展,可以提高电池的电能转化效率和储能能力,为可再生能源的利用和电动交通的发展提供更多可能性。
绿色催化还可以在化工合成中发挥重要作用。
例如,研究人员设计和开发了高效的催化剂,使得一些重要有机合成反应的催化剂选择性和效率得到了显著提高。
这不仅可以减少废弃物的生成,也可以减少能源和原料的消耗,促进可持续化学工业的发展。
总的来说,化学电源与绿色催化的研究具有广阔的前景,对于推动可持续发展和环境保护具有重要意义。
化学电源发展现状:化学电源通常称为电池,其中包括原锂电池、蓄电池、贮备电池和燃料电池。
当今,化学电源已广泛应用于国民经济 (如信息、能源、交通运输、办公和工业自动化等方面)、人民日常生活以及卫星、载人飞船、军事武器与装备等各个领域。
化学电源技术以新材料科技为基础,与环保科技相关联,与电子、电力、交通、信息产业相配套,与现代文明社会的生活相适应,特别是作为新能源和再生能源的重要组成部分,它直接关系到21世纪可持续发展战略的实现,因此,化学电源技术与产业已成为全球关注与致力发展的一个新热点。
近几年我国国民经济持续快速发展,人民生活水平不断提高,极大地推动了我国电池工业和电池市场的发展。
2000年1月20日,中央电视台广播了一条消息,我国年生产电池已达140亿只,国内年消费电池量也达到了60亿只,人均消费量为5只,由此奠定了中国电池生产和消费大国的地位。
进而随着电子信息产业,特别是移动通信、笔记本电脑、小型摄像设备等的巨大需求,我国电动车锂电池工业,特别是新型、小型二次电池生产迅速崛起。
随着现代社会生活质量的不断提高,对随身听、学习机、电子按摩器、助听器、美容器、电子温度计、电子血压计、电子玩具等的需求越来越多;随着环保意识的增强和石油价格的快速上涨,对电动助力车、电动摩托车、混合电动车及纯电池或燃料电动车辆的市场正在形成和逐步扩大,为其配套的新型电池将向小型、轻便、高能、无污染的方向发展。
根据资料显示,中国内地的电池制造商数量超过了3000家,2005年度各类电池出口数量总值为222亿只以上,同比增长4%,创汇额超过51亿美元,同比增长28%,中国已成为世界最大的电池生产和消费国。
中国电池制造商正在更新其生产技术并更新其生产技术与生产设备以满足20%~60%的预期出口增长,中国也正在成为世界最大的电池进出口大国。
化学电源产业在我国迅速崛起,势头必将在“十一五”持续下去。
从市场分布看,最大的电池市场在美国、日本、欧洲,约占全球电池市场的60%。
化学电源的现状与发展引言:化学电源是一种直接把化学能转变成低压直流电能的装置,这种装置实际上是一个小的直流发电器或能量转换器。
在现代化的国民经济的各个部门中使用着各种各样的化学电源,化学电源已经成为国民经济中不可缺少的一个重要组成部分,这是由化学电源的特点所决定的。
化学电源具有以下特点:便于携带、使用简便;电池的容量、电流、电压可以在相当的范围内变动;可以制成任意的形状和大小;能经受各种环境的考验(如冲击、振动、旋转、高低温等)而保证电能的正常输出;能换效率高,无噪声。
正因为化学电源有众多的优点,因此在工业、农业、交通运输业、通讯、文化教育等方面被广泛使用。
随着信息技术的发展,电子产品日新月异,高能化学电源成为电子产品的原动力,电子技术与移动通信推动了电池产业与技术的高速发展,储氢合金电池,锂离子等新型电池不断商业化,同时电动车的发展促进各种电池技术的突破性进展;新电池系列越来越多;因而,化学电源是一门古老而年轻的科学。
一、化学电源发展简史1. 回顾历史1800年伏打根据伽伐尼(Galvani)于1786年提出的关于用两种不同金属接触青蛙肌肉时能够产生电流的所谓电学说研制成了伏打电池,这是世界上第一个能够实际应用的电池,并用它进行了许多电学有关的研究工作,并发现了一些基本定律,如欧姆定律、法拉第定律等。
1859年法国的科学家普兰特(Plante)发明的铅酸蓄电池,这是世界上第一个可充电的电池;1869年法国的科学家勒克兰社(Leclanche)研制成功的锌-锰干电池;1889年至1901年瑞士的扬格纳(Junger)和美国的爱迪生(Edison)先后研究成功镉-镍电池和铁镍蓄电池;在第一次世界大战期间,中性锌-空气电池被研制成功;1943年法国安德烈(Andre)发明了锌-银电池;1947年美国的茹宾(Ruben)研制成功了锌-汞电池。
在20世纪80年代出现了较高比能量并能大电流工作的小型镍金属氢化物(NiMH)蓄电池,90年代又出现了更高比能量的锂离子蓄电池及有实用前景的聚合物电解质膜(PEM)燃料电池。
化学电源的发展摘要:本文综述了化学电源的发展历史及现状,介绍了化学电源的特点、分类,总结电源发展热点,展望了化学电源应用的美好前景。
关键词:化学电源;发展历史;绿色化学电源;展望能源是人类社会发展的重要物质基础,随着人类社会的进步和生活水平的提高,不仅消耗能量将急剧增加,而且需要提供能量的方式更加多样化。
化学电源作为通过化学反应获得电能的一种装置,不仅种类繁多、形式多样,而且可以是再生性能源,由于它自身的特点,所以有着其它能源所不可替代的重要位置。
化学电源的广泛使用是人类科学技术进步的需要,是人类物质文明提高的需要。
二者的迅速发展也促进化学电源的生产与研究的迅速发展。
1.化学电源的发展历史化学电源又称电池,是一种能将化学能直接转变成电能的装置,它通过化学反应,消耗某种化学物质,输出电能。
常见的电池大多是化学电源。
它在国民经济、科学技术、军事和日常生活方面均获得广泛应用。
世界上第一个电池(伏打电池)是在1800年由意大利人Alessandro V olta发明的。
这个电池由铜片和锌片交叠而成,中间隔以浸透盐水的毛呢。
电池的发展史由1836年丹尼尔电池的诞生到1859年铅酸电池的发明,至1883年发明了氧化银电池,1888年实现了电池的商品化,1899年发明了镍-镉电池,1901年发明了镍-铁电池,进入20世纪后,电池理论和技术处于一度停滞时期。
但在第二次世界大战之后,电池技术又进入快速发展时期。
首先是为了适应重负荷用途的需要,发展了碱性锌锰电池,1951年实现了镍-镉电池的密封化。
1958年Harris提出了采用有机电解液作为锂一次电池的电解质,20世纪70年代初期便实现了军用和民用。
随后基于环保考虑,研究重点转向蓄电池。
镍-镉电池在20世纪初实现商品化以后,在20世纪80年代得到迅速发展。
随着人们环保意识的日益增加,铅、镉等有毒金属的使用日益受到限制,因此需要寻找新的可代替传统铅酸电池和镍-镉电池的可充电电池。
化学电源技术的发展和应用前景随着科技的不断迭代,电池作为常用的能量储存装置也逐渐向着更加高效和可持续的方向发展。
化学电源技术作为电池技术的一个重要分支,在保持电池基本功能和性能的同时,不断拓展其使用范围,建立起更为广泛的应用前景。
一、化学电源技术的发展历程1、传统化学电源传统化学电源采用的是单个电池,由正极、负极和电解液组成,主要用于电话、电动玩具、遥控车、门铃及闪光灯等小功率、小容量电子产品上。
通过电极的反应,将化学能转化成电能,达到应用的目的。
然而,传统化学电源存在一些不可避免的缺陷,例如电池的寿命短、重量大、充电时间长、充电效率低等,限制了其在大容量储能设备领域的应用。
2、新型化学电源为了克服传统化学电源的缺陷,新型化学电源应运而生,具有快速充电、长寿命、轻量化和高效率等优势。
这些新型化学电源主要分为以下几种类型:锂离子电池:由于具有高能量密度、轻量化、长寿命和无污染等优点,锂离子电池已经广泛应用在手机、笔记本电脑、电动车、无人机、家庭能量储存系统等领域。
超级电容器:超级电容器由电化学双层电容器、亚电容器和面向特定应用设备的混合杂化电容器组成。
这种新型化学电源具有高能量、高功率密度、长寿命、快速充放电和封闭可靠性好等优点,成为车载系统、医疗器械和电子设备等领域的能源系统之一。
固态电池:固态电池采用了含有稳定电解质的材料,使电解液可以更加牢固地固定在粉末结构中,从而避免了电池发生泄漏甚至剧烈爆炸的危险。
同时,固态电池具有高能量密度、快速充放电和长寿命等优点,被广泛应用在电动车、智能手表、智能手机、头戴显示器等领域。
3、未来化学电源未来的化学电源将更加注重环保、能效和安全等方面的改进,以期在更广泛的应用领域中发挥更大的作用。
未来化学电源的发展方向如下:能量极化材料:在新型化学电源中,能量极化材料是关键中的关键。
未来,将会有更多的研究投入到这种新材料的研制和应用中,以实现更高的能量密度和更稳定的性能。
电化学储能技术的发展现状及其应用前景随着能源需求的不断增长和对可再生能源的日益重视,电化学储能技术的发展日益受到关注。
该技术使用电能将电荷储存在电化学反应中,并在需要时将其释放,以实现能量的储存和提取。
本文将就电化学储能技术的发展现状及其应用前景进行探讨。
一、主要的电化学储能技术目前主要的电化学储能技术包括电池、超级电容器、燃料电池等。
其中,电池是应用最为广泛的电化学储能技术之一,其主要包括铅酸电池、锂离子电池、钠离子电池、锌空气电池、铁锂电池等。
超级电容器的能量密度相对较低,但其具有快速充电和放电、长寿命等优点,致使其在储能领域的应用逐渐增多。
燃料电池则利用氢气等燃料与氧气反应产生电能,其具有高能量密度和零排放等优点,并广泛应用于汽车和航空领域。
二、电化学储能技术的市场现状目前,电化学储能技术已经成为全球能源转型的重要方向之一,并呈现出不断增长的市场规模。
根据市场研究机构BloombergNew Energy Finance发布的数据,全球电化学储能市场规模将从2013年的10亿美元快速增长至2020年的44.4亿美元,增长率达到18.5%。
而各国政府也开始逐步加大对电化学储能技术的支持力度,在政策以及财政上加以扶持推广和大力投入研发,以加速电化学储能技术的商业化进程。
三、电化学储能技术的应用前景1、储能系统电力系统中的储能问题一直是制约其可靠性、安全性和经济性的一个重要因素。
而电池作为一种适合储能的技术,自然成为了解决该问题的一个重要途径。
在储能系统中,电池不仅可以平衡电网能量,还可以作为后备储能设备,避免因突发情况导致的电力停机,提高电网可靠性。
2、交通运输电化学储能技术的应用在交通领域也日益显现。
近年来,新能源汽车以其零排放、节能节材等优点在全球范围内快速崛起。
而电池、超级电容器等电化学储能设备的不断提升和完善,为汽车的储能问题提供了更为广泛的选择。
其中,电动汽车的应用前景尤其广阔,且逐渐受到国家政策和企业的大力支持。
化学电源技术的最新研究与应用随着科技的不断进步,各种新型能源技术层出不穷,其中化学电源技术是近年来备受关注的一种。
它可以将化学能转化为电能,具有高效、便捷、环保等特点,在生活和工业领域中得到了广泛应用和发展。
本文将就化学电源技术的最新研究与应用进行探讨。
一、化学电源技术的基本概念化学电源技术是利用化学反应在电极反应过程中产生的电能,将化学能转化为电能的一种技术。
其工作原理是基于红ox反应的原理,即将化学反应转化为电流。
化学电源现在主要有两种类型:一种是可充电电池,另一种是不可充电电池。
可充电电池有锂离子电池、镍镉电池、镍氢电池等,而不可充电电池则包括铅酸电池和碱性电池。
二、化学电源技术的研究进展与应用1. 碱性电池技术碱性电池使用碳氢化合物作为主要原料,具有体积小、寿命长、价格低廉等优点。
目前,碱性电池技术的主要研究包括了改良电池中的正极材料、负极材料以及电解液等方面。
主要的应用有:家电、通讯、新能源汽车等。
2. 锂离子电池技术锂离子电池技术是一种高性能可充电电池,其正极材料为氧化钴、氧化長崎以及磷酸铁锂等。
经过多年的发展,锂离子电池技术已经成为全球最流行的电池以及储能技术之一,而且得到了广泛应用;其中手机、电动工具、消费性电子产品、新能源汽车以及储能系统是其主要应用领域。
3. 革命性液流电池技术目前,革命性液流电池技术的研究正逐步变得成熟,该技术通过在液体电解质中运行电化学反应来产生电力,同时使用同类离子吸附溶胶降低了系统损耗,实现了高效储存能源。
其应用领域广泛,可以用于家庭储能、电动汽车储能以及电网储能等。
4. 铁电池技术铁电池技术是一种新型存储器技术,它的结构、性能和使用寿命非常适合在太阳能电池板等领域的储能上使用。
铁电池技术的主要优点是:品质优良、使用寿命长、周期性能好、操作方便等。
随着铁电池技术的不断发展,未来它将会在电力行业获得更广泛的应用。
三、化学电源技术的未来发展趋势1. 锂离子电池技术随着研究进一步深入,锂离子电池技术的发展前景将更加广阔,除了在工业和消费电子领域,它还将有更广泛的应用,如新能源汽车、储能系统等领域。
化学电源的现状与发展引言:化学电源是一种直接把化学能转变成低压直流电能的装置,这种装置实际上是一个小的直流发电器或能量转换器。
在现代化的国民经济的各个部门中使用着各种各样的化学电源,化学电源已经成为国民经济中不可缺少的一个重要组成部分,这是由化学电源的特点所决定的。
化学电源具有以下特点:便于携带、使用简便;电池的容量、电流、电压可以在相当的范围内变动;可以制成任意的形状和大小;能经受各种环境的考验(如冲击、振动、旋转、高低温等)而保证电能的正常输出;能换效率高,无噪声。
正因为化学电源有众多的优点,因此在工业、农业、交通运输业、通讯、文化教育等方面被广泛使用。
随着信息技术的发展,电子产品日新月异,高能化学电源成为电子产品的原动力,电子技术与移动通信推动了电池产业与技术的高速发展,储氢合金电池,锂离子等新型电池不断商业化,同时电动车的发展促进各种电池技术的突破性进展;新电池系列越来越多;因而,化学电源是一门古老而年轻的科学。
一、化学电源发展简史1. 回顾历史1800年伏打根据伽伐尼(Galvani)于1786年提出的关于用两种不同金属接触青蛙肌肉时能够产生电流的所谓电学说研制成了伏打电池,这是世界上第一个能够实际应用的电池,并用它进行了许多电学有关的研究工作,并发现了一些基本定律,如欧姆定律、法拉第定律等。
1859年法国的科学家普兰特(Plante)发明的铅酸蓄电池,这是世界上第一个可充电的电池;1869年法国的科学家勒克兰社(Leclanche)研制成功的锌-锰干电池;1889年至1901年瑞士的扬格纳(Junger)和美国的爱迪生(Edison)先后研究成功镉-镍电池和铁镍蓄电池;在第一次世界大战期间,中性锌-空气电池被研制成功;1943年法国安德烈(Andre)发明了锌-银电池;1947年美国的茹宾(Ruben)研制成功了锌-汞电池。
在20世纪80年代出现了较高比能量并能大电流工作的小型镍金属氢化物(NiMH)蓄电池,90年代又出现了更高比能量的锂离子蓄电池及有实用前景的聚合物电解质膜(PEM)燃料电池。
这些新型绿色小型蓄电池的出现,使现代化便携式电子信息产品电源的重量和体积明显减小。
输出功率明显提高,大大促进了电子产品的发展。
以上这些电池在实际运用过程中都经历了无数次从结构、工艺、材料方面的改进,是电池性能较以前有大幅度的提高。
2. 电池的发展随着便携机器的发展而发展随着便携机器的日益丰富,电池逐渐成为人们关心的电子产品。
由于需求的扩大,使电池发展成为一个新兴的产业。
电池技术也因此而得以飞速发展。
从1986年锂二次电池问世,1990年Ni—MH电池投放市场。
1991年锂离子二次电池参与市场竞争,到1997年聚合物锂离子电池批量生产,十几年的时何内,电池行业已聚集了巨大的财富。
难怪美国的科学家曾评述:未来10年最赚钱的10种科技产品中有两项与电池有关。
一项是高密度电源,另一项为混合动力汽车。
3. 电池的进步,很大程度上取决于材料的进展碱锰电池的兴起,得益于电解二氧化锰,这的确是为了电池的需要引起的.但MH/Ni 电池的兴起,吸氢材料的研究开始并非为了电池的需要。
锂离子电池的开发有赖于碳素的研究,而导电聚合物材料的研究有可能改变固态电解质电池的面貌。
二、化学电源的种类1.锌-二氧化锰电池锌-二氧化锰电池(简称锌锰电池)采用二氧化锰作正极,锌作负极,氯化铵和氯化锌的水溶液作电解质溶液,面糊粉或浆层纸作隔离层。
锌锰电池的电解质溶液通常制成凝胶状或被吸附在其他载体上,而成不流动状态,所以又称“干电池”。
锌锰电池常按用电器具的要求制成圆柱形和方形;按使用隔离层的区别分为糊式电池和纸板电池(包括铵型纸板电池和锌型纸板电池)。
锌锰电池适合小电间歇性放电。
碱性锌锰电池是在锌锰电池基础上发展起来的,是锌锰电池的改进型。
其电池反应如下:(-)Zn|KOH|MnO2(+)与普通锌锰干电池比较,碱性锌锰电池采用了高纯度、高活性的正、负极材料,使电化学反应面积成倍增长;同时采用了离子导电性强的碱作为电解质溶液,使电池内阻减少,因而放电电压平稳,放电后电压恢复能力强,大电流连续放电其容量是普通锌锰电池的5倍左右,电压。
工作温度在-20~60℃之间。
我国是锌锰电池生产大国,年产量达200亿只,电池用锌约占锌总消费量的25%。
同时,我国也是锌产量最大的国家,年产锌近250万吨,除满足国内需求外,还大量出口。
从国内锌的消费结构看,锌冶炼和电池企业携手合作,促进锌锰电池生产技术进步,提高产品档次和价值,对发挥我国资源和产业优势,具有十分重大的意义。
近十余年来,锌锰一次电池技术的发展主要在两个方面,一是提高碱性化率,满足对电池性能越来越高的要求;其二是无汞化,消除对环境的污染。
国外发达国家锌锰一次电池碱性化率高无汞化的要求亦更为迫切,在此领域开展研究较早,目前,已基本解决了无汞锌粉的生产及无汞电池制造等综合技术问题,无汞碱性锌锰电池己大量生产销售。
我国在此领域起步较晚,目前,锌锰一次电池碱性化率仅达到20%。
对于环保意识和标准不及发达国家,碱性锌锰电池生产仍处于高汞、低汞和无汞并存阶段。
但锌锰一次电池碱性化、无汞化是发展的必然趋势,国内电池行业正加大投入,在此方面高速发展。
2.铅酸电池铅酸电池的正负电极分别为二氧化铅和铅,硫酸为电解液。
铅酸电池是目前世界上广泛使用的一种动力电源,其有如下的特点:制造工艺简单,价格低廉;电压平稳,安全性好;维护简便甚至可以免维护;适用范围广、原材料丰富;自放电低,一般充电后搁置4个月容量损失不超过10%;功率特性良好,回收技术成熟。
铅酸电池的性能参数有了很大改进:容量可从1Ah到20kAh。
比功率达到600—1000WPkg,比能量30~45wh/kg。
使用寿命为250~1600次循环。
20世纪80年代以来,中国从美国、韩国等引进几条密封铅酸蓄电池生产线,多以生产少维护电池为主,免维护电池的产量很小.而且目前主要用于固定电源市场如通讯站、电力站、计算机、太阳能发电站等,而消耗量最大的汽车和摩托车起动电源市场尚未使用真正的免维护铅酸蓄电池,电动汽车动力用电池尚处在试制阶段。
3.锂离子电池锂离子电池是由碳作负极、嵌锂的金属氧化物作正极和非水电解质构成,正负极均采用可供锂离子自由脱嵌的活性物质。
充电时Li+从正极选出,嵌入负极;放电时Li+则从负极脱出,嵌入正极。
以LiMnO2、LiCoO2等为正极材料,石墨为负极材料的锂离子电池。
锂离子电池的优缺点:优点:(1)工作电压高:锂离子电池工作电压在,是镍镉和镍氢电池工作电压3倍。
在许多小型电子产品上,一节电池即可满足使用要求;(2)比能量高:锂离子电池比能量目前已达150wh/kg,是镍镉电池的3倍,镍氢电池的倍;(3)循环寿命长:目前锂离子电池循环寿命已达1000次以上,在低放电深度下可达几万次,超过了其他几种二次电池;(4)自放电小:锂离子电池月自放电率仅为6%~8%,远低于镍镉电池(25%~30%)及镍氢电池(15%~20%);(5)无记忆效应:可以根据要求随时充电,而不会降低电池性能;(6)对环境无污染:锂离子电池中不存在有害物质,是名副其实的“绿色电池”。
不足:1)成本高主要是正极材料LiCoO2的价格高;但按单位瓦时的价格来计算,已经低于镍氢电池,与镍镉电池持平,只是还高于铅酸电池;2)必须有特殊的保护电路,以防止过充;3)与普通电池的相容性差。
锂离子电池的技术发展趋势:小型锂离子电池体积比容量将进一步提高。
由于3G手机的多功能应用,笔记本电脑的小型化和薄形化的趋势,当前的锂离子电池已无法满足这些电器的要求。
有评论将此形容为“能量的饥渴”。
以18650型电池为例,1995年时容量为,而2005年容量已达。
随着锂离子电池正极材料的发展,松下公司(MDI)在今年公布已成功开发出的18650型电池。
为进一步提高容量,目前一些厂商正在开发锂离子二次电池的应用和发展电池与新型负极技术,估计Si-C负极将在今后2~3年内成熟,届时还会有更高容量的电池出现。
小型电池的功率密度将进一步提高。
由于锂离子电池的电解质采用有机溶剂,其电导率较低而且锂离子电池的功率密度较低在过去一直被认为是其缺点,所以电动工具和混合动力车的领域长期被镍镉和镍氢电池占据。
4.镉镍电池袋式镉镍电池的主要优点是结构坚固、寿命长、荷电保持能力好、可靠性高、耐滥用,而且价格也是镉镍电池中最低的一类。
主要缺点是比能量低,约20wh/kg,电池成本高于铅酸蓄电池。
袋式镉镍电池容量范围宽,它有着广泛的用途,60年代以前主要是军用,70年代后转向民用,特别适合对体积要求不高及固定使用场所。
这类电池虽然历史悠久,但目前在工业应用上仍有广泛用途,且正处于发展时期。
袋式电池在80年代做了比较大的改进,主要有两方面:(1)塑料壳化;(2)开发中倍率电池。
5.氢镍电池氢镍电池于1988年进入实用化阶段,1990年在日本即开始规模生产,此后产量成倍增加。
发展方向在小型二次电池领域,MH/Ni 电池在市场竞争中面临镉镍电池和锂离子电池两面夹击。
为了与锂离子电池竞争,MH/Ni 电池正在向高容量化方向发展。
三、化学电源的发展方向1.未来小型电池的前景十分乐观据有关统计2003年美国人均年耗电池21只,日本人均16只,欧洲为11只,我国仅为6只,而美洲3只不到。
随着科技日益发展,对生活水平提高,将有多种形式的电器开拓而进入千家万户,这将促进小型电池的大量发展,人均将增加~4只不等,即需增产电池数十亿只,电池前景十分乐观。
2 大型电池和中型电池的前景十分诱人由于人类环境意识的增强及石油的短缺,未来的汽车势必采用电动汽车.当前汽车所用的电池,其用途只作为起动、点火、照明,需用量已在2亿只以上.如作为汽车动力用途,至少每辆车用8只以上,将形成供不应求的局面,前景十分诱人[12].3 增强意识向绿色产品看齐当前,全球环境问题日益严峻,珍惜资源与爱护环境蔚然成风,绿色化学已经成为国际化学研究的前沿。
电池行业也与时俱进,向绿色产品看齐。
主要的成就是:锌锰电池中去汞、代汞获得了成功,把曾经一度广泛使用的Zn/HgO电池基本停止了生产;尽管Cd/Ni电池的技术不断成熟,却开发了取代它的MH/Ni电池;随后出现的燃料电池和锂离子电池有望成为绿色电池的佼佼者。
同样,开发新电源也必须以“绿色”为准绳,这是发展的必然趋势。
4 加强研究开辟新的活性材料化学电源工业所需的有色金属和重金属,如锌、镍、镉、铅、银等资源均不丰富,随着工业腾飞之后,势必造成供不应求.电池行业必须打开思路,寻找新途径。
以往MH/Ni 电池取代Cd/Ni电池不仅实现了电池的绿色化,而且也充分利用了我国的稀土资源,解决了镉不足等问题。