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电动汽车电池有哪些类型

2025-10-01 11:17 发布

电动汽车电池主要分为蓄电池和燃料电池两大类,每种类型又包含多种不同的电池类型。

首先是蓄电池,主要适用于纯电动汽车,包括铅酸蓄电池、镍氢电池、钠硫电池、二次锂电池、空气电池和三元锂电池。

其中,铅酸蓄电池已有100多年的历史,广泛应用于内燃机汽车的起动动力源。它也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。

镍氢电池的优势在于电池能量储备大,重量更轻,使用寿命更长,并且对环境无污染。但是,制造成本太高,性能方面比锂电池差。

钠硫电池具有较高的比能量,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,钠硫电池可以大电流、高功率放电,瞬时间可放出其3倍的固有能量。充放电效率高,由于采用固体电解质,充放电电流效率几乎100%。

二次锂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。隔板包括含有陶瓷颗粒簇的多孔膜。

空气电池与干电池相似,但其氧化剂取自空气中的氧。例如,一种空气电池以锌为负极,氢氧化钠为电解液,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。

三元锂电池相对于钴酸锂电池,安全性更高,更适合未来新能源汽车电池的发展趋势。三元锂电池适合北方天气,低温时电池更加稳定。但其电压太低,能量密度介于磷酸铁锂电池和钴酸锂电池之间。

其次是燃料电池,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和直接甲醇燃料电池。

碱性燃料电池,也称为培根燃料电池,是最发达的燃料电池技术之一。碱性燃料电池消耗氢气和纯氧,以产生饮用水、热量和电力。它们是最高效的燃料电池之一,有可能达到70%的效率。

磷酸燃料电池,其比能量不到钴酸锂电池的一半,但其安全性高,循环次数能达到2000次,放电稳定,成为车用动力新的选择。

熔融碳酸盐燃料电池的优点在于工作温度较高,反应速度加快;对燃料的纯度要求相对较低,可以对燃料进行电池内重整;不需贵金属催化剂,成本较低。不足之处在于,高温条件下液体电解质的管理较困难,长期操作过程中,腐蚀和渗漏现象严重,降低了电池的寿命。

固体氧化物燃料电池属于第三代燃料电池,是一种在中高温下直接将储存在燃料和氧化剂中的化学能高效、环境友好地转化成电能的全固态化学发电装置。它被认为是未来会与质子交换膜燃料电池(PEMFC)一样得到广泛普及应用的一种燃料电池。

质子交换膜燃料电池单体主要由膜电极、密封圈和带有导气通道的流场板组成。膜电极是质子交换膜燃料电池的核心部分,中间是一层很薄的膜,这种膜不传导电子,是氢离子的优良导体。膜的两边是气体电极,由碳纸和催化剂组成,阳极为氢电极,阴极为氧电极。流场板通常由石墨制成。

直接甲醇燃料电池是质子交换燃料电池的一个子类别,其中甲醇用作燃料。它们的主要优点是易于运输甲醇,这是一种能量密集但在所有环境条件下都相当稳定的液体。而DMFC的热力学理论能量转换效率为97%,目前可实现的可操作电池的能量转换效率达到30%–40%。

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