2021事業(yè)單位時(shí)政熱點(diǎn):新能源汽車的電池,你了解多少?
如今購買新能源汽車,不僅是為環(huán)保事業(yè)做貢獻(xiàn),還是件追逐時(shí)尚潮流的事情。在選購新車時(shí),你是否了解新能源汽車的續(xù)航電池呢?電池對(duì)新能源汽車的性能有哪些影響?今天讓我們一起了解一下電池的那些事兒。
總體來說,汽車領(lǐng)域的電池有三大種類:化學(xué)電池、物理電池和生物電池。
化學(xué)電池
化學(xué)電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的電池,是目前應(yīng)用最廣泛的電池種類。
化學(xué)電池又可分為蓄電池及燃料電池。
1. 蓄電池,也叫二次電池,這是因?yàn)樾铍姵卦诜烹姾,能夠用充電的方式使?nèi)部活性物質(zhì)再生,將電能儲(chǔ)存為化學(xué)能;需要放電時(shí)再次把化學(xué)能轉(zhuǎn)換為電能。我們生活中手機(jī)的電池就屬于蓄電池。目前常用的車用蓄電池有鉛酸蓄電池、鎳氫電池等。
l鉛酸蓄電池的使用歷史已有100多年,曾廣泛用作內(nèi)燃機(jī)汽車。它可靠性好、原材料易得、價(jià)格便宜;比功率也基本上能滿足電動(dòng)汽車的動(dòng)力性要求。但鉛酸蓄電池比能量低,質(zhì)量和體積太大,一次充電行駛里程較短,使用壽命短,使用成本過高,不適應(yīng)未來新能源汽車發(fā)展需求。
l鎳氫電池,電池能量儲(chǔ)備大,重量更輕,使用壽命更長,并且對(duì)環(huán)境無污染,但制造成本太高,性能表現(xiàn)不是最優(yōu)。目前代表車型有:豐田prius、福特汽車Ford Escape、雪佛蘭Chevroiet Malibu等。
2. 燃料電池,是一種將燃料與氧化劑的化學(xué)能通過電化學(xué)反應(yīng)直接轉(zhuǎn)換成電能的發(fā)電裝置,是繼水力發(fā)電、熱能發(fā)電和原子能發(fā)電之后的第四種發(fā)電技術(shù)。燃料電池有發(fā)電效率高,環(huán)境污染小,比能量高,噪音低,燃料范圍廣,可靠性高,易于建設(shè)等優(yōu)點(diǎn),是公認(rèn)的最具有發(fā)展前途的發(fā)電技術(shù)。目前多用于航天飛行領(lǐng)域,民用商業(yè)化尚未實(shí)現(xiàn)。
物理電池
物理電池,以鋰電池為代表,是一類由鋰金屬或鋰合金為正/負(fù)極材料、使用非水電解質(zhì)溶液的電池。鋰電池是目前電動(dòng)汽車以及新能源汽車最常用的電池,其主要優(yōu)點(diǎn)包括:
(1)能量比高,具有高儲(chǔ)存能量密度,是鉛酸蓄電池的6-7倍;
(2)使用壽命長,使用壽命可達(dá)6年以上;
(3)具備高功率承受力;
(4)自放電率很低;
(5)重量輕,相同體積下重量約為鉛酸蓄電池的1/6-1/5。
(6)高低溫適應(yīng)性強(qiáng),可以在-20℃--60℃的環(huán)境下使用;
(7)綠色環(huán)保,不論生產(chǎn)、使用和報(bào)廢,都不含有也不產(chǎn)生任何鉛、汞、鎘等有毒有害重金屬元素和物質(zhì)。
目前在售電動(dòng)汽車配備的鋰電池主要有鈷酸鋰電池、磷酸鐵鋰電池及三元鋰電池。
l鈷酸鋰電池,生產(chǎn)技術(shù)成熟,能量比高,但高溫狀態(tài)下穩(wěn)定性差。常用于筆記本電腦電池。代表車型是特斯拉MODEL S。
l磷酸鐵鋰電池,具有目前車用鋰電池中最好的穩(wěn)定性,但能量密度較小,不適應(yīng)低溫,因此磷酸鐵鋰電池應(yīng)用的車型不適合在北方行駛。代表車型有比亞迪e6、比亞迪秦、比亞迪唐等。
l三元鋰電池,相對(duì)于鈷酸鋰電池安全性更高,低溫時(shí)電池也更加穩(wěn)定,更適合未來新能源汽車電池的發(fā)展趨勢(shì)。但其電壓低,能量密度介于磷酸鐵鋰電池和鈷酸鋰電池之間。目前代表車型有北汽新能源EV200、北汽新能源EU260、特斯拉Model 3等。
這三類鋰電池雖然已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在生活的各個(gè)領(lǐng)域,但均存在一定的安全性差問題,有發(fā)生爆炸的危險(xiǎn),如三星手機(jī)和蘋果手機(jī)均發(fā)生過電池爆炸事件;同時(shí),鋰電池生產(chǎn)要求條件高,成本高,有些鋰電池對(duì)使用環(huán)境溫度還有限制,高溫或低溫都會(huì)有使用風(fēng)險(xiǎn)。因此,開發(fā)使用效能更高、更加安全的電池依然是一項(xiàng)重要課題。
目前,除了以上三種常見電池以外,擁有更多優(yōu)勢(shì)的石墨烯電池逐漸進(jìn)入各大車企研發(fā)部門的視野。石墨烯電池,是鋰電池內(nèi)添加石墨烯,從而開發(fā)出的一種新能源電池。石墨烯電池充電時(shí)間短,可把數(shù)小時(shí)的充電時(shí)間壓縮至不到一分鐘,石墨烯成分可以幫助鋰電池降低產(chǎn)能時(shí)的熱量,達(dá)到減少能量損失,減少了熱量對(duì)電池的損害,從而提高了電池的使用壽命。但目前石墨烯電池成本昂貴,無法大規(guī)模應(yīng)用。
生物電池
生物電池,是指將生物質(zhì)能直接轉(zhuǎn)化為電能的裝置。2013年科學(xué)家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)可以把細(xì)菌體表蛋白生成的能量收集起來作為電能。被譽(yù)為未來電動(dòng)車電池的重要發(fā)展方向。目前生物電池技術(shù)多用于航天宇宙飛船供電,民用領(lǐng)域尚未實(shí)現(xiàn)。
原來車用電池有這么多門道,選車購車你是否更有譜了呢?
【例1·單選】利用蓄電池儲(chǔ)能,儲(chǔ)存在電池中的是:
A. 化學(xué)能
B. 勢(shì)能
C. 熱能
D. 電能
【答案】A
【解析】本題考查物理化學(xué)知識(shí)。蓄電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能的裝置。放電后,用充電的方式使內(nèi)部活性物質(zhì)再生,即把電能儲(chǔ)存為化學(xué)能;需要放電時(shí)再次把化學(xué)能轉(zhuǎn)換為電能。因此,選擇A選項(xiàng)。
【例2·單選】鋰電池已廣泛用于手機(jī)和筆記本電腦等電子產(chǎn)品,鋰電池的優(yōu)點(diǎn)不包括:
A. 能量密度高
B. 使用壽命長
C. 重量輕
D. 生產(chǎn)條件要求低、成本低
(編輯:李晴晴)
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