Apa itu baterai listrik?
Teknologi baterai adalah penemuan hebat dengan sejarah yang luar biasa dan panjang. Bahasa Inggris"Baterai" baterai pertama kali muncul pada tahun 1749. Ini pertama kali digunakan oleh penemu Amerika Benjamin Franklin ketika ia menggunakan serangkaian kapasitor untuk melakukan eksperimen listrik. . Dia menggunakan asam sulfat encer sebagai elektrolit untuk memecahkan masalah polarisasi baterai dan menghasilkan baterai seng-tembaga non-terpolarisasi pertama yang dapat mempertahankan arus seimbang, juga dikenal sebagai baterai Daniel.&kutipan;
Pada tahun 1860, Plante Prancis's menemukan baterai yang menggunakan timbal sebagai elektroda, yang juga merupakan pendahulu baterai penyimpanan; pada saat yang sama, Lakeland Prancis's menemukan baterai karbon-seng, membawa teknologi baterai ke bidang baterai kering.
Penggunaan komersial teknologi baterai dimulai dengan baterai kering. Itu ditemukan oleh Hellerson Inggris pada tahun 1887 dan diproduksi secara massal di Amerika Serikat pada tahun 1896. Pada saat yang sama, Thomas Edison menemukan baterai besi-nikel yang dapat diisi ulang pada tahun 1890, yang juga direalisasikan pada tahun 1910. Produksi massal komersial.
Sejak itu, berkat komersialisasi, teknologi baterai mengantarkan era kemajuan pesat. Thomas Edison menemukan baterai alkaline pada tahun 1914, Schlecht dan Akermann menemukan pelat sinter untuk baterai nikel-kadmium pada tahun 1934, dan Neumann mengembangkan nikel tersegel pada tahun 1947. Baterai kadmium, Lew Urry (Energizer) mengembangkan baterai alkaline kecil pada tahun 1949, mengantarkan era baterai alkaline.
Setelah memasuki tahun 1970-an, teknologi baterai terpengaruh oleh krisis energi dan secara bertahap berkembang ke arah kekuatan fisik. Selain kemajuan terus menerus dari teknologi sel surya yang muncul pada tahun 1954, baterai lithium dan baterai nikel-logam hidrida secara bertahap ditemukan dan dikomersialkan.
Apa itu baterai listrik? Perbedaan antara itu dan baterai biasa
Sumber daya kendaraan energi baru umumnya terutama didasarkan pada baterai listrik. Baterai listrik sebenarnya adalah sejenis sumber daya yang menyediakan sumber daya untuk transportasi. Perbedaan utama antara itu dan baterai biasa adalah:
1. Berbeda sifatnya
Baterai daya mengacu pada baterai yang menyediakan daya untuk transportasi, umumnya relatif terhadap baterai kecil yang menyediakan energi untuk peralatan elektronik portabel; sedangkan baterai biasa adalah jenis logam lithium atau paduan lithium sebagai bahan elektroda negatif, menggunakan larutan elektrolit non-air Baterai utama berbeda dari baterai lithium ion dan baterai polimer lithium ion.
Dua, kapasitas baterai berbeda
Dalam kasus baterai baru, gunakan pengukur debit untuk menguji kapasitas baterai. Umumnya, kapasitas baterai daya sekitar 1000-1500mAh; sedangkan kapasitas baterai biasa di atas 2000mAh, dan ada juga yang bisa mencapai 3400mAh.
Tiga, daya pelepasannya berbeda
Baterai berdaya 4200mAh dapat mengeluarkan daya hanya dalam beberapa menit, tetapi baterai biasa tidak dapat't melakukannya sama sekali, sehingga kapasitas pengosongan baterai biasa sama sekali tidak dapat dibandingkan dengan baterai berdaya. Perbedaan terbesar antara baterai daya dan baterai biasa adalah daya pelepasannya yang besar dan energi spesifik yang tinggi. Karena baterai daya terutama digunakan untuk pasokan energi kendaraan, ia memiliki daya pelepasan yang lebih tinggi daripada baterai biasa.
Empat, aplikasi yang berbeda
Baterai yang menyediakan daya penggerak untuk kendaraan listrik disebut baterai daya, termasuk baterai timbal-asam tradisional, baterai nikel-metal hidrida, dan baterai daya lithium-ion yang muncul, yang dibagi menjadi baterai daya tipe daya (kendaraan hibrida) dan baterai listrik tipe energi (kendaraan listrik murni); Baterai lithium yang digunakan dalam produk elektronik konsumen seperti ponsel dan komputer notebook umumnya secara kolektif disebut sebagai baterai lithium untuk membedakannya dari baterai listrik yang digunakan pada kendaraan listrik.
Jenis utama baterai daya saat ini
Teknologi baterai timbal-asam, teknologi baterai nikel-hidrogen, teknologi sel bahan bakar, dan teknologi baterai lithium masih menjadi teknologi arus utama di pasar.
Baterai timbal-asam
Baterai timbal-asam memiliki sejarah aplikasi terpanjang dan teknologi paling matang. Ini adalah baterai dengan biaya dan harga terendah, dan telah mencapai produksi massal. Diantaranya, baterai timbal-asam tertutup yang diatur katup (VRLA) pernah menjadi baterai daya kendaraan yang penting, yang digunakan dalam EV dan HEV yang dikembangkan oleh banyak perusahaan mobil Eropa dan Amerika, seperti Saturnus dan EVI yang dikembangkan oleh GM di 1980-an dan 1990-an, masing-masing. Mobil listrik, dll.
Namun, baterai timbal-asam memiliki energi spesifik yang rendah, masa pakai baterai yang pendek, tingkat pengosongan diri yang tinggi, dan masa pakai yang rendah; timbal bahan baku utama mereka berat, dan pencemaran lingkungan logam berat dapat terjadi selama produksi dan daur ulang. Oleh karena itu, saat ini, baterai timbal-asam terutama digunakan untuk perangkat pengapian saat mobil dihidupkan, dan peralatan kecil seperti sepeda listrik.
Baterai NiMH
Baterai Ni/MH memiliki ketahanan yang baik terhadap overcharge dan overdischarge. Tidak ada masalah polusi logam berat, dan tidak akan ada peningkatan atau penurunan elektrolit selama proses kerja, yang dapat mencapai desain yang disegel dan bebas perawatan. Dibandingkan dengan baterai timbal-asam dan baterai nikel-kadmium, baterai nikel-hidrogen memiliki energi spesifik, daya spesifik, dan masa pakai yang lebih tinggi.
Kerugiannya adalah baterai memiliki efek memori yang buruk, dan dengan kemajuan siklus pengisian dan pengosongan, paduan penyimpanan hidrogen secara bertahap kehilangan kemampuan katalitiknya, dan tekanan internal baterai akan meningkat secara bertahap, yang mempengaruhi penggunaan baterai. Selain itu, harga logam nikel yang mahal juga menyebabkan biaya yang lebih tinggi.
Dalam hal bahan utama, baterai nikel-logam hidrida terutama terdiri dari elektroda positif, elektroda negatif, pemisah dan elektrolit. Elektroda positif adalah elektroda nikel (Ni(OH)2); elektroda negatif umumnya menggunakan metal hidrida (MH); elektrolitnya terutama cair, dan komponen utamanya adalah hidrogen. Kalium oksida (KOH). Saat ini, fokus penelitian baterai nikel-hidrogen terutama pada bahan elektroda positif dan negatif, dan penelitian dan pengembangan teknologinya relatif matang.
Baterai Ni-MH untuk kendaraan telah diproduksi dan digunakan secara massal, dan merupakan jenis baterai kendaraan yang paling banyak digunakan dalam pengembangan kendaraan hybrid. Perwakilan paling khas adalah Toyota Prius, yang saat ini merupakan kendaraan hybrid produksi massal terbesar. PEVE, perusahaan patungan antara Toyota dan Panasonic, saat ini merupakan produsen baterai listrik nikel-hidrogen terbesar di dunia'.
Sekarang baterai nikel-metal hidrida telah ditarik dari jajaran baterai listrik arus utama, mengapa Toyota tetap berpegang pada kamp baterai nikel-metal hidrida?
Ini harus berbicara tentang keuntungan terbesar dari baterai Ni-MH: daya tahan super!
Suatu ketika media otomotif Amerika yang terkenal melakukan uji komparatif terhadap Prius generasi pertama yang telah digunakan selama sepuluh tahun. Hasil pengujian menunjukkan bahwa setelah 10 tahun mengemudi 330.000 kilometer untuk model Prius generasi pertama dengan baterai nikel-metal hidrida, membandingkannya dengan data mobil baru, kinerja konsumsi bahan bakar dan kinerja daya tetap pada level yang sama. Sistem hybrid dan baterai Ni-MH masih berfungsi normal.
Selain itu, bahkan setelah berlari sejauh 330.000 kilometer dalam sepuluh tahun penggunaan, Prius generasi pertama ini tidak pernah mengalami masalah dengan baterai nikel-metal hidridanya. Sepuluh tahun yang lalu, orang mempertanyakan situasi bahwa penurunan kapasitas baterai akan sangat mempengaruhi konsumsi bahan bakar dan kinerja daya. Itu' tidak muncul juga. Dari sudut pandang ini, orang Jepang yang selalu ketat dan konservatif memiliki alasan unik tersendiri untuk kecintaan mereka pada baterai nikel-hidrogen.
Sel bahan bakar
Fuel cell adalah perangkat pembangkit listrik yang secara langsung mengubah energi kimia dalam bahan bakar dan oksidan menjadi energi listrik. Bahan bakar dan udara dimasukkan ke dalam sel bahan bakar secara terpisah, dan listrik dihasilkan. Dari luar, ia memiliki elektroda dan elektrolit positif dan negatif, dll., seperti baterai, tetapi sebenarnya tidak dapat"menyimpan" tapi"pembangkit listrik".
Dibandingkan dengan baterai kimia biasa, sel bahan bakar dapat melengkapi bahan bakar, biasanya hidrogen. Beberapa sel bahan bakar dapat menggunakan metana dan bensin sebagai bahan bakar, tetapi biasanya terbatas pada aplikasi industri seperti pembangkit listrik dan forklift. Prinsip dasar sel bahan bakar hidrogen adalah reaksi kebalikan dari elektrolisis air. Hidrogen dan oksigen dipasok ke anoda dan katoda masing-masing. Setelah hidrogen berdifusi keluar melalui anoda dan bereaksi dengan elektrolit, elektron dilepaskan ke katoda melalui beban eksternal.
Prinsip kerja dari sel bahan bakar hidrogen adalah: mengirimkan gas hidrogen ke pelat anoda (elektroda negatif) dari sel bahan bakar. Setelah aksi katalis (platinum), sebuah elektron dalam atom hidrogen dipisahkan, dan ion hidrogen (proton) yang kehilangan elektron melewati proton. Membran pertukaran mencapai pelat katoda (elektroda positif) dari sel bahan bakar, dan elektron tidak dapat melewati membran penukar proton. Elektron ini hanya dapat melewati sirkuit eksternal untuk mencapai pelat katoda sel bahan bakar, sehingga menghasilkan arus di sirkuit eksternal.
Setelah elektron mencapai pelat katoda, mereka bergabung kembali dengan atom oksigen dan ion hidrogen untuk membentuk air. Karena oksigen yang disuplai ke pelat katoda dapat diperoleh dari udara, selama pelat anoda terus disuplai dengan hidrogen, pelat katoda disuplai dengan udara, dan uap air diambil pada waktunya, energi listrik dapat terus mengalir. dipasok.
Listrik yang dihasilkan oleh sel bahan bakar disuplai ke motor listrik melalui inverter, pengontrol dan perangkat lain, dan kemudian roda didorong untuk berputar melalui sistem transmisi, poros penggerak, dll, sehingga kendaraan dapat melaju di jalan. Dibandingkan dengan kendaraan tradisional, efisiensi konversi energi kendaraan sel bahan bakar mencapai 60 hingga 80%, yaitu 2 hingga 3 kali lipat dari mesin pembakaran internal.
Bahan bakar sel bahan bakar adalah hidrogen dan oksigen, dan produknya adalah air bersih. Itu tidak menghasilkan karbon monoksida dan karbon dioksida, juga tidak memancarkan belerang dan partikulat. Oleh karena itu, kendaraan sel bahan bakar hidrogen benar-benar kendaraan tanpa emisi dan tanpa polusi, dan bahan bakar hidrogen adalah sumber energi kendaraan yang sempurna!
