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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随着锂离子电池的能量密度足够高,在安全性趋向于稳定之后,戴尔率先在笔记本电脑上使用了锂离子电池。而且在2012年上市的特斯拉Model S,就是用7000多节笔记本锂离子电池驱动的。可以想想是多大的一个工程。不过,锂离子电池生产大国目前并不是美国。早在2004年,中国锂电池行业就已崛起,待至2008年终于形成中/日/韩三分天下的行业大局,这个态势一直维持到现在。
正因为有了成熟的锂离子电池技术与产业,电动汽车在21世纪重新迎来了新生。
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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。
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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锂离子动力电池的应用:
由于磷酸铁锂动力电池优点突出,性能安全稳定,并且能生产出各种不同容量的电池,很快得到普遍地应用。主要的应用领域有: 1 大型电动车辆:公交车、电动汽车、景点游览车及混合动力车,车载电器的发电等; 2 轻型电动车:电动自行车、高尔夫球车、小型平板电瓶车、铲车、清洁车、电动轮椅等; 3 电动工具:电钻、电锯、割草机等; 4 遥控汽车、船、飞机等玩具; 5 太阳能及风力发电的储能设备; 6 UPS及应急灯、警示灯及矿灯(安全性比较好); 7 小型医疗仪器设备及便携式仪器等。
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锂电有这么多优点为什么车上启动电源还都是铅酸电池居多?
首先价格因素,铅酸电池有比较悠久的发展历史,市场保有量大,有规模化生产带来的价格优势。锂电近10年才得到快速发展,任何新生事物,开始因量少、产量低,因而制造成本高。近几年,国家大力发展新能源车,使得锂电市场突飞猛进,规模化的制造也降低了锂电制造成本。锂电价格的走低趋势要远高于铅酸电池,造就锂电性价比已经高于铅酸电池。
第二质量因素,早期材料缺陷、工艺不完善产生大量劣质电池,电芯质量缺陷导致安全事故频繁,削弱了使用者信心。经过多年发展,材料和工艺设备改进,电芯质量有了极大的提高,涌现出大批电池质量优企业。采用名优锂电企业生产的电芯,质量有保障。
第三技术因素,没有保护板(BMS)的锂电使用起来很危险,以前是没有BMS的,能承受1500A启动电流,是个比较高技术门槛,有一个艰难的积累过程。要满足一大堆国际、国内汽车电器规范,有近千项试验要做;需要几十万公里的路程的验证;至少需要二个春夏秋冬的历练,高热高湿高寒的验证。经过这一系列的测试验证后产品方能正式投入市场。
迄今苏州妙益锂电池取代铅酸价格、质量、技术三个壁垒都已扫除,2020将成为锂电取代铅酸的元年。
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