电池的发展历程是怎么样的呢?我们一起来追溯下。
电池的**早发展可追溯到1800年,意大利科学家伏打(Volta)研制成功了伏打电池,这个是世界上较早能够实际应用的电池。1859年法国科学家普兰特(Plante)发明了铅酸蓄电池,这是世界上**可充电的电池。其后科学技术水平不断提高,推动着各种电池的产生,20世纪50年代碱性锌-锰干电池问世,60年代燃料电池研制成功,70年代各种锂电池开发成功,80年代氢-镍电池问世以及90年代出现锂离子电池,电池技术迎来“井喷”式发展。 苏州妙益科技股份有限公司为您提供启动电源,期待您的光临!江苏车载启动电源价格多少
我们现在能听着真无线耳机、用着刷着智能手机、吃着电动车送来的外卖宅家度日,还得感谢三位2019年诺贝尔化学奖得主——迈克尔·斯坦利·惠廷汉姆(Michael Stanley Whittingham)、约翰·班尼斯特·古迪纳夫(John Bannister Goodenough)、吉野彰(Akira Yoshino)。
迈克尔·斯坦利·惠廷汉姆(Michael Stanley Whittingham)从石油危机(20世纪70年***始投入电池科技研发,他指明了“锂嵌入”技术路线,提升了充放电反应的可逆性,提升了安全性,是给我们带来宅家福利的“锂电之父”。约翰·班尼斯特·古迪纳夫(John Bannister Goodenough),其实从54岁才开始研发电池。古迪纳夫博士是锂电池领域比较大的功臣,三大锂电池正极材料(钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂)都是他带领的团队找出来的,其中钴酸锂诞生在1980年,使用石墨为阳极并解决了“锂枝晶”现象。
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目前在21世纪,锂离子电池行业主要有以下几种解决方案:
1、三元锂(镍钴锰酸锂Li[Ni-Co-Mn]O2或NCM):当今动力电池行业用得较多的方案,其中用于稳定结构的Co钴,用量已经大幅下降(比较低可以到1%左右),能量密度大增的NCM811高镍电池将成为主流,但安全性有待考验。
2、磷酸铁锂(LiFePO4):比亚迪喜欢的“铁电池”(目前进化成“刀片电池”),成本低,安全性好,寿命长,能量密度低。
3、钴酸锂(LiCoO2):智能手机、笔记本电脑、数码相机喜欢,能量密度高(能量型电池),寿命短,热稳定性差,比功率低。反正手机不会像车一样用足10年,满足大容量轻重量就行。
4、锰酸锂(LiMn2O4):用在电动工具、医疗器械、电动汽车、混动汽车之上,功率大,能量密度中等。
5、镍钴铝酸锂(LiNiCoAlO2或称NCA):运用在工业领域、医疗器械、电动汽车(特斯拉等),类似钴酸锂,能量密度高(能量型电池),可以做到低钴。
6、钛酸锂(Li4Ti5O12):负极使用钛酸锂,运用于UPS、便携工具、电动汽车(三菱iMiEV、飞度EV等),寿命长,充电快,能量密度比较低,但价格高。
锂电池的发展也经历过一段“坎坷”摸索时期,大致发展分一下三个阶段:
第1阶段,因负极材料是锂金属及其合金,且不可充电,因此该阶段锂电池,更确切的表达是锂金属一次电池;
第2阶段,负极材料仍是锂金属及其合金,但正极材料由MoS2等嵌入化合物代替过渡氧化物,实现了锂离子在电池正负极往复迁移运动,即可重复充放电,因此该阶段锂电池实质是锂金属二次电池;
第3阶段,负极材料是石墨、焦炭等导电电极,正极材料是含锂化合物,例如嵌锂过渡金属氧化物、嵌锂金属硫化物、含锂盐类化合物。该阶段锂电池,本质上是现在我们所称作的锂离子电池。
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蓄电池是一种将化学能转变成电能的装置,主要有以下功用:
1.发电机不发电或者电压较低时,向用电设备供电用;
2.起动发动机时,向起动机和点火系供电用;
3.发电机端电压高于蓄电池电压时,能将发电机的电能转变成化学能储存起来。
4.发电机超载时,协助供电;
5.大电容器作用时,能够吸收发电机和电路中形成的过电压。
蓄电池的结构:汽车用蓄电池必须满足发动机起动的需要,即在短时间内向起动机提供大电流(汽油机为200~600A,柴油机可达1000A)。汽车上采用蓄电池通常称为起动型蓄电池。以铅酸蓄电池为列子,是在盛有稀硫酸的容器内插入两组极板而构成的电能存储器,它由正极板、负极板、隔板、电池盖、电解液、加液孔盖和电池外壳组成。
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“了解了锂电,我们再看下新储能——氢能。
电”并不新,但全新的电能生产模式、电能储藏模式、电能运输模式、电能消费模式,却是指引未来生活(不单指汽车生活)的重要因素,通过质子交换膜获取氢气中所储电能的高效、环保、安全方法,更有大财团投入研发资金。我们不敢大话肯定未来社会一定是属于“氢”的,氢燃料电池车甚至可能在成本无法大幅降低、加氢站网络无法铺开、制氢与储氢技术无法突破等压力下退出市场成为历史,但有一点是肯定的:氢能社会所宣传的“环保”理念是真正的环保,整个氢燃料电池能量转化过程的副产品只有“水”——我们的生命之源。这么环保的东西,能实现吗?
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