Mikä on tehoakku?
Akkutekniikka on loistava keksintö, jolla on upea ja pitkä historia. Englannin"Akku" akku ilmestyi ensimmäisen kerran vuonna 1749. Sitä käytti ensimmäisenä amerikkalainen keksijä Benjamin Franklin, kun hän käytti sarjaa kondensaattoreita sähkökokeiden suorittamiseen. . Hän käytti laimeaa rikkihappoa elektrolyyttinä ratkaistakseen akun polarisaatioongelman ja valmisti ensimmäisen polarisoimattoman sinkki-kupari-akun, joka pystyy ylläpitämään tasapainoisen virran, joka tunnetaan myös nimellä"Daniel-akku."
Vuonna 1860 Ranskan's Plante keksi lyijyä elektrodina käyttävän akun, joka on myös akun edeltäjä; samaan aikaan Ranska's Lakeland keksi hiili-sinkkiakun, joka toi akkuteknologian kuivaparistojen alalle.
Akkuteknologian kaupallinen käyttö alkoi kuivaakuista. Sen keksi brittiläinen Hellerson vuonna 1887 ja massatuotettiin Yhdysvalloissa vuonna 1896. Samanaikaisesti Thomas Edison keksi ladattavan rauta-nikkeli-akun vuonna 1890, joka myös toteutettiin vuonna 1910. Kaupallinen massatuotanto.
Siitä lähtien kaupallistamisen ansiosta akkuteknologia aloitti nopean kehityksen aikakauden. Thomas Edison keksi alkaliparistot vuonna 1914, Schlecht ja Akermann keksivät sintratut levyt nikkeli-kadmiumparistoille vuonna 1934, ja Neumann kehitti suljetun nikkelin vuonna 1947. Kadmiumparistot, Lew Urry (Energizer) kehitti pienet alkaliparistot vuonna 1949 ushering-aikana. alkaliparistot.
1970-luvulle tulleen akkuteknologiaan vaikutti energiakriisi, ja se kehittyi vähitellen fyysisen tehon suuntaan. Vuonna 1954 ilmestyneen aurinkokennoteknologian jatkuvan kehityksen lisäksi litiumakkuja ja nikkelimetallihydridiakkuja keksittiin ja kaupallistettiin vähitellen.
Mikä on tehoakku? Ero sen ja tavallisten akkujen välillä
Uusien energiaajoneuvojen voimanlähde perustuu pääosin akkuihin. Virta-akku on itse asiassa eräänlainen virtalähde, joka tarjoaa virtalähteen kuljetukseen. Tärkeimmät erot sen ja tavallisten akkujen välillä ovat:
1. Luonteeltaan erilainen
Virta-akku viittaa akkuun, joka antaa virtaa kuljetukseen, yleensä verrattuna pieneen akkuun, joka antaa energiaa kannettaville elektronisille laitteille; kun taas tavallinen akku on eräänlainen litiummetalli tai litiumseos negatiivisena elektrodimateriaalina, jossa käytetään ei-vesipitoista elektrolyyttiliuosta. Ensisijainen akku eroaa litiumioniakusta ja litiumioniakusta.
Toiseksi akun kapasiteetti on erilainen
Jos kyseessä on uusi akku, testaa akun kapasiteetti purkausmittarilla. Yleensä tehoakkujen kapasiteetti on noin 1000-1500mAh; kun taas tavallisten akkujen kapasiteetti on yli 2000mAh, ja jotkut voivat saavuttaa 3400mAh.
Kolmanneksi purkausteho on erilainen
4200 mAh:n tehoakku purkaa virran muutamassa minuutissa, mutta tavalliset akut eivät' pysty siihen ollenkaan, joten tavallisten akkujen purkauskapasiteetti on täysin vertaansa vailla tehoakkuihin. Suurin ero tehoakun ja tavallisen akun välillä on sen suuri purkausteho ja korkea ominaisenergia. Koska tehoakkua käytetään pääasiassa ajoneuvojen energiansyötteeseen, sen purkausteho on suurempi kuin tavallisilla akuilla.
Neljä, eri sovelluksia
Sähköajoneuvojen käyttövoimaa antavia akkuja kutsutaan tehoakuiksi, mukaan lukien perinteiset lyijyakut, nikkeli-metallihydridiakut ja nouseva litiumioniakku, jotka on jaettu tehoakkuihin (hybridiajoneuvoihin) ja energia-akut (puhtaat sähköajoneuvot); Kulutuselektroniikkatuotteissa, kuten matkapuhelimissa ja kannettavissa tietokoneissa, käytettyjä litiumakkuja kutsutaan yleisesti litiumakuiksi, jotta ne voidaan erottaa sähköajoneuvoissa käytetyistä tehoakuista.
Nykyiset tärkeimmät tehoparistotyypit
Lyijyakkuteknologia, nikkeli-vetyakkutekniikka, polttokennoteknologia ja litiumakkuteknologia ovat edelleen markkinoiden pääteknologiaa.
Lyijyakut
Lyijyakulla on pisin käyttöhistoria ja kypsin tekniikka. Se on akku, jolla on halvimmat kustannukset ja hinta, ja se on saavuttanut massatuotannon. Niiden joukossa venttiiliohjatusta tiivistetystä lyijyakusta (VRLA) tuli aikoinaan tärkeä ajoneuvon tehoakku, jota käytettiin monien eurooppalaisten ja amerikkalaisten autoyhtiöiden kehittämissä sähköautoissa ja HEV:issä, kuten GM:n vuonna 1999 kehittämässä Saturnissa ja EVI:ssä. 1980- ja 1990-luvuilla. Sähköautot yms.
Lyijyakuilla on kuitenkin alhainen ominaisenergia, lyhyt akun käyttöikä, korkea itsepurkautumisnopeus ja lyhyt käyttöikä; Niiden pääraaka-aineena lyijy on raskas, ja raskasmetallien ympäristön saastuminen voi tapahtua tuotannon ja kierrätyksen aikana. Siksi tällä hetkellä lyijyakkuja käytetään pääasiassa sytytyslaitteissa, kun autoja käynnistetään, ja pienissä laitteissa, kuten sähköpyörissä.
NiMH akut
Ni/MH-akuilla on hyvä vastustuskyky ylilataukselle ja ylipurkaukselle. Ei ole raskasmetallien saastumisongelmaa, eikä elektrolyyttimäärä kasva tai vähene työprosessin aikana, mikä voi saavuttaa tiiviin rakenteen ja huoltovapaan. Verrattuna lyijyakkuihin ja nikkeli-kadmium-akkuihin, nikkelivety-akuilla on korkeampi ominaisenergia, ominaisteho ja käyttöikä.
Haittapuolena on, että akulla on huono muistivaikutus, ja lataus- ja purkujakson edetessä vetyvarasto menettää vähitellen katalyyttisen kykynsä ja akun sisäinen paine kasvaa vähitellen, mikä vaikuttaa akun käyttöön. akku. Lisäksi nikkelimetallin kallis hinta johtaa myös korkeampiin kustannuksiin.
Avainmateriaalien osalta nikkelimetallihydridiakut koostuvat pääasiassa positiivisesta elektrodista, negatiivisesta elektrodista, erottimesta ja elektrolyytistä. Positiivinen elektrodi on nikkelielektrodi (Ni(OH)2); negatiivinen elektrodi käyttää yleensä metallihydridiä (MH); elektrolyytti on pääosin nestemäistä ja pääkomponentti on vety. kaliumoksidi (KOH). Tällä hetkellä nikkeli-vetyakun tutkimuspainopiste on pääasiassa positiivisten ja negatiivisten elektrodien materiaaleissa, ja sen teknologian tutkimus ja kehitys on suhteellisen kypsää.
Ajoneuvojen Ni-MH-akkuja on massatuotettu ja käytetty, ja ne ovat yleisimmin käytetty ajoneuvoakkutyyppi hybridiajoneuvojen kehittämisessä. Tyypillisin edustaja on Toyota Prius, joka on tällä hetkellä suurin sarjatuotantona valmistettu hybridiauto. PEVE, Toyotan ja Panasonicin yhteisyritys, on tällä hetkellä maailman' suurin nikkeli-vety-akkujen valmistaja.
Nyt kun nikkelimetallihydridiakut ovat vetäytyneet valtavirran akkujen joukosta, miksi Toyota pysyy nikkelimetallihydridiakkujen leirissä?
Tämän täytyy puhua Ni-MH-akun suurimmasta edusta: superkestävyydestä!
Kerran kuuluisa amerikkalainen automedia teki vertailevan testin ensimmäisen sukupolven Priukselle, joka oli ollut käytössä kymmenen vuotta. Testitulokset osoittavat, että ensimmäisen sukupolven nikkelimetallihydridiakuilla varustetun Prius-mallin 330 000 kilometrin ajon jälkeen 10 vuoden ajon jälkeen uuden auton tietoihin verrattuna sekä polttoaineenkulutus että teho säilyvät samalla tasolla. Hybridijärjestelmä ja Ni-MH-akku toimivat edelleen normaalisti.
Lisäksi tämän ensimmäisen sukupolven Priuksen nikkelimetallihydridiakkupakkauksensa kanssa ei ole koskaan ollut ongelmia kymmenen vuoden käytön aikana 330 000 kilometrin ajon jälkeen. Kymmenen vuotta sitten kyseenalaistettiin tilanne, että akun kapasiteetin heikkeneminen vaikuttaisi suuresti polttoaineen kulutukseen ja tehokkuuteen. Se ei myöskään ilmestynyt' Tästä näkökulmasta katsottuna japanilaisilla, jotka ovat aina olleet tiukkoja ja konservatiivisia, on omat ainutlaatuiset syynsä rakastaa nikkelivety-akkuja.
Polttokenno
Polttokenno on sähköä tuottava laite, joka muuntaa suoraan polttoaineessa olevan kemiallisen energian ja hapettimen sähköenergiaksi. Polttoaine ja ilma syötetään polttokennoon erikseen ja sähköä tuotetaan. Ulkopuolelta katsottuna siinä on positiiviset ja negatiiviset elektrodit ja elektrolyytit jne., kuten akussa, mutta itse asiassa se ei voi"tallennus" mutta"voimalaitos".
Tavallisiin kemiallisiin akkuihin verrattuna polttokennot voivat täydentää polttoainetta, yleensä vetyä. Jotkut polttokennot voivat käyttää polttoaineena metaania ja bensiiniä, mutta ne rajoittuvat yleensä teollisiin sovelluksiin, kuten voimalaitoksiin ja trukkeihin. Vetypolttokennon perusperiaate on veden elektrolyysin käänteinen reaktio. Vetyä ja happea syötetään anodille ja katodille vastaavasti. Kun vety diffundoituu ulos anodin läpi ja reagoi elektrolyytin kanssa, elektroneja vapautuu katodille ulkoisen kuorman kautta.
Vetypolttokennon toimintaperiaate on: vetykaasun lähettäminen polttokennon anodilevylle (negatiivinen elektrodi). Katalyytin (platina) toiminnan jälkeen vetyatomissa oleva elektroni erottuu ja elektronin menettänyt vetyioni (protoni) kulkee protonin läpi. Vaihtokalvo saavuttaa polttokennon katodilevyn (positiivisen elektrodin), eivätkä elektronit pääse kulkemaan protoninvaihtokalvon läpi. Tämä elektroni voi kulkea vain ulkoisen piirin läpi saavuttaakseen polttokennon katodilevyn, jolloin syntyy virtaa ulkoiseen piiriin.
Kun elektronit saavuttavat katodilevyn, ne yhdistyvät uudelleen happiatomien ja vetyionien kanssa muodostaen vettä. Koska katodilevyyn syötetty happi voidaan saada ilmasta, niin kauan kuin anodilevyyn syötetään jatkuvasti vetyä, katodilevyyn syötetään ilmaa ja vesihöyry otetaan pois ajoissa, sähköenergiaa voidaan saada jatkuvasti toimitetaan.
Polttokennon tuottama sähkö syötetään sähkömoottoriin invertterien, säätimien ja muiden laitteiden kautta, minkä jälkeen pyörät ajetaan pyörimään voimansiirtojärjestelmän, vetoakselin jne. läpi, jotta ajoneuvo voi ajaa tiellä. Perinteisiin ajoneuvoihin verrattuna polttokennoautojen energian muunnostehokkuus on jopa 60–80 %, mikä on 2–3 kertaa polttomoottoreiden tehokkuus.
Polttokennon polttoaineena on vety ja happi, ja tuote on puhdasta vettä. Se ei tuota hiilimonoksidia ja hiilidioksidia eikä päästä rikkiä tai hiukkasia. Siksi vetypolttokennoajoneuvot ovat todella päästöttömiä ja nollasaasteita aiheuttavia ajoneuvoja, ja vetypolttoaine on täydellinen ajoneuvojen energialähde!
