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主流与潜在 动力与储能电池PK
日期:2021-04-07   [复制链接]
责任编辑:dingyi 打印收藏评论(0)[订阅到邮箱]
根据清华大学核能与新能源技术研究院新型能源与材料化学研究室主任何向明教授讲课内容《动力电池技术发展现状与趋势》整理。

主流动力电池的优缺点

一、铅酸电池

主要优点:1、原料易得,价格相对低廉;2、高倍率放电性能良好;3、温度性能良好,可在-40~+60℃的环境下工作;4、适合于浮充电使用,使用寿命长,无记忆效应;5、废旧电池容易回收,有利于保护环境。

主要缺点:1、比能量低,一般30~40Wh/kg;2、使用寿命不及Cd/Ni电池;3、制造过程容易污染环境,必须配备三废处理设备。

二、镍氢电池

主要优点:1、与铅酸电池比,能量密度有大幅度提高,重量能量密度65Wh/kg,体积能量密度都有所提高200Wh/L;2、功率密度高,可大电流充放电;3、低温放电特性好;4、循环寿命(提高到1000次);5、环保无污染;6、技术比较锂离子电池成熟。

主要缺点:1、正常工作温度范围-15~40℃,高温性能较差;2、工作电压低,工作电压范围1.0~1.4V;3、价格比铅酸电池、镍氢电池贵,但是性能比锂离子电池差。
三、锂离子电池

主要优点:1、比能量高;2、电压平台高;3、循环性能好;4、无记忆效应;5、环保,无污染;目前是最好潜力的电动汽车动力电池之一。

四、超级电容

主要优点:1、功率密度高;2、充电时间短。

主要缺点:能量密度低,仅1-10Wh/kg,超级电容续航里程太短,不能作为电动汽车主流电源。

五、燃料电池

主要优点:1、比能量高,汽车行驶里程长;2、功率密度高,可大电流充放电;3、环保,无污染。

主要缺点:1、系统复杂,技术成熟度差;2、氢气供应系统建设滞后;3、对空气中二氧化硫等有很高要求。由于国内空气污染严重,在国内的燃料电池车寿命较短。

潜在动力与储能电池

六、钠硫电池

优势:1、高比能量(理论760wh/kg;实际390wh/kg);2、高功率(放电电流密度可达200~300mA/cm2);3、充电速度快(充满30min);4、长寿命(15年;或2500~4500次);5、无污染,可回收(Na,S回收率近100%);6、无自放电现象,能量转化率高;

不足:1、工作温度高,其工作温度在300~350度,电池工作时需要一定的加热保温,启动慢;2、价格昂贵,万元/每度;3、安全性差。
七、液流电池(钒电池)

优点:1、安全、可深度放电;2、规模大,储罐尺寸不限;3、有很大的充放电速率;4、寿命长,高可靠性;5、无排放,噪音小;6、充放电切换快,只需0.02秒;7、选址不受地域限制。

缺点:1、正极、负极电解液交叉污染;2、有的要用价贵的离子交换膜;3、两份溶液体积大,比能量低;4、能量转换效率不高。

八、锂空气电池

致命缺陷:固体反应生成物氧化锂(Li2O)会在正极堆积,使电解液与空气的接触被阻断,从而导致放电停止。科学家认为,锂空气电池的性能是锂离子电池的10倍,可以提供与汽油同等的能量。锂空气电池从空气中吸收氧气充电,因此这种电池可以更小、更轻。全球不少实验室都在研究这种技术,但如果没有重大突破,要想实现商用可能还需要10年。

九、锂硫电池(锂硫电池是一类极具发展前景的高容量储能体系)

优点:1、能量密度高,理论能量密度可达2600 Wh/kg;2、原材料成本低;3、能源消耗少;4、低毒。

虽然锂硫电池研究已经经历了几十年,并且在近10年时间取得了许多成果,但离实际应用还有不小距离。
 
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来源:中国废旧网
 
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