動(dòng)力電池及能量管理技術(shù)(高職新能源汽車專業(yè))PPT完整全套教學(xué)課件

動(dòng)力電池及能量管理技術(shù)項(xiàng)目1電動(dòng)汽車動(dòng)力電池基礎(chǔ)認(rèn)知項(xiàng)目2常見(jiàn)動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)及應(yīng)用項(xiàng)目3動(dòng)力電池能量管理項(xiàng)目4典型動(dòng)力電池及能量管理系統(tǒng)應(yīng)用全套可編輯PPT課件項(xiàng)目一電動(dòng)汽車動(dòng)力電池基礎(chǔ)認(rèn)知PART011.了解動(dòng)力電池的基本概念。2.了解動(dòng)力電池的發(fā)展現(xiàn)狀。3.掌握動(dòng)力電池的發(fā)展趨勢(shì)。任務(wù)目標(biāo)一、動(dòng)力電池發(fā)展歷史（一）第一代動(dòng)力電池第一代動(dòng)力電池是鉛酸蓄電池，而且主要是閥控式鉛酸蓄電池。其優(yōu)點(diǎn)是大電流放電性能良好，價(jià)格低廉，資源豐富，電池回收率高，在電動(dòng)自行車、電動(dòng)摩托車上廣泛應(yīng)用。缺點(diǎn)是比能量低，主要原材料鉛有污染。新開(kāi)發(fā)的雙極耳卷繞式閥控密封鉛酸蓄電池已經(jīng)通過(guò)混合動(dòng)力汽車試用，其能量密度比平板涂膏式鉛酸蓄電池有明顯提高。任務(wù)1電動(dòng)汽車動(dòng)力電池發(fā)展史（二）第二代動(dòng)力電池第二代動(dòng)力電池是堿性電池，如鎳鎘電池、鎳氫電池。鎳鎘電池由于鎘的污染，歐盟各國(guó)已禁止用于動(dòng)力電池；鎳氫電池的價(jià)格明顯高于鉛酸蓄電池，目前是混合動(dòng)力汽車的主要?jiǎng)恿﹄姵?。任?wù)1電動(dòng)汽車動(dòng)力電池發(fā)展史（三）第三代動(dòng)力電池第三代動(dòng)力電池是鋰離子電池和聚合物鋰離子電池，其能量密度高于閥控式鉛酸蓄電池和鎳氫電池，比能量達(dá)到200W·h/g（IB），單體電池電壓高（3.6V），其安全問(wèn)題解決以后將是最具競(jìng)爭(zhēng)力的動(dòng)力電池。任務(wù)1電動(dòng)汽車動(dòng)力電池發(fā)展史（四）第四代動(dòng)力電池第四代動(dòng)力電池是燃料電池，如質(zhì)子交換膜燃料電池和直接甲醇燃料電池，其特點(diǎn)是無(wú)污染，放電產(chǎn)物為H2O，是真正的電化學(xué)發(fā)電裝置。燃料電池以H2或甲醇作為燃料，O2作為氧化劑，可直接轉(zhuǎn)化為電能作為車載動(dòng)力。任務(wù)1電動(dòng)汽車動(dòng)力電池發(fā)展史二、動(dòng)力電池發(fā)展現(xiàn)狀（一）目前新能源汽車上使用動(dòng)力電池的類型任務(wù)1電動(dòng)汽車動(dòng)力電池發(fā)展史鉛酸電池比較適合低速、低成本的電動(dòng)車輛，我國(guó)絕大多數(shù)電動(dòng)自行車的電池都采用鉛酸電池，而且鉛酸電池在低速短途電動(dòng)汽車領(lǐng)域也有著廣泛的應(yīng)用。鎳氫電池和鋰離子電池屬于新型動(dòng)力電池，日本走在鎳氫動(dòng)力電池研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化前列。鋰離子動(dòng)力電池具有容量高、比能量高、循環(huán)壽命長(zhǎng)、無(wú)記憶效應(yīng)等優(yōu)點(diǎn)，因而成為當(dāng)前電動(dòng)汽車用動(dòng)力電池技術(shù)研究開(kāi)發(fā)的主要方向。任務(wù)1電動(dòng)汽車動(dòng)力電池發(fā)展史（二）我國(guó)動(dòng)力電池的發(fā)展現(xiàn)狀第一，技術(shù)方面，我國(guó)已經(jīng)基本掌握車用動(dòng)力電池的關(guān)鍵技術(shù)。第二，產(chǎn)品方面，磷酸鐵鋰電池已經(jīng)趨于成熟。第三，我國(guó)已基本建立了比較完善的產(chǎn)業(yè)體系，在關(guān)鍵材料、單體電池、電池系統(tǒng)和電池裝備、檢測(cè)儀器等方面均具備一定生產(chǎn)能力。任務(wù)1電動(dòng)汽車動(dòng)力電池發(fā)展史任務(wù)1電動(dòng)汽車動(dòng)力電池發(fā)展史任務(wù)1電動(dòng)汽車動(dòng)力電池發(fā)展史三、動(dòng)力電池發(fā)展趨勢(shì)任務(wù)1電動(dòng)汽車動(dòng)力電池發(fā)展史任務(wù)1電動(dòng)汽車動(dòng)力電池發(fā)展史（一）未來(lái)汽車發(fā)展主流能源——鋰離子電池鋰離子動(dòng)力電池具有高能量密度的關(guān)鍵在于材料，三元材料將成為主流的正極材料體系，石墨與軟碳、硬碳等具備不同特性的負(fù)極材料混合應(yīng)用也將成為負(fù)極材料的主流體系。另外，石墨烯在我國(guó)已經(jīng)開(kāi)始進(jìn)入中期試驗(yàn)階段，量產(chǎn)后會(huì)大幅度提高電池的能量密度水平及壽命。從安全性角度考慮，磷酸鐵鋰電池要優(yōu)于其他種類電池;從正極材料來(lái)講，磷酸鐵鋰材料不僅是研究關(guān)注的重點(diǎn)，也是產(chǎn)業(yè)化的重點(diǎn)；此外從負(fù)極材料來(lái)講，石墨類的材料現(xiàn)在已經(jīng)是很成熟的產(chǎn)品，未來(lái)則以硅碳作為研發(fā)重點(diǎn)。任務(wù)1電動(dòng)汽車動(dòng)力電池發(fā)展史（二）未來(lái)汽車最理想的能源——燃料電池燃料電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的發(fā)電裝置，不是通常所說(shuō)的“電池”，其能量的來(lái)源主要是依靠不斷供給燃料及氧化劑產(chǎn)生，而且能量轉(zhuǎn)換效率高、無(wú)污染、壽命長(zhǎng)、運(yùn)行平穩(wěn)，被業(yè)界公認(rèn)為未來(lái)汽車的最佳能源。任務(wù)1電動(dòng)汽車動(dòng)力電池發(fā)展史（三）充滿活力的新型動(dòng)力電池技術(shù)——物理電池物理電池是依靠物理變化來(lái)提供、儲(chǔ)存電能的電池統(tǒng)稱,如“瞬間充滿電的超級(jí)電容”“比功率達(dá)5000～10000W/kg的飛輪電池”等都屬于物理電池家族的成員。1.超級(jí)電容超級(jí)電容是一種介于傳統(tǒng)電容與電池之間的電源元件，功率密度高達(dá)300～500W/kg，是普通電池的5～10倍。任務(wù)1電動(dòng)汽車動(dòng)力電池發(fā)展史超級(jí)電容有三大明顯優(yōu)勢(shì)：（1）反復(fù)充、放電次數(shù)達(dá)十萬(wàn)次，壽命上要比化學(xué)電池高出很多。（2）超級(jí)電容在充、放電時(shí)的功率密度極高，瞬間可放出大量電能，可滿足車輛更加寬泛的電力需求。（3）工作環(huán)境適應(yīng)能力更佳，通常室外溫度在-40~65℃時(shí)，超級(jí)電容都能穩(wěn)定正常工作。任務(wù)1電動(dòng)汽車動(dòng)力電池發(fā)展史2.飛輪電池飛輪電池是20世紀(jì)90年代提出的一種新概念電池，它利用類似飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生能量的原理實(shí)現(xiàn)充、放電。大名鼎鼎的保時(shí)捷911GT3混合動(dòng)力賽車及保時(shí)捷918Spyder均在兩前輪處安裝有飛輪電池，飛輪技術(shù)將制動(dòng)所收集的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能，并將能量?jī)?chǔ)存于一個(gè)飛輪中。在加速過(guò)程，該能量將轉(zhuǎn)移至前輪，在提高加速性能的同時(shí)減少內(nèi)燃機(jī)的燃油消耗。由于技術(shù)和材料價(jià)格的限制，飛輪電池的價(jià)格相對(duì)較高，在小型場(chǎng)合還無(wú)法體現(xiàn)其優(yōu)勢(shì)，但在太空、大規(guī)模交通運(yùn)輸以及軍事方面需要大型儲(chǔ)能裝置的場(chǎng)合，飛輪電池已得到逐步應(yīng)用。任務(wù)1電動(dòng)汽車動(dòng)力電池發(fā)展史謝謝觀看項(xiàng)目一電動(dòng)汽車動(dòng)力電池基礎(chǔ)認(rèn)知PART011.了解動(dòng)力電池的主要類型。2.理解動(dòng)力電池的基本組成及工作原理。3.掌握動(dòng)力電池的基本參數(shù)及應(yīng)用要求。任務(wù)目標(biāo)一、動(dòng)力電池的類型（一）按照電池的工作性質(zhì)及使用特征分類任務(wù)2電動(dòng)汽車動(dòng)力電池基礎(chǔ)知識(shí)1.一次電池一次電池又稱“原電池”或者“干電池”，是指放電后不能用充電的方法使它復(fù)原的電池，即該類電池只能使用一次，放電后電池只能廢棄。2.二次電池二次電池又稱“蓄電池”，是指放電后可以用充電的方法使活性物復(fù)原而能再次放電，且可反復(fù)循環(huán)使用的一類電池。這類電池實(shí)際上是一個(gè)化學(xué)能量?jī)?chǔ)存裝置，用直流電將電池充足，使電能以化學(xué)能的形式儲(chǔ)存在電池中。任務(wù)2電動(dòng)汽車動(dòng)力電池基礎(chǔ)知識(shí)3.儲(chǔ)備電池儲(chǔ)備電池又稱“激活電池”，這類電池的正、負(fù)極活性物質(zhì)和電解液不直接接觸，使用前臨時(shí)注入電解液或用其他方法激活電池。4.燃料電池燃料電池又稱“連續(xù)電池”，即只要活性物連續(xù)注入電池，就能長(zhǎng)期不斷地連續(xù)放電的一類電池。其特點(diǎn)是電池自身只是一個(gè)載體，不存儲(chǔ)任何電能。當(dāng)需要電能時(shí)將反應(yīng)物從外部送入電池中即可，如氫燃料電池、肼空氣燃料電池等。任務(wù)2電動(dòng)汽車動(dòng)力電池基礎(chǔ)知識(shí)（二）按照電池的反應(yīng)原理分類1.化學(xué)電池化學(xué)電池利用物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)發(fā)電，按照工作性質(zhì)，化學(xué)電池可分為原電池、蓄電池、燃料電池和儲(chǔ)備電池；按照電解質(zhì)不同，可分為酸性電池、堿性電池、中性電池、有機(jī)電解質(zhì)電池、非水無(wú)機(jī)電解質(zhì)電池和固體電解質(zhì)電池等；按照電池的特性，可分為高容量電池、密封電池、高功率電池、免維護(hù)電池和防爆電池等。任務(wù)2電動(dòng)汽車動(dòng)力電池基礎(chǔ)知識(shí)2.物理電池物理電池是利用光、熱、物理吸附等物理能量發(fā)電的電池，如太陽(yáng)能電池、超級(jí)電容和超高速飛輪電池等。3.生物電池生物電池是利用生物化學(xué)反應(yīng)發(fā)電的電池，如微生物電池、酶電池和生物太陽(yáng)能電池等。任務(wù)2電動(dòng)汽車動(dòng)力電池基礎(chǔ)知識(shí)（三）按照電池的應(yīng)用分類動(dòng)力電池按照其應(yīng)用分為兩種不同的類型：能量型電池和功率型電池。任務(wù)2電動(dòng)汽車動(dòng)力電池基礎(chǔ)知識(shí)1.能量型電池能量型電池指以高能量密度、高容量為特點(diǎn)，單位時(shí)間內(nèi)輸出電量多，能夠給車輛提供較高的續(xù)駛里程，但是最大放電電流較低。2.功率型電池功率型電池指以高功率密度為特點(diǎn)，單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的電功率較高，其提供的電磁轉(zhuǎn)矩較大，能夠給車輛提供較高的轉(zhuǎn)速，支持較大的最大持續(xù)與最大瞬間放電電流，但電池容量相對(duì)較低。任務(wù)2電動(dòng)汽車動(dòng)力電池基礎(chǔ)知識(shí)（四）按電池所用正負(fù)極材料分類1.鋅系列電池以金屬鋅為負(fù)極材料的化學(xué)電源稱為鋅系列電池。金屬鋅具有容量高、資源豐富等優(yōu)點(diǎn)。目前已廣泛應(yīng)用的鋅系列電池有鋅錳電池、鋅銀電池等。鋅系列電池的主要特征為：（1）鋅負(fù)極活性物質(zhì)的組成特征：一次電池、儲(chǔ)備電池、鋅空氣燃料電池直接采用單質(zhì)或合金鋅這種充電態(tài)負(fù)極形式；蓄電池多采用氧化鋅這種放電態(tài)負(fù)極形式。（2）鋅負(fù)極的電極結(jié)構(gòu)特征：一次電池采用鋅箔和鋅粒；儲(chǔ)備電池采用電沉積鋅粉干壓或濕壓成箔式，或直接電沉積鋅箔；蓄電池多采用粘結(jié)式氧化鋅負(fù)極結(jié)構(gòu)。任務(wù)2電動(dòng)汽車動(dòng)力電池基礎(chǔ)知識(shí)2.鎳系列電池鎳系列電池是指采用金屬作為負(fù)極活性物質(zhì)，氫氧化鎳作為正極活性物質(zhì)的堿性蓄電池。大型袋式和開(kāi)口式鎳系列電池主要用于鐵路機(jī)車、礦山、裝甲車輛、飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)等作為起動(dòng)或應(yīng)急電源。圓柱密封式鎳系列電池主要用于電動(dòng)工具、剃須器等便攜式電器。小型扣式鎳系列電池主要用于小電流、低倍率放電的無(wú)繩電話、電動(dòng)玩具等。任務(wù)2電動(dòng)汽車動(dòng)力電池基礎(chǔ)知識(shí)3.鉛系列電池鉛酸電池，是一種電極主要由鉛及其氧化物制成，電解液是硫酸溶液的蓄電池。鉛酸電池放電狀態(tài)下，正極主要成分為二氧化鉛，負(fù)極主要成分為鉛；充電狀態(tài)下，正負(fù)極的主要成分均為硫酸鉛。鉛蓄電池的優(yōu)點(diǎn)是工作電壓平穩(wěn)、使用溫度及使用電流范圍寬、充放電循環(huán)次數(shù)多、儲(chǔ)存性能好、造價(jià)較低，目前廣泛應(yīng)用于汽車、火車、拖拉機(jī)、摩托車、電動(dòng)車以及通信、電站、電力輸送、儀器儀表、UPS電源和飛機(jī)、坦克、艦艇、雷達(dá)系統(tǒng)等領(lǐng)域。其缺點(diǎn)是比能量（單位重量所蓄電能）小，而且會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。任務(wù)2電動(dòng)汽車動(dòng)力電池基礎(chǔ)知識(shí)4.鋰系列電池鋰系列電池分為動(dòng)力鋰電池和鋰離子電池。鋰電池是一種二次電池，它主要依靠鋰離子在正極和負(fù)極之間移動(dòng)來(lái)工作。在充放電過(guò)程中，Li+在兩個(gè)電極之間往返嵌入和脫嵌：充電時(shí)，Li+從正極脫嵌，經(jīng)過(guò)電解質(zhì)嵌入負(fù)極，負(fù)極處于富鋰狀態(tài)；放電時(shí)則相反。鋰電池具有電壓高、工作溫度范圍寬、比能量大、循環(huán)壽命長(zhǎng)、自放電小等優(yōu)點(diǎn)，其缺點(diǎn)是生產(chǎn)成本高、使用條件有限制且高低溫使用危險(xiǎn)性較大等。任務(wù)2電動(dòng)汽車動(dòng)力電池基礎(chǔ)知識(shí)5.二氧化錳系列電池二氧化錳電池是以鋅、鎂、鋰等金屬為負(fù)極、二氧化錳為正極的系列電池。電解液采用堿性的KOH水溶液，所以叫作堿性二氧化錳電池。二氧化錳電池結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，所使用的原材料來(lái)源豐富，所以其成本低、價(jià)格便宜，而且使用方便，不需維護(hù)，便于攜帶。由于這些優(yōu)點(diǎn)，與其他電池系列相比，堿性二氧化錳電池在民用方面具有很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力，被廣泛地應(yīng)用于信號(hào)裝置、儀器儀表、通信、計(jì)算器、照相機(jī)閃光燈、收音機(jī)、BP機(jī)、電動(dòng)玩具及鐘表、照明等各種電器用具的直流電源。任務(wù)2電動(dòng)汽車動(dòng)力電池基礎(chǔ)知識(shí)6.空氣（氧氣）系列電池空氣（氧氣）電池是新一代綠色二次電池的代表之一，包括鋅空氣電池、鋁空氣電池、鋰空氣電池和鎂空氣電池等，具有成本低、無(wú)毒、無(wú)污染、比功率高、比能量高等優(yōu)點(diǎn)，是替代傳統(tǒng)電池的理想產(chǎn)品。為解決金屬空氣電池電極的腐蝕及自放電現(xiàn)象，需要注意：（1）選用合理的電極材料和制造工藝。（2）合理地配置電解液。（3）開(kāi)發(fā)高效的催化劑，提高氧空氣電極活性。任務(wù)2電動(dòng)汽車動(dòng)力電池基礎(chǔ)知識(shí)二、動(dòng)力電池的基本組成與工作原理任務(wù)2電動(dòng)汽車動(dòng)力電池基礎(chǔ)知識(shí)（一）單體電池的基本組成單體電池主要由正極板、負(fù)極板、電解質(zhì)（電解液）、隔板（隔膜）、外殼及極樁等構(gòu)成。任務(wù)2電動(dòng)汽車動(dòng)力電池基礎(chǔ)知識(shí)1.正極板正極板是由正極板柵和涂于正極板柵的活性物質(zhì)組成，它在電池放電時(shí)發(fā)生還原反應(yīng)并獲得來(lái)自外電路的電子。正極板上的活性物質(zhì)是某種氧化物或硫化物以及一些其他混合物。典型的正極材料有二氧化鉛和氫氧化鎳等。任務(wù)2電動(dòng)汽車動(dòng)力電池基礎(chǔ)知識(shí)2.負(fù)極板負(fù)極板是由負(fù)極板柵和涂于負(fù)極板柵的活性物質(zhì)組成的，它在電池放電時(shí)發(fā)生氧化反應(yīng)并向外電路釋放出電子。負(fù)極板的活性物質(zhì)是某種金屬或合金。典型的負(fù)極材料有鉛和鎘等。任務(wù)2電動(dòng)汽車動(dòng)力電池基礎(chǔ)知識(shí)3.電解質(zhì)電解質(zhì)是使電池正負(fù)極之間具有離子導(dǎo)電性的介質(zhì)。電解質(zhì)在電極發(fā)生反應(yīng)時(shí)應(yīng)具有較高的離子導(dǎo)電性，同時(shí)還必須對(duì)電子絕緣，以免在電池內(nèi)部發(fā)生自放電。電解質(zhì)的材料一般是液體、膠體或者固體，它可以是酸性的，也可以是堿性的，取決于電池的類型。任務(wù)2電動(dòng)汽車動(dòng)力電池基礎(chǔ)知識(shí)4.隔板（隔膜）在鉛酸蓄電池中，兩極板之間需插入隔板以防止正、負(fù)極板相互接觸發(fā)生短路，隔板材料包括木質(zhì)、橡膠、微孔橡膠、微孔塑料、玻璃等。隔膜是一層具有電絕緣特性的物質(zhì)，具有使電解質(zhì)中離子通過(guò)及儲(chǔ)存、固定電解質(zhì)的功能。目前動(dòng)力電池所用的隔膜都是由高分子聚合物制成的。實(shí)際應(yīng)用中，隔膜又分為單層PP或PE隔膜、雙層PE/PP復(fù)合隔膜以及三層PP/PE/PP復(fù)合隔膜等。任務(wù)2電動(dòng)汽車動(dòng)力電池基礎(chǔ)知識(shí)5.外殼外殼是電池的容器，具有保護(hù)和容納電池內(nèi)部正負(fù)極板、電解液、隔板等作用，還有密封防塵的功能。電池的外殼材料必須能經(jīng)受電解質(zhì)的腐蝕，而且應(yīng)該具有一定的機(jī)械強(qiáng)度。鉛酸電池一般采用硬橡膠。堿性蓄電池一般采用鍍鎳鋼材。近年來(lái)，由于塑料工業(yè)的發(fā)展，各種工程塑料諸如尼龍、ABS、聚丙烯、聚苯乙烯等已成為電池殼體常用的材料。任務(wù)2電動(dòng)汽車動(dòng)力電池基礎(chǔ)知識(shí)6.正負(fù)極樁正負(fù)極樁是電池正負(fù)極板與外部電路的連接點(diǎn)，也稱為電極樁。它可以給外部電路提供工作電壓。除了上述主要組成部分以外，電池還常常需要導(dǎo)電柵、匯流體、安全閥等零件。任務(wù)2電動(dòng)汽車動(dòng)力電池基礎(chǔ)知識(shí)（二）動(dòng)力電池的工作原理當(dāng)無(wú)源電路元件連接到電池極樁上時(shí)，電池負(fù)極釋放電子，正極獲得電子，從而使外電路中產(chǎn)生電流。在這個(gè)過(guò)程中，電池放電。當(dāng)電池放電時(shí)，正極從外部電路獲得電子，發(fā)生還原反應(yīng)；負(fù)極向外電路釋放電子，發(fā)生氧化反應(yīng)。若給動(dòng)力電池提供高于電池端電壓的電源，使電流能夠反向流入電池中，就完成了給電池充電的過(guò)程。當(dāng)電池充電時(shí)，正極向外電路釋放電子，發(fā)生氧化反應(yīng)；負(fù)極從外電路獲得電子，發(fā)生還原反應(yīng)。任務(wù)2電動(dòng)汽車動(dòng)力電池基礎(chǔ)知識(shí)電池正極的反應(yīng)如以式（1-1）所示，當(dāng)電池充電時(shí)，電池正極的物質(zhì)A發(fā)生氧化反應(yīng)，生成物質(zhì)C并同時(shí)對(duì)外電路釋放電子，對(duì)電解質(zhì)釋放出陽(yáng)離子。放電時(shí)則正好相反，正極上的材料吸收電子并與離子結(jié)合，最終生成物質(zhì)A。電池負(fù)極發(fā)生的反應(yīng)如式（1-2）所示，當(dāng)電池充電時(shí)，電池負(fù)極的物質(zhì)B與電解質(zhì)中的陽(yáng)離子連同外電路的電子共同作用產(chǎn)生不帶電的物質(zhì)D。電池放電時(shí)反應(yīng)正好相反。任務(wù)2電動(dòng)汽車動(dòng)力電池基礎(chǔ)知識(shí)三、動(dòng)力電池的性能指標(biāo)與應(yīng)用要求（一）性能指標(biāo)1.電壓（1）電動(dòng)勢(shì)。

（2）端電壓和終止電壓。（3）開(kāi)路電壓。

（4）工作電壓。（5）額定電壓。

（6）充電電壓。（7）電壓效率。任務(wù)2電動(dòng)汽車動(dòng)力電池基礎(chǔ)知識(shí)2.內(nèi)阻電池的內(nèi)阻是指電流通過(guò)電池內(nèi)部時(shí)所受到的阻力。一般所說(shuō)的內(nèi)阻是指充電態(tài)內(nèi)阻及電池滿電時(shí)的內(nèi)阻。歐姆內(nèi)阻主要由電極材料、電解液、隔膜的內(nèi)阻及各部分零件的接觸電阻組成。極化內(nèi)阻是指化學(xué)電源的正極與負(fù)極在電化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行時(shí)由于極化所引起的內(nèi)阻。（1）正負(fù)極電阻。

（2）電解液電阻。（3）隔板電阻。

（4）連接體電阻。任務(wù)2電動(dòng)汽車動(dòng)力電池基礎(chǔ)知識(shí)3.容量和比容量（1）容量。電池完全放電的過(guò)程中，電極的通電材料所能釋放出的電荷數(shù)量稱為電池容量，用符號(hào)C表示，其單位為安·時(shí)（A·h）。表征電池容量特性的專用術(shù)語(yǔ)有三個(gè)，即理論容量、額定容量和實(shí)際容量。（2）比容量。比容量是指單位質(zhì)量或單位體積的電池所能給出的電量，相應(yīng)地也稱為質(zhì)量比容量或體積比容量。任務(wù)2電動(dòng)汽車動(dòng)力電池基礎(chǔ)知識(shí)4.能量和比能量（1）能量。電池的能量是指電池在一定放電條件下，對(duì)外做功所能輸出的電能，通常用瓦·時(shí)（W·h）表示，它等于電池的放電容量和電池平均工作電壓的乘積。衡量電池能量的標(biāo)準(zhǔn)有兩個(gè)，即理論能量和實(shí)際能量。（2）比能量。比能量即電池的能量密度，是指單位質(zhì)量或單位體積的電池所能輸出的能量，相應(yīng)地稱為質(zhì)量能量密度（W·h/kg）或體積能量密度（W·h/L）。能量密度也分為理論能量密度和實(shí)際能量密度。任務(wù)2電動(dòng)汽車動(dòng)力電池基礎(chǔ)知識(shí)5.電能效率電能效率是指電池的能量輸出效率，是電池放電時(shí)輸出的能量與充電時(shí)輸入的能量之比，影響能量效率的因素是電池的內(nèi)阻，它使電池充電電壓增加，放電電壓下降，造成電池能量的損耗。電池及電池組的內(nèi)阻越小，無(wú)用的熱耗就越小，輸出效率就越大。任務(wù)2電動(dòng)汽車動(dòng)力電池基礎(chǔ)知識(shí)6.功率和比功率電池的功率是指在一定的放電條件下，電池在單位時(shí)間內(nèi)所輸出的能量。單位是瓦或千瓦。電池的單位質(zhì)量或單位體積的功率稱為電池的比功率，它的單位是瓦/千克或瓦/升。如果一個(gè)電池的比功率較大，則表明在單位時(shí)間內(nèi)，單位質(zhì)量或單位體積中給出的能量較多，即表示此電池能用較大的電流放電。任務(wù)2電動(dòng)汽車動(dòng)力電池基礎(chǔ)知識(shí)7.荷電狀態(tài)荷電狀態(tài)，又稱剩余電量，是指電池當(dāng)前還有多少電量。常取其與額定容量或?qū)嶋H容量的比值，稱荷電程度，是最不易獲得的參數(shù)，指示的荷電程度總是非線性變化的。任務(wù)2電動(dòng)汽車動(dòng)力電池基礎(chǔ)知識(shí)8.儲(chǔ)存性能和自放電電池的儲(chǔ)存性能是指電池在開(kāi)路時(shí)，一定條件下（如濕度、溫度等）儲(chǔ)存一定時(shí)間后主要性能參數(shù)的變化，包括容量的下降、外觀情況有無(wú)變化或滲液現(xiàn)象。對(duì)于所有的化學(xué)電池，即使在與外部電路沒(méi)有接觸的條件下開(kāi)路設(shè)置，經(jīng)過(guò)干儲(chǔ)存（不帶電解液）或濕儲(chǔ)存（帶電解液）一定時(shí)間后，其容量會(huì)自行降低，這個(gè)現(xiàn)象稱自放電，也稱為荷電保持能力。任務(wù)2電動(dòng)汽車動(dòng)力電池基礎(chǔ)知識(shí)9.壽命（1）儲(chǔ)存壽命。儲(chǔ)存壽命指從電池制成到開(kāi)始使用之間允許存放的最長(zhǎng)時(shí)間，以年為單位。包括儲(chǔ)存期和使用期在內(nèi)的總期限稱電池的有效期。（2）使用壽命與循環(huán)壽命。使用壽命是指電池實(shí)際使用的時(shí)間長(zhǎng)短。充放電循環(huán)壽命，是衡量二次電池性能的一個(gè)重要參數(shù)。經(jīng)受一次充電和放電，稱為一次循環(huán)。在一定的充放電制度下，電池容量降至某一規(guī)定值之前，電池能耐受的充放電次數(shù)，稱為二次電池的充放電循環(huán)壽命。任務(wù)2電動(dòng)汽車動(dòng)力電池基礎(chǔ)知識(shí)10.不一致性動(dòng)力電池不一致性是指同一規(guī)格、同一型號(hào)的單體電池組成電池組后，在電壓、內(nèi)阻及其變化率、荷電量、容量、充電接受能力、循環(huán)壽命、溫度影響、自放電率等參數(shù)方面存在的差別。電池的不一致性會(huì)導(dǎo)致動(dòng)力電池組在電動(dòng)汽車上使用的性能指標(biāo)達(dá)不到單體電池的原有水平，使用壽命可能縮短數(shù)倍甚至十幾倍，嚴(yán)重影響電動(dòng)汽車的性能和應(yīng)用。任務(wù)2電動(dòng)汽車動(dòng)力電池基礎(chǔ)知識(shí)（二）應(yīng)用要求1.比能量高2.比功率大3.充電技術(shù)成熟、時(shí)間短4.連續(xù)放電率高、自放電率低5.適應(yīng)車輛運(yùn)行環(huán)境6.安全可靠7.壽命長(zhǎng)，免維護(hù)任務(wù)2電動(dòng)汽車動(dòng)力電池基礎(chǔ)知識(shí)謝謝觀看項(xiàng)目二常見(jiàn)動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)及應(yīng)用PART021.了解動(dòng)力電池的主要類型。2.理解動(dòng)力電池的基本組成及工作原理。3.掌握動(dòng)力電池的基本參數(shù)及應(yīng)用要求。任務(wù)目標(biāo)一、鉛酸動(dòng)力電池的類型與特點(diǎn)（一）鉛酸蓄電池的類型1.按蓄電池結(jié)構(gòu)分（1）普通鉛酸蓄電池。（2）干荷電鉛酸蓄電池。（3）免維護(hù)鉛酸蓄電池。（4）閥控密封式鉛酸蓄電池。任務(wù)1鉛酸動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)及應(yīng)用2.按蓄電池用途分根據(jù)鉛酸蓄電池用途不同，可分為三種類型：起動(dòng)式鉛酸蓄電池、牽引式鉛酸蓄電池、固定式鉛酸蓄電池。任務(wù)1鉛酸動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)及應(yīng)用任務(wù)1鉛酸動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)及應(yīng)用（二）鉛酸蓄電池的特點(diǎn)1.使用壽命長(zhǎng)2.高倍率放電性能優(yōu)良3.自放電低4.維護(hù)簡(jiǎn)單5.安全性高6.安裝簡(jiǎn)捷7.潔凈環(huán)保二、鉛酸蓄電池結(jié)構(gòu)與儲(chǔ)能原理（一）鉛酸蓄電池結(jié)構(gòu)鉛酸蓄電池主要構(gòu)成部件：正負(fù)極板、隔板、電解液、溢氣閥、外殼等。任務(wù)1鉛酸動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)及應(yīng)用1.極板極板是鉛酸蓄電池的核心部件，它以鉛銻合金為骨架，涂有鉛膏。經(jīng)過(guò)化學(xué)處理后，正、負(fù)極板上形成各自的活性物質(zhì)，正極板上的活性物質(zhì)是二氧化鉛，負(fù)極板上的活性物質(zhì)為海綿狀純鉛。任務(wù)1鉛酸動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)及應(yīng)用2.隔板隔板的功能是隔離正、負(fù)極的活性物質(zhì)，防止短路，其作為電解液的載體，能夠吸收大量的電解液，起到促進(jìn)離子良好擴(kuò)散的作用；隔板還是正極產(chǎn)生的氧氣到達(dá)負(fù)極板的“通道”，以順利建立氧循環(huán)，減少水的損失。在電池內(nèi)部，按照正極板—隔板—負(fù)極板，然后再重復(fù)正極板—隔板—負(fù)極板這樣的規(guī)律構(gòu)成多層次的結(jié)構(gòu)，它們中間充滿電解液。任務(wù)1鉛酸動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)及應(yīng)用3.電解液鉛酸蓄電池的電解液均為硫酸，即用蒸餾水和純硫酸按一定比例配制而成，其主要作用是參與電化學(xué)反應(yīng)。電解液是鉛酸蓄電池的活性物質(zhì)之一。電池槽中裝入一定密度的電解液后，由于電化學(xué)反應(yīng)，正、負(fù)極板間會(huì)產(chǎn)生約2.1V的電動(dòng)勢(shì)。4.溢氣閥溢氣閥位于電池頂部，起到安全、密封、防爆等作用。任務(wù)1鉛酸動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)及應(yīng)用5.電池槽及槽蓋電池槽及槽蓋是盛放正、負(fù)極板和電解液的容器，即蓄電池外殼。它是整體結(jié)構(gòu)，殼內(nèi)由隔板分成三格或六格互不相通的單格；其底部有凸起的肋條，用來(lái)擱置極板組；肋條間的空隙用來(lái)堆放從極板上脫落下來(lái)的活性物質(zhì)，以防止極板短路。槽的厚度及材料直接影響到電池是否膨脹變形。外殼材料一般是用橡膠或工程塑料，如PVC或ABS槽蓋。任務(wù)1鉛酸動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)及應(yīng)用（二）鉛酸蓄電池儲(chǔ)能原理蓄電池的工作過(guò)程就是化學(xué)能與電能之間的相互轉(zhuǎn)化過(guò)程。鉛酸蓄電池使用時(shí)，把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的過(guò)程叫放電。在使用后，借助于外部直流電在電池內(nèi)進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，把電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能而儲(chǔ)存起來(lái)，這種蓄電過(guò)程稱作充電。任務(wù)1鉛酸動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)及應(yīng)用鉛酸蓄電池在充放電時(shí)總的化學(xué)反應(yīng)式為:任務(wù)1鉛酸動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)及應(yīng)用1.高效階段這一階段主要反應(yīng)是PbSO4轉(zhuǎn)換成為Pb和PbO2，充電接受率約為100%。充電接受率是轉(zhuǎn)化為電化學(xué)儲(chǔ)備的電能與來(lái)自充電機(jī)輸出的電能之比。這一階段在電池電壓達(dá)到2.39V/單格時(shí)結(jié)束。2.混合階段水的電解反應(yīng)與主反應(yīng)同時(shí)發(fā)生，充電接受率逐漸下降。當(dāng)電池電壓和酸液的濃度不再上升時(shí)，電池單元即被充滿。任務(wù)1鉛酸動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)及應(yīng)用3.氣體析出階段電池已充滿，電池中進(jìn)行水的電解和自放電反應(yīng)。由于密封的閥控免維護(hù)鉛酸電池中，具有氧循環(huán)的設(shè)計(jì)，即正極板上析出的氧在負(fù)極板上被還原重新生成水而消失，因此析出氣量很小，不需要補(bǔ)充水。任務(wù)1鉛酸動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)及應(yīng)用三、鉛酸蓄電池的性能及影響因素（一）鉛酸蓄電池的性能1.放電特性放電是在規(guī)定的條件下，電池向外電路輸出電能的過(guò)程。當(dāng)鉛酸蓄電池接上負(fù)載后，在電動(dòng)勢(shì)的作用下，電流就會(huì)從蓄電池的正極經(jīng)外電路的設(shè)備流向蓄電池的負(fù)極，這一過(guò)程稱為放電。任務(wù)1鉛酸動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)及應(yīng)用2.充電特性蓄電池的充電特性是指在恒流充電過(guò)程中，蓄電池的端電壓U、暫時(shí)電動(dòng)勢(shì)E、靜止電動(dòng)勢(shì)Ej和電解液密度隨充電時(shí)間的變化關(guān)系。任務(wù)1鉛酸動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)及應(yīng)用（二）鉛酸蓄電池的充電方法蓄電池的充電方法可分為常規(guī)充電和快速充電兩種，常規(guī)充電方法主要有恒流充電法、分段電流充電法、恒壓充電法、恒壓限流充電法等。恒流充電法是通過(guò)調(diào)整充電裝置輸出電壓或改變與蓄電池串聯(lián)的電阻的方式使充電電流保持不變的充電方法。分段電流充電法。在充電過(guò)程中，為更有效地利用電能而采用逐漸減小電流的方法。任務(wù)1鉛酸動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)及應(yīng)用恒壓充電法。充電電源的電壓在全部充電時(shí)間里保持恒定的數(shù)值，隨著蓄電池端電壓的逐漸升高，電流逐漸減小。恒壓限流充電法。為了克服恒壓充電法初期電流過(guò)大而使充電設(shè)備不能承受的缺點(diǎn)，常采用恒壓限流充電法代替恒壓充電法。任務(wù)1鉛酸動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)及應(yīng)用（三）影響鉛酸蓄電池性能的因素1.溫度對(duì)電池性能的影響鉛酸蓄電池在充電和放電時(shí)都伴隨有熱效應(yīng)。電池?zé)嵝?yīng)可以分為兩部分。一部分是產(chǎn)生焦耳熱，為克服電池極化和歐姆內(nèi)阻而產(chǎn)生的電壓降，損失的電能將全部轉(zhuǎn)化為熱量。另一部分是根據(jù)熱力學(xué)第二定律的吉布斯-亥姆霍茲方程式放熱或吸熱。由此理論，電池放電時(shí)是吸熱，充電時(shí)是放熱。溫度對(duì)鉛酸蓄電池的容量和壽命影響很大。電池硫酸電解液的溫度高，容量輸出則多，電解液的溫度低，容量輸出則少。任務(wù)1鉛酸動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)及應(yīng)用2.放電深度對(duì)電池循環(huán)壽命的影響首先放電深度對(duì)蓄電池的循環(huán)壽命影響很大，由于放電深度增加，PbSO4溶解度降低，造成極板硫化腐蝕，令使用壽命變短。其次，統(tǒng)一額定容量的蓄電池經(jīng)常采用大電流充電和放電，會(huì)影響蓄電池壽命。最后大電流充電特別是過(guò)充電時(shí)，極板活性物質(zhì)容易脫落，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)使正、負(fù)極板短路，大電流放電時(shí)，產(chǎn)生的硫酸鹽顆粒大，極板活性物質(zhì)不能被充分利用，長(zhǎng)此下去電池的實(shí)際容量將逐漸減小，影響電池的使用壽命。任務(wù)1鉛酸動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)及應(yīng)用任務(wù)1鉛酸動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)及應(yīng)用四、鉛酸蓄電池的應(yīng)用及回收（一）鉛酸蓄電池的應(yīng)用實(shí)例1.電動(dòng)自行車應(yīng)用動(dòng)力VRLA電池的電動(dòng)摩托車和電動(dòng)自行車。電動(dòng)自行車一般配置3~5只12V/10A·h的VRLA電池，平均壽命1年左右。任務(wù)1鉛酸動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)及應(yīng)用2.電動(dòng)牽引車電動(dòng)牽引車是制造工廠、物流中心等搬運(yùn)產(chǎn)品的常用運(yùn)輸工具，主要采用富液管式鉛酸蓄電池或膠體VRLA電池作為動(dòng)力電源，具有無(wú)污染、無(wú)噪聲的優(yōu)點(diǎn)。圖為采用膠體鉛酸蓄電池的電動(dòng)牽引車。任務(wù)1鉛酸動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)及應(yīng)用3.低速純電動(dòng)車在二、三線城市和農(nóng)村地區(qū)，以閥控密封鉛酸蓄電池為動(dòng)力電源的低速純電動(dòng)汽車，憑借其購(gòu)車成本和使用成本低、環(huán)保低噪、駕駛技術(shù)要求低、安全等優(yōu)點(diǎn)受到人們的歡迎，在我國(guó)許多省份，如山東、廣東、河南等地有許多低速電動(dòng)車企業(yè)受益于這種需求快速發(fā)展起來(lái)。任務(wù)1鉛酸動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)及應(yīng)用4.純電動(dòng)汽車和混合動(dòng)力電動(dòng)汽車VRLA電池因其價(jià)格低、安全性高、鉛的回收率高等成為電動(dòng)車動(dòng)力電源的首選。采用鉛酸蓄電池作為電源的電動(dòng)車的典型代表是美國(guó)通用汽車公司的電動(dòng)汽車EV-1，該車當(dāng)時(shí)的EV-1時(shí)速為100km/h，一次充電的續(xù)駛里程為112km，電池重量500kg，電池容量60A·h。任務(wù)1鉛酸動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)及應(yīng)用5.電動(dòng)大客車株洲時(shí)代集團(tuán)公司研發(fā)的TEG6120EV-2型電動(dòng)大客車采用水平鉛酸電池為動(dòng)力源，工作電壓為384V。該車最高車速70km/h，實(shí)際工況續(xù)駛里程達(dá)90km，車內(nèi)有38個(gè)座位，可承載64名乘客。任務(wù)1鉛酸動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)及應(yīng)用（二）鉛酸蓄電池的回收1.蓄電池回收利用流程及方法（1）利用專用環(huán)保車輛將鉛酸蓄電池運(yùn)至熔煉廠倉(cāng)庫(kù)。（2）將電解液導(dǎo)入沉淀池進(jìn)行藥物處理。（3）拆解廢舊電池，將外殼送至塑料回收廠進(jìn)行專業(yè)處理。（4）分揀隔板，送至專業(yè)廠回收處理。（5）將分揀后的廢極板送入大型反射爐冶煉，做成鉛錠，循環(huán)利用。（6）冶煉過(guò)程中產(chǎn)生的廢水流入沉淀池，和電解液一起進(jìn)行藥物處理。（7）冶煉過(guò)程中產(chǎn)生的廢煙，經(jīng)布袋除塵裝置處理后，安全排放。任務(wù)1鉛酸動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)及應(yīng)用2.國(guó)內(nèi)外鉛酸蓄電池回收現(xiàn)狀一些發(fā)達(dá)國(guó)家在廢蓄電池回收方面積累了良好的經(jīng)驗(yàn)。例如丹麥，該國(guó)是最早進(jìn)行舊電池回收的國(guó)家。德國(guó)主要采用強(qiáng)制規(guī)定，只有可以回收的電池才被允許銷售，電池廠商有義務(wù)處理廢舊電池。2005年時(shí)其回收率就達(dá)到82%。日本對(duì)電池回收始終處于世界領(lǐng)先位置，汽車鉛酸蓄電池回收率達(dá)到100%。目前，我國(guó)鉛酸蓄電池的回收率不足30%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于世界平均水平50%。任務(wù)1鉛酸動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)及應(yīng)用謝謝觀看項(xiàng)目二常見(jiàn)動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)及應(yīng)用PART021.了解鎳系動(dòng)力電池的常見(jiàn)類型。2.理解鎳氫動(dòng)力電池的結(jié)構(gòu)與儲(chǔ)能原理。3.了解鎳氫動(dòng)力電池的性能及檢測(cè)。4.熟悉鎳氫動(dòng)力電池在電動(dòng)汽車上的應(yīng)用。任務(wù)目標(biāo)一、鎳氫動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)及儲(chǔ)能原理（一）鎳氫動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)1.方形鎳氫電池結(jié)構(gòu)方形鎳氫電池主要由正極、負(fù)極、隔膜、堿性電解質(zhì)、外殼等組成。任務(wù)2鎳系動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)及應(yīng)用2.圓柱形鎳氫電池結(jié)構(gòu)圓柱形鎳氫電池主要由電池殼體、正極、負(fù)極、隔膜、頂蓋、安全閥等組成，且圓柱形電池極組一般由單個(gè)正極片、負(fù)極片、隔膜卷繞形成。任務(wù)2鎳系動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)及應(yīng)用3.鎳氫電池結(jié)構(gòu)特點(diǎn)（1）正極氫氧化鎳。鎳氫電池正極的氫氧化鎳電極，被廣泛地應(yīng)用為Cd-Ni、Fe-Ni、Zn-Ni和MH-Ni等堿性蓄電池的正極活性物質(zhì)。普通的Ni(OH)2顆粒形狀不規(guī)則，晶粒尺寸分布范圍較寬，振實(shí)密度約為1.6g/cm3。球形氫氧化鎳外表呈球形或者橢圓形，顆粒大小均勻，振實(shí)密度為1.9~2g/cm3，具有活性高、流動(dòng)性好等特點(diǎn)，而且能夠顯著提高鎳電極的體積比容量和電池的比能量。任務(wù)2鎳系動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)及應(yīng)用（2）負(fù)極儲(chǔ)氫合金。鎳氫電池負(fù)極儲(chǔ)氫合金具有很強(qiáng)的吸氫能力，在一定壓力條件下，能夠“吸收”大量氫氣，反應(yīng)生成金屬氫化物，同時(shí)放出熱量。該氫化物在一定條件下又會(huì)將儲(chǔ)存在其中的氫釋放出來(lái)。滿足以下條件的儲(chǔ)氫合金可以作為動(dòng)力鎳氫電池的負(fù)極材料：①在堿液中合金組分的化學(xué)性質(zhì)相對(duì)穩(wěn)定；②儲(chǔ)氫容量高，平臺(tái)壓力適中；③氫的擴(kuò)散速率快，具有良好的電催化活性及高倍率放電能力；任務(wù)2鎳系動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)及應(yīng)用④有較好的抗氧化、抗吸氫粉化能力，循環(huán)壽命長(zhǎng)；⑤電化學(xué)容量在較寬的溫度范圍內(nèi)變化不大；⑥自放電??；⑦資源豐富，成本低廉；⑧導(dǎo)熱性好。任務(wù)2鎳系動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)及應(yīng)用（3）電解液。鎳氫電池的電解液多采用氫氧化鉀水溶液，并加入少量的氫氧化鋰。（4）隔膜。隔膜是電池正負(fù)極之間的隔離板，須具備良好的電絕緣性。隔膜在電解液中處于浸濕狀態(tài)，因此還需具有良好的耐堿性和透氣性。隔膜性能的好壞會(huì)影響電池的循環(huán)壽命和自放電情況。任務(wù)2鎳系動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)及應(yīng)用（5）集流體。鎳氫電池的集流體主要起保持活性物質(zhì)和導(dǎo)電的作用，主要材料是泡沫鎳。泡沫鎳具有95%以上的高孔隙率，比表面積大，是三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，方便活性物質(zhì)填充，是鎳鎘電池理想的電極集流體材料。任務(wù)2鎳系動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)及應(yīng)用（6）安全閥。鎳氫電池中的安全閥也稱為安全防爆孔，用于完成電池的密封，當(dāng)電池內(nèi)部壓力過(guò)大時(shí)安全閥開(kāi)啟，釋放氣體，降低電池內(nèi)部壓力,提高電池安全性。當(dāng)鎳氫電池過(guò)充電時(shí)，金屬殼內(nèi)的氣體壓力將逐漸上升。當(dāng)該壓力達(dá)到一定數(shù)值后，頂蓋上的安全防爆孔打開(kāi)，可以避免電池因氣體壓力過(guò)大而爆炸。（7）電池殼。電池殼體是電池反應(yīng)的容器，同時(shí)完成電池的密封。鎳氫電池還有用于連接正、負(fù)極板的正負(fù)極柱以及實(shí)現(xiàn)電池極柱與電池殼體之間絕緣的絕緣墊。鎳氫電池的正負(fù)極柱也是電池與外電路的連接點(diǎn)。任務(wù)2鎳系動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)及應(yīng)用（二）鎳氫動(dòng)力電池儲(chǔ)能原理鎳氫電池正極板的活性物質(zhì)為氫氧化鎳（Ni（OH2）），負(fù)極板的活性物質(zhì)為儲(chǔ)氫合金（MH），電解液采用30%的氫氧化鉀溶液，電化學(xué)反應(yīng)如下：任務(wù)2鎳系動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)及應(yīng)用鎳氫電池放電時(shí)，正極上NiOOH得到電子還原成為Ni(OH)2，負(fù)極金屬氫化物（MHx）內(nèi)部的氫原子擴(kuò)散到表面形成吸附態(tài)氫原子，接著再發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)生成水和儲(chǔ)氫合金。任務(wù)2鎳系動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)及應(yīng)用鎳氫電池充電時(shí)，正極上的Ni(OH)2轉(zhuǎn)變?yōu)镹iOOH。由于質(zhì)子在NiOOH/Ni(OH)2中的擴(kuò)散系數(shù)小，是氫氧化鎳電極充電過(guò)程的控制步驟。在負(fù)極，析出的氫原子吸附在儲(chǔ)氫合金表面，形成吸附態(tài)MHab，然后再擴(kuò)散到儲(chǔ)氫合金內(nèi)部，形成金屬氫化物MH。任務(wù)2鎳系動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)及應(yīng)用二、鎳氫動(dòng)力電池的性能1.充電特性開(kāi)始時(shí)電壓上升較快，然后進(jìn)入穩(wěn)定階段。有NiOOH生成后，充電電壓上升速率降低，電壓變得比較穩(wěn)定。隨著充電過(guò)程的進(jìn)行，當(dāng)充電容量接近電池的額定容量的75%左右時(shí)，儲(chǔ)氫合金中的氫原子擴(kuò)散速度減慢。由于氧在儲(chǔ)氫合金中的擴(kuò)散速度受負(fù)極反應(yīng)速度限制，以及此時(shí)正極開(kāi)始逐步進(jìn)入過(guò)充電階段。任務(wù)2鎳系動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)及應(yīng)用2.放電特性鎳氫電池工作電壓為1.2V，其放電性能隨放電電流、溫度和其他因素的改變而變化。任務(wù)2鎳系動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)及應(yīng)用3.容量特性在高倍率即大電流放電條件下，電池的極化增強(qiáng)，內(nèi)阻增大，放電電壓下降很快，電池的能量效率降低，電池的實(shí)際容量一般都低于額定容量。相應(yīng)地，在低倍率放電條件下，放電電壓下降緩慢，電池實(shí)際放出的容量常常高于額定容量。鎳氫電池的充電電流、擱置時(shí)間、放電終止電壓和放電電流等均會(huì)對(duì)放電容量產(chǎn)生影響。任務(wù)2鎳系動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)及應(yīng)用4.儲(chǔ)存特性電池的儲(chǔ)存性能是指電池在一定條件下儲(chǔ)存一定時(shí)間后主要性能參數(shù)的變化，包括容量的下降、外觀情況有無(wú)變形或滲液情況等。鎳氫電池都遵從即充即用原則，不適宜放置太長(zhǎng)時(shí)間。存放鎳氫電池的區(qū)域應(yīng)保持清潔、涼爽、通風(fēng)；溫度應(yīng)在10~25℃之間，一般不應(yīng)超過(guò)30℃；相對(duì)濕度以不大于65%為宜。①長(zhǎng)期放置的電池應(yīng)該采用荷電狀態(tài)儲(chǔ)存，一般可預(yù)充50%~100%的電量后儲(chǔ)藏；②在儲(chǔ)存過(guò)程中，要保證至少每3個(gè)月對(duì)電池充電一次，以恢復(fù)到飽和容量。任務(wù)2鎳系動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)及應(yīng)用5.溫度特性鎳氫電池在中高溫環(huán)境下，由于溫度較高有利于合金中氫原子的擴(kuò)散，提高了合金的動(dòng)力學(xué)性能，且電解液中KOH的電導(dǎo)率也隨溫度升高而增加，電池放電容量明顯比低溫時(shí)放電容量大。溫度過(guò)高時(shí)，雖然電解質(zhì)電導(dǎo)率大，電流遷移能力增強(qiáng)，遷移內(nèi)阻減小，但電解液溶劑水分蒸發(fā)快，增加電解液的歐姆內(nèi)阻，兩種作用相互抵消，放電容量將不再增加。鎳氫電池的正常存儲(chǔ)溫度是-20~45℃，最佳存儲(chǔ)溫度是10~25℃。任務(wù)2鎳系動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)及應(yīng)用6.循環(huán)壽命鎳氫電池的循環(huán)壽命受充放電濕度、溫度和使用方法的影響。在目前的技術(shù)狀態(tài)下，當(dāng)按照IEC標(biāo)準(zhǔn)充放電時(shí)，充放電循環(huán)可以超過(guò)500次。在電動(dòng)車輛上的應(yīng)用，鎳氫電池一般采用淺充淺放的應(yīng)用機(jī)制，即SOC在40%~80%之間應(yīng)用，因此電池的使用壽命已經(jīng)可以達(dá)到5年，甚至10年以上。任務(wù)2鎳系動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)及應(yīng)用7.安全性由于電動(dòng)車在行駛過(guò)程中經(jīng)常會(huì)處于大幅度振蕩的狀態(tài)中，導(dǎo)致動(dòng)力鎳氫電池處于不穩(wěn)定的工作狀態(tài)中，容易出現(xiàn)以下安全問(wèn)題：（1）漏液。（2）氫氣滲漏。（3）電池內(nèi)產(chǎn)生氫氧爆炸性混合氣體。任務(wù)2鎳系動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)及應(yīng)用三、鎳氫動(dòng)力電池在電動(dòng)汽車上的應(yīng)用由于鎳氫電池滿足混合動(dòng)力電動(dòng)汽車高功率密度的要求，該類電池目前在混合動(dòng)力電動(dòng)汽車尤其是在日系車型中應(yīng)用廣泛，如豐田凱美瑞混合動(dòng)力車、普銳斯、雷克薩斯CT200、本田思域等。福特公司推出的Escape混合動(dòng)力汽車也采用了額定電壓在300V左右的鎳氫電池組。任務(wù)2鎳系動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)及應(yīng)用豐田普銳斯混合動(dòng)力（圖2-19）汽車采用鎳氫電池作為動(dòng)力電源。普銳斯的HV蓄電池采用的就是288V、6.5A·h的鎳氫動(dòng)力電池。該電池組可以通過(guò)發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)充放電，且輸出功率大、質(zhì)量小、壽命長(zhǎng)、耐久性好。豐田凱美瑞混合動(dòng)力車的鎳電池組在整車的布置如圖2-20所示。任務(wù)2鎳系動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)及應(yīng)用新途銳混合動(dòng)力車采用鎳氫電池作為動(dòng)力電源。新途銳混合動(dòng)力通過(guò)結(jié)合電力驅(qū)動(dòng)、車輛滑行、能量回收和起動(dòng)-停車系統(tǒng)4個(gè)方面的技術(shù)，使得這輛重達(dá)2.3t的SUV在城市路況的燃油效率較同級(jí)別車型提高了25%；在城市、高速公路和鄉(xiāng)間的綜合路況，平均油耗則降低了17%。任務(wù)2鎳系動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)及應(yīng)用謝謝觀看項(xiàng)目二常見(jiàn)動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)及應(yīng)用PART021.了解鋰離子動(dòng)力電池的類型及特點(diǎn)。2.掌握鋰離子動(dòng)力電池的結(jié)構(gòu)與工作原理。3.理解鋰離子動(dòng)力電池的性能及檢測(cè)。4.熟悉鋰離子動(dòng)力電池在相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用。任務(wù)目標(biāo)一、鋰離子動(dòng)力電池的類型及特點(diǎn)（一）鋰離子動(dòng)力電池的類型1.根據(jù)電池所用電解質(zhì)材料不同分類根據(jù)鋰離子電池所用電解質(zhì)材料不同，可以分為液態(tài)鋰離子電池和聚合物鋰離子電池兩大類。液態(tài)鋰離子電池使用液體電解質(zhì)，有圓形和方形兩種。聚合物鋰離子電池則以固體聚合物作為電解質(zhì)。這種聚合物可以是“干態(tài)”的，也可以是“膠態(tài)”的，目前聚合物鋰離子電池大部分采用聚合物凝膠電解質(zhì)。任務(wù)3鋰離子動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)及應(yīng)用2.根據(jù)電池正極所用材料不同分類（1）磷酸鐵鋰電池。（2）錳酸鋰電池。（3）鈷酸鋰電池。（4）三元鋰離子電池。任務(wù)3鋰離子動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)及應(yīng)用3.根據(jù)電池負(fù)極所用材料不同分類（1）嵌入型負(fù)極材料鋰離子電池。（2）合金化型負(fù)極材料鋰離子電池。（3）轉(zhuǎn)化型負(fù)極材料鋰離子電池。（4）鈦酸鋰為負(fù)極材料鋰離子電池。任務(wù)3鋰離子動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)及應(yīng)用（二）鋰離子動(dòng)力電池特點(diǎn)作為新一代綠色可充電池，鋰離子電池相對(duì)于其他類型電池，具有不可比擬的優(yōu)勢(shì)，如工作電壓高、能量密度高、循環(huán)壽命長(zhǎng)等，但同時(shí)它也存在一些缺點(diǎn)，如內(nèi)阻大、工作溫度范圍過(guò)寬等。任務(wù)3鋰離子動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)及應(yīng)用（二）鋰離子動(dòng)力電池特點(diǎn)任務(wù)3鋰離子動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)及應(yīng)用1.鋰離子動(dòng)力電池的優(yōu)點(diǎn)（1）工作電壓高。（2）能量密度高。（3）循環(huán)壽命長(zhǎng)。（4）自放電率小。（5）無(wú)記憶效應(yīng)。（6）環(huán)保性高。任務(wù)3鋰離子動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)及應(yīng)用2.鋰離子動(dòng)力電池的缺點(diǎn)（1）內(nèi)阻大。（2）充放電壓范圍過(guò)寬。（3）與普通電池相容性差。任務(wù)3鋰離子動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)及應(yīng)用二、鋰離子動(dòng)力電池組成與工作原理（一）鋰離子動(dòng)力電池的組成鋰離子動(dòng)力電池與鎳氫動(dòng)力電池等其他類型電池結(jié)構(gòu)相似，其主要由正極、負(fù)極、電解質(zhì)、隔膜、安全閥、電池鋼殼、頂部蓋板等組成。任務(wù)3鋰離子動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)及應(yīng)用任務(wù)3鋰離子動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)及應(yīng)用1.鋰離子動(dòng)力電池的正極材料（1）層狀化合物。①鈷酸鋰。②鎳酸鋰。任務(wù)3鋰離子動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)及應(yīng)用（2）尖晶石型結(jié)構(gòu)。任務(wù)3鋰離子動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)及應(yīng)用（3）橄欖石型結(jié)構(gòu)。任務(wù)3鋰離子動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)及應(yīng)用2.鋰離子動(dòng)力電池的負(fù)極材料任務(wù)3鋰離子動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)及應(yīng)用（1）碳材料。碳材料是目前商品化的鋰離子電池應(yīng)用最為廣泛的負(fù)極材料。碳負(fù)極材料包括石墨、無(wú)定型炭。（2）氧化物負(fù)極材料。氧化物是當(dāng)前研究的另一種負(fù)極材料體系，包括金屬氧化物、金屬基復(fù)合氧化物和其他氧化物。（3）金屬及合金類負(fù)極材料。金屬鋰是最先被采用的負(fù)極材料，理論比容量為3860A·h/kg。鋰能與許多金屬在室溫下形成金屬間化合物。任務(wù)3鋰離子動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)及應(yīng)用3.鋰離子動(dòng)力電池的電解質(zhì)用于鋰離子電池的電解質(zhì)有四類：非水液體電解質(zhì)、膠體電解質(zhì)、聚合物電解質(zhì)、固體電解質(zhì)。非水液體電解質(zhì)是鋰鹽溶于有機(jī)溶劑而形成的溶液，它是這四種電解質(zhì)中離子導(dǎo)電性最好的一種。典型的溶劑是硝酸酯類。膠體電解質(zhì)是鹽和溶劑同時(shí)溶于高分子聚合物或與其混合而形成的一種凝膠態(tài)離子導(dǎo)電材料，也屬于聚合物電解質(zhì)范疇。任務(wù)3鋰離子動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)及應(yīng)用聚合物電解質(zhì)是含有聚合物材料并且能發(fā)生離子遷移的電解質(zhì)。它是一種無(wú)液體無(wú)溶劑的材料，其離子導(dǎo)電能力是由鹽溶解于高分子聚合物中形成的。固體電解質(zhì)是處于固態(tài)的離子導(dǎo)電體。包括晶體電解質(zhì)、玻璃態(tài)電解質(zhì)、氧化物玻璃態(tài)電解質(zhì)、硫化物玻璃態(tài)電解質(zhì)等。任務(wù)3鋰離子動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)及應(yīng)用4.隔膜材料隔膜是鋰離子電池結(jié)構(gòu)中關(guān)鍵的內(nèi)層組件之一，其性能決定了電池的界面結(jié)構(gòu)、內(nèi)阻等，直接影響電池的容量、循環(huán)壽命以及安全性能等特性。隔膜的主要作用是隔開(kāi)電池的正、負(fù)極，防止兩極接觸發(fā)生短路，此外還具有能使電解液離子通過(guò)的功能。隔膜材料需要滿足一些條件，例如有一定的孔徑和孔隙率以保證低電阻和高離子電導(dǎo)率、耐電解液腐蝕、對(duì)電解液的浸潤(rùn)性好并具有足夠的吸液保濕能力、熱穩(wěn)定性和自動(dòng)關(guān)斷保護(hù)性能好等。任務(wù)3鋰離子動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)及應(yīng)用（二）鋰離子動(dòng)力電池的工作原理充電過(guò)程中，正極材料中的Li+從正極材料中脫嵌，進(jìn)入電解液透過(guò)隔膜后嵌入負(fù)極材料內(nèi)，等量的補(bǔ)償電荷也會(huì)經(jīng)外部電路從正極遷移至負(fù)極以保持電荷平衡。此時(shí)正極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，被稱為陽(yáng)極；負(fù)極則得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，被稱為陰極，電流由負(fù)極流向正極。放電過(guò)程中，Li+從負(fù)極材料中脫嵌，進(jìn)入電解液透過(guò)隔膜后重新嵌入正極材料，補(bǔ)償電荷同樣經(jīng)外部電路從負(fù)極遷移至正極。此時(shí)正極發(fā)生還原反應(yīng)，被稱為陰極；負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，被稱為陽(yáng)極，電流由正極流向負(fù)極。任務(wù)3鋰離子動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)及應(yīng)用任務(wù)3鋰離子動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)及應(yīng)用以LiCoO2-C電池工作時(shí)的狀態(tài)為例，說(shuō)明其反應(yīng)過(guò)程：任務(wù)3鋰離子動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)及應(yīng)用三、鋰離子動(dòng)力電池性能及檢測(cè)（一）鋰離子動(dòng)力電池的性能1.充放電特性鋰離子電池充電時(shí)Li+從正極活性物質(zhì)中脫嵌到電解質(zhì)中，同時(shí)電解質(zhì)中的Li+嵌入負(fù)極活性物質(zhì)中，結(jié)果導(dǎo)致正極電勢(shì)升高，負(fù)極電勢(shì)降低。充電接近完成時(shí)，電池的充電電壓升高加劇。任務(wù)3鋰離子動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)及應(yīng)用鋰離子電池的放電電壓與電池材料有關(guān)，以碳材料為負(fù)極時(shí)，LiCoO2為正極材料的鋰離子電池的放電電壓平臺(tái)在3.6V左右，而以LiFePO4為正極材料的鋰離子電池的放電電壓平臺(tái)在3.4V左右。正極材料中鋰離子的擴(kuò)散能力對(duì)電池的放電性能影響較大，特別是在低溫和高倍率條件下，鋰離子正、負(fù)極中的擴(kuò)散是限制電池充電性能的主要因素。任務(wù)3鋰離子動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)及應(yīng)用2.安全性鋰離子電池在熱沖擊、過(guò)充電、過(guò)放電和短路等濫用情況下，其內(nèi)部的活性物及電解液等組分間將發(fā)生化學(xué)、電化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生大量的熱量與氣體。使得電池內(nèi)部壓力增大，到一定程度可能導(dǎo)致電池著火，甚至爆炸。其主要原因如下。（1）材料熱穩(wěn)定性。（2）制造工藝。任務(wù)3鋰離子動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)及應(yīng)用3.熱特性鋰離子電池內(nèi)部產(chǎn)生的熱量主要是由4部分組成：反應(yīng)熱Qr、極化熱Qp、焦耳熱QJ和分解熱Qs。Qr表示由于電池內(nèi)部的化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生的熱量，這部分熱量在充電時(shí)為負(fù)值，在放電時(shí)為正值。極化熱Qp是指電池在充放電過(guò)程中，負(fù)載電流通過(guò)電極并伴隨著電化學(xué)反應(yīng)時(shí)，電極會(huì)發(fā)生極化，電池的平均電壓會(huì)與開(kāi)路電壓有所偏差，而導(dǎo)致產(chǎn)生的熱量。QJ為焦耳熱，這部分熱量是由于電池內(nèi)阻產(chǎn)生的，在充放電的過(guò)程中這部分熱量都為正值，其中電池內(nèi)阻包括電解質(zhì)的離子內(nèi)阻和電子內(nèi)阻，符合歐姆特性。Qs表示在電池的電極中自放電的存在也會(huì)導(dǎo)致電極的分解而產(chǎn)生的熱量。任務(wù)3鋰離子動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)及應(yīng)用4.自放電與存儲(chǔ)性能鋰離子電池的自放電率比鎳鎘、鎳氫電池小，鎳氫電池的月自放電率達(dá)60%。鎳鎘電池的月自放電率為30%，而鋰離子電池月自放電率只有6%～8%。鋰離子電池自放電導(dǎo)致容量損失分為可逆容量損失和不可逆容量損失兩種情況，自放電的程度受正極材料、電池的制作工藝、電解液的性質(zhì)、溫度和時(shí)間等因素影響。鋰離子電池的儲(chǔ)存性能主要同電池的荷電狀態(tài)及儲(chǔ)存環(huán)境溫度有關(guān)，高溫高荷電狀態(tài)SEI模組分部分發(fā)生溶解沉積，引起不可逆容量衰減；經(jīng)高溫高荷電狀態(tài)儲(chǔ)存后電池安全性能下降，低溫荷電狀態(tài)有利于儲(chǔ)存后鋰離子電池過(guò)充電時(shí)安全性能的保持。任務(wù)3鋰離子動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)及應(yīng)用（二）鋰離子動(dòng)力電池的性能檢測(cè)1.鋰離子電池安全性能檢測(cè)安全性能檢測(cè)主要包括：過(guò)充電、過(guò)放電、外部短路、強(qiáng)制放電等電測(cè)試；落體沖擊、針刺、振動(dòng)、擠壓、加速等機(jī)械測(cè)試；著火、沙浴、油浴、熱沖擊等熱測(cè)試；降壓、高度、浸泡、耐菌性等環(huán)境測(cè)試。任務(wù)3鋰離子動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)及應(yīng)用2.鋰離子電池電化學(xué)性能檢測(cè)化學(xué)性能檢測(cè)主要包括容量、內(nèi)阻、電壓、自放電、存儲(chǔ)性能、高低溫性能、循環(huán)性、充放電性能等。（1）容量。（2）內(nèi)阻。（3）平臺(tái)電壓、平臺(tái)容量。（4）倍率性能。（5）循環(huán)壽命。任務(wù)3鋰離子動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)及應(yīng)用3.電池成組測(cè)試與單體電池的檢測(cè)參數(shù)相似，電池成組和模塊化使用中的主要參數(shù)仍然包括電壓、內(nèi)阻、容量、循環(huán)壽命等，不同的是測(cè)試時(shí)需要大電流高電壓的測(cè)試設(shè)備，檢測(cè)內(nèi)容和檢測(cè)目的也有所不同，主要檢測(cè)電池模塊的動(dòng)態(tài)容量、功率密度、電壓一致性、內(nèi)阻一致性、倍率充放電性能、循環(huán)壽命、擱置和存儲(chǔ)性能等。任務(wù)3鋰離子動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)及應(yīng)用四、鋰離子動(dòng)力電池的應(yīng)用（一）鋰離子電池的應(yīng)用領(lǐng)域1.在便攜式電器中的應(yīng)用2.在電動(dòng)工具中的應(yīng)用3.在交通行業(yè)的應(yīng)用4.在軍事裝備及航空航天事業(yè)中的應(yīng)用5.其他領(lǐng)域中的應(yīng)用任務(wù)3鋰離子動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)及應(yīng)用（二）鋰離子電池在電動(dòng)汽車中的應(yīng)用1.日產(chǎn)Leaf純電動(dòng)汽車日產(chǎn)汽車公司2009年8月發(fā)布量產(chǎn)純電動(dòng)汽車Leaf車型，自2010年開(kāi)始，已經(jīng)在日本、美國(guó)和歐洲市場(chǎng)銷售。該車采用層疊式緊湊型鋰離子電池供電，電池容量24kW·h，位于車輛底部、座椅下方，輸出功率90kW（以上），能量密度140kW·h/kg，功率密度2.5kW/kg，電池單元數(shù)量48個(gè)，50kW直流快速充電（0～80%）只需不到30min，家庭200V交流電則需8h。該車最高車速120km/h，續(xù)駛里程320km。任務(wù)3鋰離子動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)及應(yīng)用任務(wù)3鋰離子動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)及應(yīng)用2.三菱i-MiEV電動(dòng)汽車三菱i-MiEV搭載一臺(tái)47kW的電機(jī)，由一組330V/16kW·h鋰電池提供動(dòng)力，最高車速130km/h，續(xù)駛里程可達(dá)130km以上。這組鋰電池可以利用家用電源進(jìn)行充電，每次充電時(shí)間約為7h，為了縮短過(guò)長(zhǎng)的充電時(shí)間，電力公司推出了一個(gè)快充套裝，只需35min就可以充滿電池80%的電量。任務(wù)3鋰離子動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)及應(yīng)用3.雪佛蘭Volt電動(dòng)汽車雪佛蘭Volt被稱為ExtendedRangeElectricVehicle，即增程式電動(dòng)汽車。它通過(guò)一個(gè)質(zhì)量為181.4kg的16kW·h的T型鋰離子電池組來(lái)儲(chǔ)存電能，該電池組由多個(gè)相連的電池模塊構(gòu)成，總共包含200多個(gè)電池單元。僅使用電力驅(qū)動(dòng)時(shí)，最多可以行駛40mile。在發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電并給蓄電池充電的情況下，Volt可以行駛數(shù)百英里。Volt在家庭中可以用120V或240V的電源為其充電，每次充電的成本也較低。任務(wù)3鋰離子動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)及應(yīng)用任務(wù)3鋰離子動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)及應(yīng)用4.特斯拉（Tesla）的ModelS電動(dòng)汽車特斯蘭的ModelS于2006年面世，采用53kW·h鋰電池，電機(jī)功率185kW，峰值轉(zhuǎn)矩270N·m，最高車速201km/h，續(xù)駛里程393km，0～60mile/h加速時(shí)間3.7s。任務(wù)3鋰離子動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)及應(yīng)用（三）鋰離子動(dòng)力電池的失效機(jī)理1.正極材料的溶解以尖晶石LiMn2O4為例，Mn的溶解是引起LiMn2O4可逆容量衰減的主要原因。Mn的溶解沉積造成正極活性物質(zhì)減少；溶解的Mn游離到負(fù)極時(shí)會(huì)造成負(fù)極SEI膜的不穩(wěn)定，被破壞的SEI膜再形成時(shí)會(huì)消耗鋰離子，造成鋰離子的減少。Mn的溶解是尖晶石LiMn2O4鋰離子電池容量衰減的重要原因。任務(wù)3鋰離子動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)及應(yīng)用2.正極材料的相變化一般認(rèn)為，鋰離子的正常脫嵌反應(yīng)總是伴隨著宿主結(jié)構(gòu)摩爾體積的變化，引起結(jié)構(gòu)的膨脹與收縮，導(dǎo)致氧八面體偏離球?qū)ΨQ性并成為變形的八面體結(jié)構(gòu)。這種現(xiàn)象叫作Jahn-Teller（或J-T曲線）。在LiMn2O4電池中，J-T效應(yīng)所導(dǎo)致的尖晶石型結(jié)構(gòu)不可逆轉(zhuǎn)變，也是容量衰減的主要原因之一。J-T效應(yīng)多發(fā)生在過(guò)放電階段，在起始材料中加入過(guò)量的鋰、摻雜Ni、Co、Al等陽(yáng)離子或者S等陰離子可以有效地抑制J-T效應(yīng)。任務(wù)3鋰離子動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)及應(yīng)用3.電解液的分解鋰離子電池中常用的電解液主要包括由各種有機(jī)碳酸酯（如PC、EC、DMC、DEC等）的混合物組成的溶劑，以及由鋰鹽（如LiPF6、LiCIO4、LiAsF6等）組成的電解質(zhì)。在充電條件下，電解液對(duì)含碳電極具有不穩(wěn)定性，故會(huì)發(fā)生還原反應(yīng)，電解液還原消耗了電解質(zhì)及溶劑，對(duì)電池容量及循環(huán)壽命產(chǎn)生不良影響。任務(wù)3鋰離子動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)及應(yīng)用4.過(guò)充電造成的容量損失電池在過(guò)充電時(shí)，會(huì)造成負(fù)極鋰的沉積、電解液的氧化以及正極氧損失導(dǎo)致高電壓區(qū)的J-T效應(yīng)，這些都會(huì)導(dǎo)致電池容量衰減。5.自放電鋰離子電池的自放電所導(dǎo)致的容量損失大部分是可逆的，只有一小部分是不可逆的。造成不可逆自放電的原因主要有鋰離子的損失（形成不可溶的LiCO3等物質(zhì)），電解液氧化產(chǎn)物堵塞電極微孔，造成內(nèi)阻增大等。任務(wù)3鋰離子動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)及應(yīng)用6.界面膜（SEI）的形成因界面膜的形成而損失的鋰離子將導(dǎo)致兩極間容量平衡的改變，在最初的幾次循環(huán)中就會(huì)使電池的容量下降。另外，界面膜的形成使得部分石墨粒子和電極發(fā)生隔離而失去活性，也會(huì)造成容量的損失。7.集流體鋰離子電池中的集流體材料常用銅和鋁，兩者都容易發(fā)生腐蝕，集流體的腐蝕會(huì)導(dǎo)致電池內(nèi)阻增加，從而造成容量損失。任務(wù)3鋰離子動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)及應(yīng)用謝謝觀看項(xiàng)目二常見(jiàn)動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)及應(yīng)用PART021.了解鋅空氣電池的原理及應(yīng)用。2.熟悉飛輪電池的原理及應(yīng)用。3.理解超級(jí)電容的結(jié)構(gòu)原理與應(yīng)用。4.掌握燃料電池的結(jié)構(gòu)原理與應(yīng)用。任務(wù)目標(biāo)一、鋅空氣電池結(jié)構(gòu)原理與應(yīng)用（一）鋅空氣電池的結(jié)構(gòu)與原理1.鋅空氣電池結(jié)構(gòu)鋅空氣電池主要由正電極、負(fù)電極、電解液和隔膜等組成。其中正極是空氣電極（氧電極），負(fù)極是金屬電極（鋅電極），電解液則主要是氫氧化鈉或氫氧化鉀堿性溶液。任務(wù)4其他類型動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)及應(yīng)用2.鋅空氣電池工作原理鋅空氣電池以空氣中的氧作為正極活性物質(zhì)，金屬鋅作為負(fù)極活性物質(zhì)，多孔活性炭作為正極，鉑或其他材料作為催化劑，使用堿性電解質(zhì)。氧氣經(jīng)多孔電極擴(kuò)散層擴(kuò)散到達(dá)催化層，在催化劑微團(tuán)表面的三相界面處與水發(fā)生反應(yīng)，吸收電子，生成OH-，陽(yáng)極的鋅與電解液中的OH-發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，生成ZnO和H2O，并釋放出電子，電子被集成電層收集起來(lái)，在外電路中產(chǎn)生電流。任務(wù)4其他類型動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)及應(yīng)用電池工作的化學(xué)反應(yīng)式如下：任務(wù)4其他類型動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)及應(yīng)用（二）鋅空氣電池的分類1.直接再充式鋅空氣電池直接再充式鋅空氣電池是直接對(duì)鋅空氣電池的鋅電極充電，鋅在堿性溶液中的電化學(xué)活性較大，熱力學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定，充電產(chǎn)物鋅酸鹽在強(qiáng)堿溶液中的溶解度較高，容易出現(xiàn)電極變形、枝晶生長(zhǎng)、自腐蝕及鈍化等現(xiàn)象，從而導(dǎo)致電極逐漸失效。另外，空氣電極可逆性差，在大氣環(huán)境中電解液容易碳化，且電解液受空氣濕度的影響較大。當(dāng)空氣相對(duì)濕度較低時(shí)，電池將損失水分，導(dǎo)致電解液不足，電池失效；當(dāng)空氣相對(duì)濕度較高時(shí)，電解液變稀，導(dǎo)電率降低，還有可能淹沒(méi)氣體電極的催化層，降低電極活性，從而導(dǎo)致電池失效。任務(wù)4其他類型動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)及應(yīng)用2.機(jī)械充電式鋅空氣電池機(jī)械式充電是指在電池完全放電后，將電池中用過(guò)的鋅電極取出，換入新的鋅電極，或者更換整個(gè)電池組，整個(gè)操作過(guò)程控制在3～5min內(nèi)。使用過(guò)的鋅電極或鋅空氣電池可以在專門(mén)的鋅回收利用廠進(jìn)行回收再加工，實(shí)現(xiàn)綠色環(huán)保無(wú)污染生產(chǎn)。任務(wù)4其他類型動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)及應(yīng)用3.注入式鋅空氣電池注入式鋅空氣電池是將配制好的鋅膏源源不斷地通過(guò)擠壓或壓力輸送送入電池內(nèi)，同時(shí)將反應(yīng)完畢的混合物抽取到電池外，這樣在電動(dòng)車輛上應(yīng)用時(shí)，電池系統(tǒng)只需攜帶盛放鋅膏的燃料罐，燃料罐加注足夠的鋅膏燃料就可實(shí)現(xiàn)車輛連續(xù)行駛。任務(wù)4其他類型動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)及應(yīng)用（三）鋅空氣電池的特點(diǎn)1.鋅空氣電池的優(yōu)點(diǎn)（1）容量大。（2）能量密度高。（3）價(jià)格低廉。（4）儲(chǔ)存壽命好。（5）鋅可以回收利用。（6）綠色環(huán)保。任務(wù)4其他類型動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)及應(yīng)用2.鋅空氣電池的不足與改進(jìn)（1）電解液的干涸與吸潮。（2）電解質(zhì)的碳酸化。（3）電池的密封和防漏。任務(wù)4其他類型動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)及應(yīng)用（四）鋅空氣電池在電動(dòng)汽車上的應(yīng)用1995年，以色列電燃料有限公司首次將鋅空氣電池用于EV上，使得鋅空氣電池進(jìn)入了實(shí)用化階段。美國(guó)DreisbackElectromotive公司以及德國(guó)、法國(guó)、瑞典、荷蘭、芬蘭、西班牙和南非等多個(gè)國(guó)家也都在EV上積極地推廣應(yīng)用鋅空氣電池。國(guó)內(nèi)部分廠家已經(jīng)在注入式鋅空氣電池方面開(kāi)展了多年的研究工作，并且在部分電動(dòng)車輛上進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)性裝車測(cè)試。任務(wù)4其他類型動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)及應(yīng)用以色列電燃料有限公司開(kāi)發(fā)的鋅空氣電池，裝在載重1000kg、總重3500kg的電動(dòng)郵車上，實(shí)驗(yàn)結(jié)果：能量密度達(dá)到270W·h/kg，350kg的鋅空氣電池使電動(dòng)郵車行駛了300km，最高車速可達(dá)120km/h，由靜止加速到80km/h為12s，該車具有良好的動(dòng)力性能。更換鋅粒匣和灌滿電解質(zhì)的時(shí)間為2min。以色列設(shè)有每小時(shí)能處理10kg鋅的再生處理廠，可以供給10~15輛電動(dòng)郵車更換鋅粒匣服務(wù)。美國(guó)DreisbackElectromotive公司開(kāi)發(fā)的鋅空氣電池已在公共汽車和總重9t的貨車上使用，公共汽車可連續(xù)行駛10h左右，貨車最大續(xù)駛里程達(dá)113km。任務(wù)4其他類型動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)及應(yīng)用德國(guó)奔馳汽車公司的MB410型電動(dòng)廂式車，標(biāo)準(zhǔn)總質(zhì)量為4000kg，采用150kW·h的鋅空氣電池，該車從德國(guó)的不萊梅到波恩，最高車速達(dá)到120km/h，一次充電后走完全程425km的路程。瑞典斯德哥爾摩市的電動(dòng)車、電動(dòng)客車和電動(dòng)服務(wù)車輛上，采用大的鋅空氣電池，能量密度為180W·h/kg，功率密度為100W·h/L，續(xù)駛里程為350~425km。該市的鋅空氣電池廢料回收處理能力為250kg/h，可為150輛EV提供再生的鋅粒。任務(wù)4其他類型動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)及應(yīng)用二、飛輪電池結(jié)構(gòu)原理與應(yīng)用（一）飛輪電池的結(jié)構(gòu)與原理1.飛輪電池的結(jié)構(gòu)飛輪電池主要由轉(zhuǎn)子（飛輪）、電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)、真空容器、磁懸浮軸承、軸、輔助軸承、電力電子裝置（電子控制電路）及輸入輸出設(shè)備和外殼等組成。任務(wù)4其他類型動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)及應(yīng)用2.飛輪電池的工作原理充電時(shí)，飛輪電池中的電極以電動(dòng)機(jī)形式運(yùn)轉(zhuǎn)，在外電源的驅(qū)動(dòng)下，電極帶動(dòng)飛輪高速旋轉(zhuǎn)，即用電給飛輪電池“充電”，增加了飛輪的轉(zhuǎn)速；放電時(shí)，電機(jī)則以發(fā)電機(jī)狀態(tài)運(yùn)轉(zhuǎn)，在飛輪的帶動(dòng)下對(duì)外輸出電能，完成機(jī)械能（動(dòng)能）到電能的轉(zhuǎn)換。任務(wù)4其他類型動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)及應(yīng)用飛輪電池儲(chǔ)能是基于飛輪以一定角速度旋轉(zhuǎn)時(shí)，可以存儲(chǔ)動(dòng)能的基本原理。飛輪作為儲(chǔ)能的核心部件，儲(chǔ)能量E由下列公式?jīng)Q定：式中，j為飛輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，與飛輪的形狀和重量有關(guān)；ω為飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度。任務(wù)4其他類型動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)及應(yīng)用（二）飛輪電池優(yōu)點(diǎn)（1）能量密度高。（2）能量轉(zhuǎn)換率高。（3）工作溫度范圍寬。（4）使用壽命長(zhǎng)。（5）低損耗、低維護(hù)。任務(wù)4其他類型動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)及應(yīng)用（三）飛輪電池的應(yīng)用現(xiàn)狀1.飛輪電池的應(yīng)用領(lǐng)域（1）交通運(yùn)輸領(lǐng)域。（2）航空航天領(lǐng)域。（3）不間斷電源。任務(wù)4其他類型動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)及應(yīng)用2.飛輪電池在電動(dòng)汽車上的應(yīng)用20世紀(jì)80年代初，瑞士OerlikonEnergy公司成功研制了完全由飛輪電池供能的電動(dòng)公交客車，可載客70名，在行駛過(guò)程中，需要在每個(gè)車站停車充電2min。1987年，德國(guó)開(kāi)發(fā)了飛輪電池混合動(dòng)力汽車，利用飛輪電池吸收90%的制動(dòng)能量，并在需要短時(shí)加速等工況下輸出電能補(bǔ)充內(nèi)燃機(jī)功率的不足。1992年，美國(guó)飛輪系統(tǒng)公司采用纖維復(fù)合材料制造飛輪，并開(kāi)發(fā)了飛輪電池電動(dòng)汽車，該車一次充電續(xù)駛里程達(dá)到600km。任務(wù)4其他類型動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)及應(yīng)用保時(shí)捷911GT3采用機(jī)電飛輪代替蓄電池為能源。該系統(tǒng)包括一臺(tái)連接有電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)的電動(dòng)飛輪。飛輪最高轉(zhuǎn)速高達(dá)40000r/min。任務(wù)4其他類型動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)及應(yīng)用沃爾沃在賽車上應(yīng)用動(dòng)能回收系統(tǒng)采用的就是機(jī)械飛輪儲(chǔ)能結(jié)構(gòu)，將來(lái)自車身的動(dòng)能儲(chǔ)存在由一塊重量6kg、直徑20cm的碳纖維組成的飛輪模塊中，需要釋放時(shí)，其通過(guò)CVT變速模塊將能量傳遞至后橋直接驅(qū)動(dòng)車輪。任務(wù)4其他類型動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)及應(yīng)用三、超級(jí)電容器結(jié)構(gòu)原理與應(yīng)用（一）超級(jí)電容器的結(jié)構(gòu)與原理1.超級(jí)電容器組成超級(jí)電容器是由兩個(gè)彼此絕緣的平板型金屬電容板組成，在兩塊電容板之間用絕緣材料隔開(kāi)。超級(jí)電容器主要由多孔電極、引出電極（集電極）、隔膜（離子滲透膜）、電解液和外殼等組成。任務(wù)4其他類型動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)及應(yīng)用2.超級(jí)電容器工作原理充電時(shí)，電子通過(guò)外加電源由正極流向負(fù)極，同時(shí)，正負(fù)離子從液體相中分離并分別移動(dòng)到電極表面，形成雙電層；充電結(jié)束后，電極上的正負(fù)電荷與溶液中相反電荷離子相吸引而使雙電層穩(wěn)定，在正負(fù)極間產(chǎn)生相對(duì)穩(wěn)定的電位差。在放電時(shí)，電子通過(guò)負(fù)載從負(fù)極流到正極，在外電路中產(chǎn)生電流，正負(fù)離子從電極表面被釋放進(jìn)入液體相，呈電中性。任務(wù)4其他類型動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)及應(yīng)用（二）超級(jí)電容器的分類1.按工作原理分類（1）雙電層型超級(jí)電容器。（2）贗電型超級(jí)電容器。2.按電解質(zhì)類型分類（1）有機(jī)電解液超級(jí)電容。（2）水基電解液超級(jí)電容。①酸性電解液。②堿性電解液。③中性電解液。任務(wù)4其他類型動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)及應(yīng)用3.按照功能劃分與蓄電池相同，超級(jí)電容器也可分為能量型和功率型。能量型特點(diǎn)是比能量高，主要用于高能輸入、輸出場(chǎng)合；功率型特點(diǎn)是比功率高，主要用于瞬間高功率輸入、輸出場(chǎng)合。目前開(kāi)發(fā)的能量型超級(jí)電容器比能量已經(jīng)達(dá)到30W·h/kg，接近鉛酸電池水平，比功率達(dá)到3000W/kg，可以連續(xù)幾分鐘到幾十分鐘輸出較高強(qiáng)度的電流；功率型超級(jí)電容器能量密度達(dá)到6～10W·h/kg，比功率達(dá)到8000W/kg，可以輸出幾秒到幾十秒的瞬間大電流，承擔(dān)設(shè)備起動(dòng)所需要的大功率電能。任務(wù)4其他類型動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)及應(yīng)用（三）超級(jí)電容器的特點(diǎn)和特性1.超級(jí)電容器特點(diǎn)（1）超級(jí)電容器優(yōu)點(diǎn)。①輸出功率密度高。②極長(zhǎng)的充放電循環(huán)壽命。③非常短的充電時(shí)間。④妥善解決了儲(chǔ)能設(shè)備高比功率和高比能量輸出之間的矛盾。⑤儲(chǔ)存壽命極長(zhǎng)。⑥高可靠性。⑦工作溫度范圍寬。任務(wù)4其他類型動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)及應(yīng)用（2）超級(jí)電容器缺點(diǎn)。①線性放電。②低能量密度。③低電壓。④高自放電。⑤價(jià)格高。任務(wù)4其他類型動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)及應(yīng)用2.超級(jí)電容器特性超級(jí)電容器具有與電池不同的充放電特性，放電曲線如圖。在相同的放電電流情況下，電壓隨放電時(shí)間呈線性下降的趨勢(shì)。這種特性使超級(jí)電容器的剩余能量預(yù)測(cè)以及充放電控制相對(duì)于電池的非線性曲線簡(jiǎn)單許多。任務(wù)4其他類型動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)及應(yīng)用超級(jí)電容器的容量也不同于電池，其額定容量單位為法拉（F）。定義為以規(guī)定的恒定電流（如1000F以上的超級(jí)電容器規(guī)定的充電電流為100A，200F以下的為3A）充電到額定電壓后保持2～3min，在規(guī)定的恒定電流放電條件下放電到端電壓為零所需的時(shí)間與電流的乘積再除以額定電壓值。即式中，C為超級(jí)電容額定容量；I為充電電流；t為充電時(shí)間；V為額定電壓。任務(wù)4其他類型動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)及應(yīng)用（四）超級(jí)電容器在電動(dòng)汽車上的應(yīng)用超級(jí)電容器由于具有比功率高、循環(huán)壽命長(zhǎng)、充放電時(shí)間短等優(yōu)勢(shì)，已成為理想的電動(dòng)車的電源之一。Maxwell公司所開(kāi)發(fā)的超級(jí)電容器在各種類型電動(dòng)汽車上都得到了良好的應(yīng)用。美國(guó)NASALewis研究中心研制的混合動(dòng)力客車采用超級(jí)電容器作為主要的能量存儲(chǔ)系統(tǒng)。日本是將超級(jí)電容器應(yīng)用于混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的先驅(qū)；日產(chǎn)公司于2002年6月24日生產(chǎn)了安裝有柴油機(jī)、電動(dòng)機(jī)和超級(jí)電容器的并聯(lián)混合動(dòng)力貨車，此外還推出了天然氣超級(jí)電容器混合動(dòng)力客車；日本富士重工推出的電動(dòng)汽車已經(jīng)使用了日立機(jī)電制作的鋰離子蓄電池和松下電器制作的儲(chǔ)能電容器的聯(lián)用裝置。任務(wù)4其他類型動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)及應(yīng)用國(guó)內(nèi)以超級(jí)電容器為儲(chǔ)能系統(tǒng)的電動(dòng)汽車的研究取得了一系列成果。2004年7月，我國(guó)首部“電容蓄能變頻驅(qū)動(dòng)式無(wú)軌電車”在上海張江投入試運(yùn)行，當(dāng)電車?？空緯r(shí)在30s內(nèi)快速充電，充電后就可持續(xù)提供電能，時(shí)速可達(dá)44km/h。哈爾濱工業(yè)大學(xué)和句容集團(tuán)研制的超級(jí)電容器電動(dòng)公交車，可容納50名乘客，最高速度20km/h。任務(wù)4其他類型動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)及應(yīng)用四、燃料電池結(jié)構(gòu)原理與應(yīng)用（一）燃料電池的結(jié)構(gòu)與原理任務(wù)4其他類型動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)及應(yīng)用1.質(zhì)子交換膜燃料電池結(jié)構(gòu)質(zhì)子交換膜燃料電池是一種燃料電池，在原理上相當(dāng)于水電解的“逆”裝置。質(zhì)子交換膜燃料電池的單電池主要由陽(yáng)極、陰極、質(zhì)子交換膜、陽(yáng)極催化層、陰極催化層和集流體等組成。（1）電極。（2）催化層。（3）質(zhì)子交換膜。（4）集流體。任務(wù)4其他類型動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)及應(yīng)用2.質(zhì)子交換膜燃料電池原理質(zhì)子交換膜燃料電池通常采用氫氣和氧氣（或空氣）作為反應(yīng)氣體。為了加快電化學(xué)反應(yīng)速率，氣體擴(kuò)散電極上都含有催化劑。電極催化劑包括陰極催化劑和陽(yáng)極催化劑兩類。它能將儲(chǔ)存在燃料(H2)和氧化劑(O2)中的化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能，只要不斷地供給燃料和氧化劑，它就能不斷地輸出電能。任務(wù)4其他類型動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)及應(yīng)用任務(wù)4其他類型動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)及應(yīng)用（二）燃料電池的分類與特點(diǎn)1.燃料電池的分類（1）按照工作溫度分類，燃料電池可分為低溫、中溫和高溫三類。（2）按照燃料種類分類，燃料電池也可分為直接式燃料電池、間接式燃料電池和再生燃料電池三類。（3）按開(kāi)發(fā)早晚順序來(lái)分，燃料電池可分三代。PAFC稱為第一代燃料電池，MCFC稱為第二代燃料電池，SOFC稱為第三代燃料電池。（4）按電解質(zhì)類型分類，可分為如下幾類：堿性燃料電池、磷酸燃料電池、熔融碳酸鹽燃料電池、固體氧化物燃料電池、質(zhì)子交換膜燃料電池。任務(wù)4其他類型動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)及應(yīng)用任務(wù)4其他類型動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)及應(yīng)用2.燃料電池的特點(diǎn)（1）燃料電池的優(yōu)點(diǎn)。①能量轉(zhuǎn)換效率高。②無(wú)環(huán)境污染。③使用壽命長(zhǎng)。④燃料多樣。⑤比能量高。任務(wù)4其他類型動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)及應(yīng)用（2）燃料電池的不足。①燃料電池造價(jià)偏高。②反應(yīng)/啟動(dòng)性能。③碳?xì)淙剂蠠o(wú)法直接利用。④氫氣儲(chǔ)存技術(shù)。⑤氫燃料基礎(chǔ)建設(shè)不足。任務(wù)4其他類型動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)及應(yīng)用（三）燃料電池系統(tǒng)組成1.燃料電池電堆（1）質(zhì)子交換膜。（2）雙極板。（3）膜電極組件。（4）催化劑。任務(wù)4其他類型動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)及應(yīng)用2.輔助子系統(tǒng)（1）供氫子系統(tǒng)。（2）供氧子系統(tǒng)。（3）水管理系統(tǒng)。（4）熱管理系統(tǒng)。（5）直流-交流逆變系統(tǒng)。（6）控制系統(tǒng)。（7）安全系統(tǒng)。任務(wù)4其他類型