动力电池有高压电池和低压电池之分,高压电池主要是储存能量和为车辆电机及驱动系统和低压电池提供能量,而低压电池主要为车辆辅助系统提供能量,如灯光及仪表系统等。动力电池按电池的类型可分为铅酸蓄电池、镍镉蓄电池、镍氢蓄电池、锂离子蓄电池、氢燃料电池等。
1.铅酸蓄电池
铅酸蓄电池是指电极主要由铅及其氧化物制成,电解液是硫酸溶液的一种蓄电池,分为排气式蓄电池和免维护铅酸电池。铅酸蓄电池的特点见表3-1-1。
表3-1-1 铅酸蓄电池的特点
2.镍镉蓄电池
镍镉蓄电池中含有镉,对环境有较大的污染,这类电池现已较少使用。
3.镍氢蓄电池
镍氢蓄电池是20世纪90年代发展起来的一种新型蓄电池。它的正极活性物质主要由镍制成,负极活性物质主要由储氢合金制成,是一种碱性蓄电池,如图3-1-2所示为丰田普锐斯用镍氢动力蓄电池组。镍氢蓄电池的特点见表3-1-2。
图3-1-2
表3-1-2 镍氢蓄电池的特点
4.锂离子蓄电池(锂电池)
锂离子蓄电池一般是指使用锂合金金属氧化物为正极材料,使用石墨为负极材料,使用非水电解质的电池。锂离子蓄电池的特点见表3-1-3。
表3-1-3 锂离子蓄电池的特点(www.xing528.com)
锂离子蓄电池的负极是储锂材料,电解质是锂盐的有机溶液或聚合物,正极材料主要有钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂、三元材料等。目前,车用锂离子蓄电池正极主要选用磷酸铁锂和三元材料。磷酸铁锂电池是指用磷酸铁锂作为正极材料的锂离子蓄电池,具有循环寿命(100%DOD)达到800次以上、使用安全、可大电流快速放电、热稳定性好、金属资源丰富、无记忆效应等特点,如图3-1-3所示。
图3-1-3
磷酸铁锂电池曾经是比亚迪新能源汽车的一大标签。磷酸铁锂电池曾靠着较长的充放寿命和较好的安全性成功占领了市场的主流。但是磷酸铁锂电池有一个致命的缺点,就是能量密度低。
三元锂电池正极使用镍钴锰酸锂三元材料,具有能量密度大、单体电压高、循环使用寿命(100%DOD)高、热稳定性好等特点,如图3-1-4所示。
图3-1-4
5.氢燃料电池
氢燃料电池是一种将燃料与氧化剂的化学能通过电化学反应直接转换成电能的发电装置。其优缺点见表3-1-4。
表3-1-4 氢燃料电池的优缺点
氢燃料电池基本原理:把氢和氧分别供给阴极和阳极,氢通过阴极向外扩散和电解质(铂)发生反应后,放出的电子通过外部负载到达阳极。燃料的化学能直接转换为电能,不需要进行燃烧,能量转换率可达60%～80%,如图3-1-5所示。
图3-1-5
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