Inventario y análisis de clasificación de baterías de vehículos de nueva energía

La batería y el sistema de control electrónico del motor son tres componentes clave de los vehículos de nueva energía. La batería es un eslabón clave y se puede decir que es el "corazón" de los vehículos de nueva energía.
Con el desarrollo continuo de vehículos de nueva energía, las baterías eléctricas también reciben cada vez más atención por parte de la gente. Es uno de los factores importantes que restringen el desarrollo de vehículos de nueva energía. ¿Cuáles son los tipos de baterías para vehículos de nueva energía?
Batería de ácido sólido
La batería de plomo-ácido (VRLA) es un electrodo compuesto principalmente de plomo y sus óxidos, y el electrolito es una batería en solución de ácido sulfúrico. En el estado de carga de las baterías de plomo-ácido, el componente principal del electrodo positivo es el dióxido de plomo y el componente principal del electrodo negativo es el plomo; En el estado de descarga, la principal materia prima para positivos y negativos es el sulfato de plomo. El voltaje nominal de una sola batería de plomo-ácido es 2,0V, que puede descargarse a 1,5V y cargarse a 2,4V; En las aplicaciones, comúnmente se conectan seis baterías de plomo-ácido de una sola celda para formar una batería de plomo-ácido nominal de 12 V, así como 24 V, 36 V, 48 V, etc.
Como tecnología madura, las baterías de plomo-ácido siguen siendo las únicas baterías de vehículos eléctricos que pueden producirse en masa debido a su bajo costo y alta capacidad de descarga. Sin embargo, la energía específica, la potencia específica y la densidad de energía de las baterías de plomo-ácido son muy bajas y los vehículos eléctricos propulsados ​​por estas baterías no pueden tener buena velocidad y autonomía.
Baterías de níquel cadmio y níquel hidrógeno.
La batería de níquel-cadmio (comúnmente conocida como NiCd, pronunciada "nye cad") es un tipo popular de batería. Este tipo de batería utiliza productos químicos de hidróxido de níquel (NiOH) y cadmio metálico (Cd) para generar energía eléctrica. Aunque el rendimiento es mejor que el de las baterías de plomo-ácido, contienen metales pesados ​​y pueden causar contaminación ambiental después de su uso.
Las baterías de níquel cadmio se pueden recargar y descargar más de 500 veces, lo que las hace económicas y duraderas. Es una batería ideal alimentada por CC con baja resistencia interna, baja resistencia interna, carga rápida, gran carga y mínima variación de voltaje durante la descarga. En comparación con otros tipos de baterías, las de níquel cadmio pueden soportar sobrecargas o descargas. El voltaje de descarga de las baterías de níquel cadmio varía según su equipo de descarga. La batería (celda) de cada unidad es de aproximadamente 1,2 V y las unidades de capacidad de la batería son Ah (amperios hora) y mAh (miliamperios hora). El valor límite de la tensión de terminación de descarga se denomina "tensión de terminación de descarga". El voltaje de terminación de descarga de las baterías de níquel cadmio es 1,0/celda (la celda es la batería de cada módulo). Baja tasa de autodescarga, largo tiempo de almacenamiento de baterías de níquel-cadmio y características que no se deterioran. Después de la carga, las características originales se pueden restaurar completamente y se pueden usar dentro del rango de temperatura de -20 grados a 60 grados. Debido al uso de contenedores metálicos para baterías modulares, son duraderas y duraderas; Si elige un método completamente cerrado, no habrá fugas de electrolito, por lo que no es necesario reponer el electrolito.
Las baterías de níquel-hidrógeno se generan a partir de iones de hidrógeno y níquel metálico, con una reserva de energía un 30% mayor que las baterías de níquel-cadmio. Son más ligeras, tienen una larga vida útil y son respetuosas con el medio ambiente, pero su precio es mucho más elevado que el de las baterías de níquel cadmio.
La batería de níquel-hidrógeno acaba de entrar en una etapa de madurez y actualmente es el único sistema de batería utilizado en vehículos eléctricos híbridos que ha pasado por verificación práctica, comercialización y ampliación. En la actualidad, el 99% de la cuota de mercado de las baterías híbridas son baterías de níquel-hidrógeno, lo que representa el Prius de Toyota en comercialización. Actualmente, las japonesas PEVE y Sanyo son los principales fabricantes mundiales de baterías eléctricas para automóviles, y PEVE representa el 85% de la cuota de mercado de vehículos híbridos. En la actualidad, el Prius de Toyota y otros importantes vehículos híbridos comerciales, Alphard y Estima, así como el Civic y el Insight de Honda, utilizan paquetes de baterías de níquel-hidrógeno PEVE. Chang'an Jiexun, Chery A5, FAW Mercedes Benz, General Motors Grand Hyatt y otras marcas de automóviles ya están en funcionamiento de demostración, todos utilizando baterías de níquel-hidrógeno. Sin embargo, las baterías se compran principalmente en el extranjero y la aplicación de baterías nacionales de níquel-hidrógeno en automóviles aún se encuentra en la etapa de investigación y desarrollo.
Batería de Litio
La batería de litio "es un tipo de batería que utiliza litio metálico o aleación de litio como material de electrodo negativo y utiliza una solución de electrolito no acuosa. Las baterías de litio se pueden dividir aproximadamente en dos categorías: baterías de litio metálico y baterías de litio. Las baterías de litio no Contienen litio metálico y son recargables.
Las baterías de litio generalmente utilizan dióxido de manganeso como material del electrodo positivo y litio metálico o su aleación metálica como material del electrodo negativo, utilizando una solución de electrolito no acuosa.
La composición de los materiales de las baterías de litio incluye principalmente: materiales de electrodos positivos, materiales de electrodos negativos, separadores y electrolitos.
Entre los materiales de electrodos positivos, los materiales más utilizados son el óxido de litio y cobalto, el óxido de litio y manganeso, el fosfato de litio y hierro y los materiales ternarios (polímeros de níquel, cobalto y manganeso). Los materiales de los electrodos positivos representan una gran proporción (la relación de masa de los materiales de los electrodos positivos a los materiales de los electrodos negativos es 3.: 1-4: En primer lugar, debido al impacto directo de las características de los materiales de los electrodos positivos en el rendimiento del litio- Baterías de iones, su costo también determina directamente el costo de la batería.
Actualmente, los principales materiales de los electrodos negativos son el grafito natural y el grafito artificial. Los materiales de electrodos negativos que se están explorando incluyen compuestos intermetálicos como nitruros, PAS, óxidos a base de estaño, aleaciones de estaño y materiales de electrodos nano negativos. Como uno de los cuatro componentes principales de las baterías de litio, los materiales de los electrodos negativos desempeñan un papel importante en la mejora de la capacidad de la batería y el rendimiento cíclico, y son el núcleo de la industria de las baterías de litio.
El polietileno es un material de membrana orientado al mercado. La poliolefina (PE) y el polipropileno (PP) son los principales tipos de membranas de poliolefina. En la estructura de las baterías de litio, el separador es uno de los componentes internos clave. El rendimiento del separador determina la estructura y la resistencia interna de la interfaz de la batería, lo que afecta directamente la capacidad, los ciclos y el factor de seguridad de la batería. El excelente rendimiento del separador juega un papel importante en la mejora del rendimiento integral de la batería.
Batería de fosfato de hierro y litio
La batería de fosfato de hierro y litio se refiere a una batería de iones de litio con fosfato de hierro y litio como material del electrodo positivo. Los materiales de los electrodos positivos de las baterías de iones de litio incluyen principalmente óxido de litio y cobalto, óxido de litio y manganeso, óxido de litio y níquel, materiales ternarios, fosfato de litio y hierro, etc. Entre ellos, el óxido de litio y cobalto es actualmente el material catódico utilizado en la mayoría de las baterías de litio.
Las baterías de fosfato de hierro y litio, como baterías recargables, tienen alta capacidad, alto voltaje de salida, buen rendimiento de ciclos de carga y descarga, voltaje de salida estable, carga y descarga de alta corriente, estabilidad electroquímica, uso seguro (no se quemará ni explotará debido a la sobrecarga y descarga, sobredescarga, cortocircuito y otros errores operativos), un amplio rango de temperatura, no tóxico o menos tóxico, y sin contaminación para el medio ambiente. La elección de LiFePO4 como electrodo positivo para las baterías de fosfato de hierro y litio tiene buenos requisitos de rendimiento, especialmente en cuanto a la velocidad de descarga (descarga 5-10C), voltaje de descarga estable, seguridad (sin combustión, sin explosión) y vida útil (número de ciclos). , y sin contaminación ambiental. Actualmente es la mejor batería de potencia de exportación de alta corriente.
pila de combustible
La pila de combustible es un dispositivo electroquímico de conversión de energía para procesos sin combustión. El hidrógeno (y otros combustibles) y el oxígeno se convierten continuamente en energía eléctrica. El principio de funcionamiento es que el H2 se oxida a H y e, bajo la acción de un catalizador anódico. El H y el O2 producen agua en la reacción catódica, que llega al electrodo positivo a través de una membrana de intercambio de protones. La corriente e se genera a través de un circuito externo y reacciona continuamente para llegar al electrodo negativo. Aunque las pilas de combustible contienen la palabra "batería", no son dispositivos tradicionales de almacenamiento de energía, sino más bien un tipo de equipo de generación de energía, que es la mayor diferencia entre las pilas de combustible y las baterías tradicionales.
Las pilas de combustible son un "sustituto ideal de los motores de combustión interna". El hidrógeno es el principal combustible de las pilas de combustible. Desde la perspectiva de la seguridad del combustible, el hidrógeno no es tóxico e inofensivo, y el producto es agua, no tóxica e inofensiva, verde y limpia. La densidad del hidrógeno es baja y, cuando el hidrógeno a alta presión se escapa y se quema, forma una antorcha y no se difunde al área circundante. Por tanto, la seguridad del hidrógeno es mayor que la de los combustibles fósiles como el gas natural y el petróleo. Desde una perspectiva de rendimiento, la eficiencia de conversión de energía de las pilas de combustible es del 50-70% y la densidad de potencia es de aproximadamente 3 kW/WL. La densidad de potencia de un motor diésel es de aproximadamente 1,3 kW/L, lo que lo convierte en un sustituto ideal de motores de combustión interna'. La densidad energética de las pilas de combustible puede alcanzar los 500 Wh/kg, con una vida útil de unos 4.000 ciclos, y su rendimiento es superior al de las baterías de litio.