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任務(wù)1.新能源汽車動(dòng)力電池認(rèn)知目錄CONTENTS新能源汽車動(dòng)力電池認(rèn)知

1鉛酸蓄電池的認(rèn)知2鎳氫電池認(rèn)知3鋰離子電池的認(rèn)知45其他動(dòng)力電池教學(xué)目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)了解動(dòng)力電池的發(fā)展;熟悉常用動(dòng)力電池的類型、性能;掌握鋰離子動(dòng)力電池的結(jié)構(gòu)和工作原理。能力目標(biāo)能說出常見動(dòng)力蓄電池的性能特點(diǎn);能甄別各類型動(dòng)力蓄電池的性能差異,并能正確選用。素質(zhì)目標(biāo)增強(qiáng)民族自信心和自豪感,堅(jiān)定文化自信,培養(yǎng)家國情懷;培養(yǎng)良好的生態(tài)環(huán)境保護(hù)意識(shí),養(yǎng)成綠色生活方式和。情境導(dǎo)入

今天4S店接待了一輛事故車,動(dòng)力蓄電池需維修更換,請(qǐng)你先了解清楚該車的動(dòng)力蓄電池的類別、規(guī)格及性能。1.1新能源汽車動(dòng)力電池認(rèn)知01動(dòng)力電池的作用動(dòng)力電池系統(tǒng)是電動(dòng)汽車的動(dòng)力來源,它為整車驅(qū)動(dòng)和其他用電器提供電能。動(dòng)力電池的直接作用是為電動(dòng)汽車提供動(dòng)力的來源,必須具有高能量、高功率、高能量密度、高倍率部分荷電狀態(tài)下的循環(huán)使用。02中國動(dòng)力電池行業(yè)的發(fā)展動(dòng)力電池未來向高性能、低成本、長壽命發(fā)展;01產(chǎn)銷量持續(xù)快速增長,行業(yè)集中度在競(jìng)爭中提升;02動(dòng)力電池系統(tǒng)銷售價(jià)格有力下降,上游材料成為關(guān)鍵因素;03動(dòng)力電池發(fā)展利好,但負(fù)面事件頻發(fā)仍引擔(dān)憂;0405回收路線漸趨清晰,商業(yè)體系仍待健全。02中國動(dòng)力電池行業(yè)的發(fā)展動(dòng)力電池是電動(dòng)汽車的“心臟”,不僅整車成本占比很高,更是一個(gè)國家或地區(qū)發(fā)展新能源尤其是新能源汽車產(chǎn)業(yè)的制勝關(guān)鍵。中國作為全球最大的新能源汽車產(chǎn)銷市場(chǎng),2022年中國新能源汽車產(chǎn)量約為658.4萬輛,同比增長88.8%;中國市場(chǎng)動(dòng)力電池裝機(jī)量約為302.3GWh,同比增長89.7%。從電池的材料類型來看,磷酸鐵鋰電池持續(xù)領(lǐng)跑,并且與三元電池裝機(jī)量的差距進(jìn)一步拉大。全球最大的棟電池生產(chǎn)商--寧德時(shí)代,市場(chǎng)占有量為市場(chǎng)占有率為32.6%,居世界之首。打開超級(jí)鏈接學(xué)習(xí)02中國動(dòng)力電池行業(yè)的發(fā)展中國新能源發(fā)展開足馬力原電池:放電后不能再充電使用的電池。蓄電池:放電后可以反復(fù)充電使用的電池。常用的有:鉛酸電池、鎳鎘電池、鎳氫電池、鋰離子電池等。燃料電池:是一種將存在于燃料與氧化劑中的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的發(fā)電裝置。儲(chǔ)備電池:直到電池使用時(shí)才加入電解液,將化學(xué)能或物理能轉(zhuǎn)化為電能并儲(chǔ)備的裝置。1.按工作性質(zhì)分類:鉛酸電池、鎳鎘電池、鎳氫電池、鋰離子電池、錳鋅電池、燃料電池等。2.按材料分:物理電池、生物電池、化學(xué)電池。3.按工作原理分:常用動(dòng)力電池的類型0304動(dòng)力蓄電池的作用1也稱為動(dòng)力電池,是純電動(dòng)車或油電混合動(dòng)力汽車的重要的儲(chǔ)能供能裝置。目前廣泛應(yīng)用的動(dòng)力蓄電池主要有:鉛酸電池、鎳氫電池、鋰離子電池等。動(dòng)力蓄電池2動(dòng)力蓄電池的作用是接收和儲(chǔ)存由車載充電機(jī)、發(fā)電機(jī)、制動(dòng)能量回收裝置或外置充電裝置提供的電能,并且為驅(qū)動(dòng)電機(jī)和其他高壓用電設(shè)備提供電能,類似于燃油車的油箱。動(dòng)力蓄電池的作用動(dòng)力蓄電池04動(dòng)力蓄電池是純電動(dòng)汽車的核心部件,也是新能源汽車上價(jià)格最高的部件之一。動(dòng)力蓄電池的性能好壞直接決定了這輛車的實(shí)際價(jià)值。動(dòng)力蓄電池一旦失效,車輛就會(huì)處于癱瘓狀態(tài)。動(dòng)力蓄電池屬于高壓安全部件,內(nèi)部機(jī)構(gòu)復(fù)雜,工作時(shí)需要很苛刻的條件,任何異常因素都將導(dǎo)致動(dòng)力被切斷。動(dòng)力蓄電池的作用04動(dòng)力蓄電池組結(jié)構(gòu)05

純電動(dòng)汽車的動(dòng)力電池系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)一般由單體電池(電芯)、動(dòng)力電池模組、串聯(lián)線、電池信息采集器(BIC)、電池采樣線、托盤、防火隔熱棉、密封蓋、高低接插件(維修開關(guān))、配電箱(總正、總負(fù)接觸器)、冷卻管道等組成。動(dòng)力蓄電池04動(dòng)力蓄電池組結(jié)構(gòu)05單體電池:單體電池是直接將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的基本單元裝置,包括電極、隔膜、電解質(zhì)、外殼和端子,并設(shè)計(jì)成可充電。

“”動(dòng)力蓄電池04動(dòng)力蓄電池組結(jié)構(gòu)05電池模組

電池模組是將一個(gè)以上單體電池按照串聯(lián)、并聯(lián)或串并聯(lián)方式組合成的電源組合體。包括單體電芯、固定框架、電連接裝置,還有溫度傳感器、電壓檢測(cè)線路等。1.2鉛酸蓄電池的認(rèn)知

01鉛酸蓄電池的種類1汽車的啟動(dòng)鉛酸蓄電池最大的特點(diǎn)是允許短時(shí)大電流放電。啟動(dòng)鉛酸蓄電池主要應(yīng)用于發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)機(jī)的起動(dòng)供電。啟動(dòng)鉛酸蓄電池特點(diǎn)2有高的比能量和比功率,高的循環(huán)次數(shù)和使用壽命,以及快速充電等性能,是電動(dòng)汽車采用的蓄電池。動(dòng)力鉛酸蓄電池特點(diǎn)鉛酸蓄電池在汽車上有兩種,一種是啟動(dòng)鉛酸蓄電池,另一種是動(dòng)力鉛酸蓄電池。混合動(dòng)力汽車的牽引用動(dòng)力鉛酸蓄電(簡稱動(dòng)力鉛酸蓄電池)性能與啟動(dòng)鉛酸蓄電池的要求是不同的。01鉛酸蓄電池的種類視頻“鉛酸蓄電池的類型及應(yīng)用”(見智慧職教MOOC任務(wù)1.2)啟動(dòng)鉛酸蓄電池原理02正極成流反應(yīng)為負(fù)極成流反應(yīng)為電池總反應(yīng)鉛酸電池的工作原理鉛酸電池的放電時(shí)的電化學(xué)反應(yīng)被稱為雙硫化反應(yīng)啟動(dòng)鉛酸蓄電池原理02視頻“鉛酸蓄電池工作原理”動(dòng)力鉛酸蓄電池原理及結(jié)構(gòu)03(2)動(dòng)力鉛酸蓄電池通常采用密封、無銻材料網(wǎng)隔板等技術(shù),并在普通鉛酸蓄電池的電解液中加入硅酸膠(Na2SiO3)之類的凝聚劑,如化學(xué)方程式(2)。使電解質(zhì)成為膠狀物,形成一種“膠體”電解質(zhì),采用“膠體”電解質(zhì)的鉛酸蓄電池,使用起來更加方便。鉛酸蓄電池的電極上帶有催化劑(AL2O3),催化劑可以使充電后期時(shí)產(chǎn)生的氫氣和氧氣反應(yīng)生成水流回電池,防止充電時(shí)電解水產(chǎn)生的氫氣和氧氣逸散,從而控制水的消耗,防止液面下降。注意:動(dòng)力鉛酸蓄電池的化學(xué)反應(yīng)仍是化學(xué)方程式(1),化學(xué)方程式(2)只是稀硫酸的一種存在形式。

動(dòng)力鉛酸蓄電池主要由正極板、負(fù)極板、電解液、隔板、外殼、頂蓋、正負(fù)極接線柱等組成。03視頻:鉛酸蓄電池的結(jié)構(gòu)動(dòng)力鉛酸蓄電池原理及結(jié)構(gòu)04蓄電池電壓測(cè)量04電壓測(cè)量在蓄電池“極板材料正?!钡那闆r下,可用萬用表測(cè)量蓄電池電壓初步判斷蓄電池電量。正常滿電在12.6-12.8V低于11.8V無需測(cè)量,因?yàn)?1.8V在大多數(shù)低溫情況下可能無法啟動(dòng)大的用電器部件。請(qǐng)根據(jù)實(shí)際測(cè)量電壓估計(jì)容量有多少?蓄電池電壓測(cè)量04例如在20℃時(shí)12.0V為放電狀態(tài)(20%或更小)12.3V為半充電(50%)12.7V為完全充電(100%)其他較為準(zhǔn)確的判別蓄電池電量方法:大燈和儀表照明燈亮度鼓風(fēng)機(jī)最高檔轉(zhuǎn)速產(chǎn)生的聲音大小啟動(dòng)時(shí)的起動(dòng)是否順利什么是動(dòng)力電池。123啟動(dòng)鉛酸電池和動(dòng)車鉛酸蓄電池的優(yōu)、缺點(diǎn)。鉛酸蓄電池的內(nèi)部材料成分。任務(wù)小結(jié)4電池充電和放電的工作過程。課后作業(yè):請(qǐng)同學(xué)們上網(wǎng)查找汽車上的鉛酸蓄電池在冬季是如何保養(yǎng)的。1.3鎳氫電池認(rèn)知鎳氫電池的優(yōu)缺點(diǎn)01鎳氫電池(Ni-MH)是一種堿性電池,單體電池電壓1.2V,比能量75~80W·h/kg,比功率160~230W/kg,能量密度達(dá)到200W·h/L,功率密度400~600W/L。鎳氫電池的優(yōu)點(diǎn)0305010204充電18min可恢復(fù)40%~80%的容量,過充電和過放電性能好。應(yīng)急補(bǔ)充充電性能好,1h內(nèi)可以完全充滿,應(yīng)急補(bǔ)充充電的時(shí)間短。在80%的放電深度下,循環(huán)壽命可達(dá)到1000次以上,是鉛酸電池的3倍。一次充電后行駛里程長,而且啟動(dòng)加速性能較好??梢栽诃h(huán)境溫度-28~80℃條件下正常工作。02鎳氫電池的優(yōu)點(diǎn)0810060709循環(huán)壽命可達(dá)到6000次或7年。采用全封閉外殼,可以在真空環(huán)境中正常工作。低溫性能較好,能夠長時(shí)間存放。鎳氫電池中沒有鉛(Pb)和鎘(Cd)等重金屬元素,不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。鎳氫電池以隨充隨放,不會(huì)出現(xiàn)鎳鎘在沒有放完電后即充電而產(chǎn)生的“記憶效應(yīng)”。02鎳氫電池的缺點(diǎn)在高溫條件下使用時(shí)電荷量急劇下降。自放電損耗較大。價(jià)格較貴,鎳氫電池的成本很高,不同的儲(chǔ)氫合金具有不同的儲(chǔ)存氫的能力,價(jià)格也不相同。鎳氫電池的比功率和放電能力不及鎳鎘電池。鎳氫電池在使用時(shí)還應(yīng)充分注意各個(gè)單體電池之間的一致性,特別是在高速率、深放電情況下,各個(gè)單體電池之間的容量和電壓差較明顯。注重對(duì)電池組在充、放電過程中的導(dǎo)熱管理和電池安全裝置的設(shè)計(jì)。目前,日本混合動(dòng)力電動(dòng)汽車多采用鎳-氫電池作為能源。03鎳氫電池的優(yōu)缺點(diǎn)視頻:鎳氫電池的主要特性04鎳氫電池的結(jié)構(gòu)組成及結(jié)構(gòu)原理鎳氫電池的正極,是球狀氫氧化鎳粉末與添加劑等金屬、塑料和黏合劑等制成的涂膏,用自動(dòng)涂膏機(jī)涂在正極板上,然后經(jīng)過干燥處理成發(fā)泡的氫氧化鎳正極板。在正極材料Ni(OH)中添加Ca、Co、Zn或稀土元素,對(duì)穩(wěn)定電極的性能有明顯的改進(jìn)。正極材料鎳氫電池的負(fù)極的關(guān)鍵技術(shù)是儲(chǔ)氫合金,要求儲(chǔ)氫合金能夠穩(wěn)定地經(jīng)受反復(fù)的儲(chǔ)氣和放氣的循環(huán)。儲(chǔ)氫合金是一種允許氫原子進(jìn)入或分離的多金屬合金的晶格基塊,用鈦-釩-鋯-鎳-鉻(Ti-V-Co-Ni-Cr)五種基本元素,并與鈷、錳等金屬元素?zé)Y(jié)的合金,經(jīng)過加氫、粉碎、成形和燒結(jié)成負(fù)極板。負(fù)極材料電解質(zhì)是水溶性氫氧化鉀(KOH)和氫氧化鋰(LiOH)的混合物。電解質(zhì)05鎳氫電池的結(jié)構(gòu)組成及結(jié)構(gòu)原理視頻“鎳氫電池的結(jié)構(gòu)”05鎳氫電池也稱為鎳金屬氧化物電池。其一般由正負(fù)極、隔膜、電解液、安全閥、殼體等組成。鎳氫電池的結(jié)構(gòu)組成及結(jié)構(gòu)原理051充電時(shí),鎳氫電池正負(fù)極的電化學(xué)反應(yīng)為:正極:Ni(OH)2+OH-→NiOOH+H2O+e-負(fù)極:M+H2O+e-→MH+OH-充電過程2在充電時(shí),電解液中的水被分解為氫離子和氧化氫離子,負(fù)極吸收氫離子,負(fù)極的金屬變成為金屬氧化物。鎳氫電池的充電過程鎳氫電池的結(jié)構(gòu)組成及結(jié)構(gòu)原理051放電時(shí),鎳氫電池正負(fù)極的電化學(xué)反應(yīng)為:正極:NiOOH

+H2O+e-→Ni(OH)2+OH-負(fù)極:MH+OH-→M+H2O+e-放電過程2放電時(shí),正極析出氧化氫離子,負(fù)極析出氫離子,其在電解液中結(jié)合生產(chǎn)水,在正負(fù)極之間通過外部電路放出電能。

鎳氫電池的放電過程鎳氫電池的結(jié)構(gòu)組成及結(jié)構(gòu)原理05視頻“鎳氫電池的工作原理”什么是動(dòng)力電池。123鎳氫電池的優(yōu)缺點(diǎn)。鎳氫電池的內(nèi)部材料成分。任務(wù)小結(jié)4鎳氫電池充電和放電的工作過程課后作業(yè):請(qǐng)同學(xué)們上網(wǎng)查找鎳氫電池在豐田、本田混合動(dòng)力汽車上的應(yīng)用情況。1.4鋰離子電池的認(rèn)知1.4.1鋰離子電池結(jié)構(gòu)組成及工作原理鋰離子電池的結(jié)構(gòu)組成01鋰離子電池一般由正極、負(fù)極、隔膜、電解液(電解質(zhì))、殼體和安全閥等組成。鋰離子電池的結(jié)構(gòu)組成010102鋰離子電池的負(fù)極活性物質(zhì)主要采用碳素材料。目前常見的碳材料主要有石墨(分為人造石墨、天然石墨),碳素材料(軟碳、硬碳)等。鋰離子電池的正極活性物質(zhì)采用鋰過渡金屬氧化物,

我們通常所說的鈷酸鋰電池、錳酸鋰電池、磷酸鐵鋰電池、三元鋰電池等都是以鋰離子電池正極材料來命名的。正極負(fù)極鋰離子電池的結(jié)構(gòu)組成01鋰離子電池的電解液一般采用非水電解液、聚合物電解質(zhì)和固體電解質(zhì)三大類。鋰電池的電解質(zhì)應(yīng)具有高的導(dǎo)電能力,較好的穩(wěn)定性及安全性,所以在電解質(zhì)內(nèi)通常會(huì)加入適量添加劑。(3)電解液(電解質(zhì))

隔膜位于正負(fù)極之間,要是防止正負(fù)極活性物質(zhì)短路。保證鋰離子電池的正常充放電和安全性能。(4)隔膜鋰離子電池的殼體材質(zhì)需要兼顧強(qiáng)度要求和散熱性能。安全閥安裝于電池蓋,目的在于防止電池內(nèi)部壓力過高而產(chǎn)生的破裂或爆炸等危險(xiǎn)。(5)殼體和安全閥鋰離子電池的工作原理02鋰離子從正極材料晶格中脫嵌經(jīng)過電解質(zhì)嵌入到負(fù)極材料層中;充電時(shí)鋰離子從負(fù)極材料晶格中脫嵌,經(jīng)過電解質(zhì)嵌入到正極材料中。放電時(shí)鋰離子電池的充放電過程,就是鋰離子的嵌入和脫嵌過程?;卣龢O的鋰離子越多,放電容量越高。鋰離子電池的工作原理02視頻“三元鋰離子電池工作原理”鋰離子是從是從正極移至負(fù)極,還是從負(fù)極移至正極?03鋰離子電池的類型123圓柱形鋰離子電池

特斯拉電動(dòng)汽車ModelS動(dòng)力電池包由7000多節(jié)18650電池組成。18表示直徑為18mm,65表示長度為65mm,0表示為圓柱形電池。方形鋰離子電池軟包鋰離子電池1、根據(jù)外形分類

18650鋰離子單體電池標(biāo)稱電壓一般為:3.6V或3.7V;終止電壓一般為:2.5~2.75V。常見容量為1200~3300mAh。鋰離子的類型04結(jié)構(gòu)類型優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)圓柱形工藝成熟、組裝成本低、成品率高、一致性好、便于各種組合重量重、比能量低、熱量難釋放、安全性能不好方形高硬度、重量輕、散熱好,易于組成模組,含防爆閥,安全性能較好型號(hào)太多,尺寸變化需開模,成本較高軟包比能量高、尺寸變化靈活,成本低。循環(huán)性能好、安全性好機(jī)械強(qiáng)度差、封口工藝較難,模組結(jié)構(gòu)復(fù)雜,散熱性差05鋰離子電池的類型根據(jù)正極材料的不同,鋰離子電池分為錳酸鋰電池、磷酸鐵鋰電池、三元鋰電池、鎳鈷鋰電池等。2、根據(jù)正極材料分類目前,電動(dòng)汽車上廣泛應(yīng)用的鋰離子電池主要有三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池。1.4.2三元鋰離子電池三元鋰電池又被為“三元聚合物鋰電池”,指的是鎳鈷錳酸鋰或者鎳鈷鋁酸鋰作為正極材料的鋰電池。由于三元鋰電池體積更小、能力密度更高、耐低溫,目前正廣泛應(yīng)用于新能源汽車上。三元鋰離子電池的的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)01三元鋰離子電池特點(diǎn)0305010204普通單體電池工作電壓高達(dá)3.7V,電壓是鎳氫電池的3倍,是鉛酸電池的近2倍。重量輕,比能量大,高達(dá)250Wh/Kg,是鎳氫電池的2倍,鉛酸電池的4倍,因此重量是相同能量的鉛酸電池的三分之一到四分之一。體積小,體積是鉛酸電池的二分之一到三分之一。提供了更合理的結(jié)構(gòu)和更美觀的外形的設(shè)計(jì)條件、設(shè)計(jì)空間和可能性。循環(huán)壽命長,循環(huán)次數(shù)可達(dá)1000次。以容量保持60%計(jì),電池組100%充放電循環(huán)次數(shù)可以達(dá)到600次以上,使用年限可達(dá)3-5年,壽命約為鉛酸電池的兩到三倍。02三元鋰離子動(dòng)力電池特點(diǎn)0810060709自放電率低,每月不到5%。允許工作溫度范圍寬,低溫性能好,鋰離子電池可在-20℃~+55℃之間工作。無記憶效應(yīng),所以每次充電前不必象鎳鎘電池、鎳氫電池一樣需要放電,可以隨時(shí)隨地的進(jìn)行充電。電池充放電深度,對(duì)電池的壽命影響不大,可以全充全放。無污染,鋰電池中不存在有毒物質(zhì),因此被稱為“綠色電池”。鋰電池比能量高,材料穩(wěn)定性差,鋰電池容易出現(xiàn)安全問題,如果單體容量過大,一旦產(chǎn)生爆炸將十分危險(xiǎn)。03三元鋰離子動(dòng)力電池特點(diǎn)03“三元鋰離子電池的特點(diǎn)與應(yīng)用”視頻三元鋰離子電池的優(yōu)缺點(diǎn)123三元鋰離子電池的內(nèi)部材料成分。三元鋰離子電池充電和放電的工作過程任務(wù)小結(jié)課后作業(yè):請(qǐng)同學(xué)們上網(wǎng)查找鎳鈷錳三元鋰離子電池在電動(dòng)汽車上的應(yīng)用情況。1.4.3磷酸鐵鋰離子電池磷酸鐵鋰電池單體能量密度一般在150Wh/kg左右,高品質(zhì)的可達(dá)175-180Wh/kg;磷酸鐵鋰電池包體能量密度在140Wh/kg左右。磷酸鐵鋰電池的優(yōu)缺點(diǎn)01磷酸鐵鋰電池的優(yōu)缺點(diǎn)01高效率輸出標(biāo)準(zhǔn)放電為2~5C、連續(xù)高電流放電可達(dá)10C,瞬間脈沖放電(10s)可達(dá)20C。高溫時(shí)性能良好外部溫度65℃時(shí)內(nèi)部溫度則高達(dá)95℃,電池放電結(jié)束時(shí)溫度可達(dá)160℃電池的結(jié)構(gòu)安全、完好。循環(huán)容量大經(jīng)500次循環(huán),其放電容量仍大于95%。安全性好即使電池內(nèi)部或外部受到傷害,電池不燃燒、不爆炸。優(yōu)點(diǎn):缺點(diǎn):能量密度低,電池的一致性較差,低溫性能較差。磷酸鐵鋰電池的優(yōu)缺點(diǎn)01視頻:磷酸鐵鋰電池結(jié)構(gòu)原理及優(yōu)缺點(diǎn)磷酸鐵鋰電池的結(jié)構(gòu)組成及結(jié)構(gòu)原理02

磷酸鐵鋰電池的全名叫磷酸鐵鋰鋰離子電池,它是以橄欖石結(jié)構(gòu)的磷酸鐵鋰材料作為正極,碳系類(石墨)的材料作為負(fù)極,中間通過隔膜隔開,并通過有機(jī)電解液傳遞鋰離子。磷酸鐵鋰電池的結(jié)構(gòu)組成及結(jié)構(gòu)原理02充電時(shí),內(nèi)部的鋰離子會(huì)從正極材料中脫嵌,然后移動(dòng)并嵌入到負(fù)極材料中。正極負(fù)極磷酸鐵鋰電池的結(jié)構(gòu)組成及結(jié)構(gòu)原理02放電時(shí),鋰離子又從負(fù)極材料中脫嵌,然后移動(dòng)并重新嵌回到正極材料中。正極負(fù)極磷酸鐵鋰電池的結(jié)構(gòu)組成及結(jié)構(gòu)原理02視頻:磷酸鐵鋰電池的工作原理什么是動(dòng)力電池。123磷酸鐵鋰電池的優(yōu)缺點(diǎn)。磷酸鐵鋰電池的內(nèi)部材料成分。任務(wù)小結(jié)4磷酸鐵鋰電池充電和放電的工作過程課后作業(yè):請(qǐng)同學(xué)們上網(wǎng)查找磷酸鐵鋰電池在電動(dòng)汽車上的應(yīng)用情況。1.4.4固態(tài)鋰離子電池固態(tài)鋰離子電池的優(yōu)、缺點(diǎn)01安全性好,電解質(zhì)溶液耐腐蝕,不易燃,也不具有液漏情況。有更高的能量密度。安全性好,能夠在60℃-120℃兩者之間運(yùn)行。固體電解液的物理性能好,能有效夠抑制鋰單質(zhì)生長形成的短路故障情況;能夠采用理論容量更強(qiáng)的金屬電極,例如鋰單質(zhì)做負(fù)極;固態(tài)電解質(zhì)的工作電壓窗口更寬,能夠運(yùn)用電位更強(qiáng)的材料做正極。優(yōu)點(diǎn)固態(tài)鋰離子電池的優(yōu)、缺點(diǎn)0305010204環(huán)境溫度較低時(shí),內(nèi)電阻相比較較大。材料電導(dǎo)率不高,高功率、高密度實(shí)現(xiàn)困難。加工制作大容量單體電池困難。大范圍加工制作中的正、負(fù)極成膜技術(shù)還在探討中。目前生產(chǎn)成本很高。缺點(diǎn)01固態(tài)鋰離子電池充、放電工作原理02固態(tài)鋰離子電池的充電過程固態(tài)鋰離子電池充、放電工作原理02固態(tài)鋰離子電池的放電過程固態(tài)鋰離子電池的結(jié)構(gòu)組成及結(jié)構(gòu)原理03視頻:固態(tài)鋰離子電池工作原理固態(tài)鋰離子電池的優(yōu)缺點(diǎn)。123固態(tài)鋰離子電池的內(nèi)部材料成分。固態(tài)鋰離子電池充電和放電的工作過程。任務(wù)小結(jié)課后作業(yè):請(qǐng)同學(xué)們上網(wǎng)查找固態(tài)鋰離子電池發(fā)展現(xiàn)狀。1.5其他動(dòng)力電池01燃料電池

燃料電池是一種將存在于燃料與氧化劑中的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的發(fā)電裝置。

氫燃料電池基本原理是電解水的逆反應(yīng),把氫和氧分別供給陽極和陰極,氫通過陽極向外擴(kuò)散和電解質(zhì)發(fā)生反應(yīng)后,放出電子通過外部的負(fù)載到達(dá)陰極。電子達(dá)到陰極后,與氧原子和氫離子重新結(jié)合為水。由于供應(yīng)給陰極極板的氧,可以從空氣中獲得,因此只要不斷地給陽極極板供應(yīng)氫,給陰極極板供空氣,并及時(shí)把水蒸氣帶走,就可以不斷地提供電能。01

燃料電池的類型燃料電池01燃料電池氫燃料電池的工作原理經(jīng)增濕后的H2和O2分別進(jìn)入陽極室和陰極室,經(jīng)電極擴(kuò)散層擴(kuò)散到達(dá)催化層和質(zhì)子交換膜的界面,分別在催化劑作用下發(fā)生氧化和還原反應(yīng):陽極反應(yīng)生成的質(zhì)子(H+)通過質(zhì)子交換膜傳導(dǎo)到達(dá)陰極,陽極反應(yīng)產(chǎn)生的電子通過外電路到達(dá)陰極。生成的水以水蒸氣或冷凝水的形式由過剩的陰極反應(yīng)氣體從陰極室排出。質(zhì)子交換膜燃料電池發(fā)電過程中不產(chǎn)生任何污染,同時(shí)還具有工作溫度低、啟動(dòng)快、結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、可靠性高等優(yōu)點(diǎn),是一種清潔、高效的綠色環(huán)保電源,也是目前應(yīng)用前景最為廣泛,技術(shù)發(fā)展最快的燃料電池。01燃料電池氫燃料電池工作原理視頻:氫燃料電池工作原理01燃料電池

氫燃料電池電堆主要由正負(fù)極板、膜電極組件、密封墊片、排熱板、集電極、絕緣板、端蓋板等零件組成。氫燃料電池的結(jié)構(gòu)02鋅空氣電池

鋅空氣電池主要由空氣電極、電解液和鋅陽極構(gòu)成;空氣中的氧為正極活性物質(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,電子被集電層收集起來,在外電路中產(chǎn)生電流。石墨烯電池03

石墨烯是由碳原子緊密堆積而成的二維晶體,是目前已知的最薄也最堅(jiān)硬的納米材料。

具有超薄、超輕、超柔韌、超高強(qiáng)度、超強(qiáng)導(dǎo)電性、優(yōu)異的導(dǎo)熱和透光性等特性,在電子學(xué)、光學(xué)、磁學(xué)、生物醫(yī)學(xué)、催化、儲(chǔ)能和傳感器等諸多領(lǐng)域有著廣闊而巨大的應(yīng)用潛能,是主導(dǎo)未來高科技競(jìng)爭的超級(jí)材料,被稱為“黑金”、“新材料之王”。石墨烯電池0301020304

石墨烯是一種由碳原子結(jié)合形成的蜂窩狀晶格結(jié)構(gòu),由于它所擁有的無數(shù)驚人的屬性,它被公認(rèn)為是一種“神奇的材料”。它是電和熱能的有效導(dǎo)體,極輕的化學(xué)惰性,并且具有較大的表面積。

石墨烯可制造輕便、耐用、適用于高容量儲(chǔ)能的電池,并縮短充電時(shí)間,延長電池的壽命,這與涂

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