電池知識
鋰離子、磷酸鐵鋰、錳酸鋰、新能源
電池知識
鋰離子、磷酸鐵鋰、錳酸鋰、新能源
鉛酸電池的極板是由鉛和鉛的氧化物構成,電解液是硫酸的水溶液,常見的鉛酸電池分三類:一般蓄電池、干荷蓄電池和免維護蓄電池。鉛酸電池的發展歷史長久,具有供電電壓穩定、價格便宜的優勢。但是相比于鋰電池,鉛酸電池有著能量密度低,使用壽命短,充電時間長,體積大等缺點。此外,鉛酸電池中存在著大量的鉛,在廢棄后若解決不當,將對環境出現污染。
(2)鋰電池
常見的鋰電池有三類,分別是磷酸鐵鋰電池、鈷酸鋰電池和三元鋰電池。可充電鋰電池是目前手機、筆記本電腦等數碼產品中使用最廣泛的電池。相比于鉛酸電池,鋰電池具有能量密度大,重量輕,使用壽命長,充放電效率高等優勢,是作為電動車動力電源的選擇之一。但是,鋰電池的制造成本高,充電要求很高,要保證終止電壓精度在±1%之內,在使用過程中不可過充、過放,會損壞電池的容量及壽命。
(二)燃料動力電池
(1)堿性燃料動力電池(AFC)
與其它燃料動力電池相比,AFC功率密度和比功率較高,性能可靠。但它要以純氫做燃料,純氧做氧化劑,非得使用Pt、Au、Ag等貴金屬做催化劑,價格昂貴。電解質的腐蝕嚴重,壽命較短,這些特點決定了AFC僅限于航天或軍事使用,不適合于民用。
(2)磷酸燃料動力電池(PAFC)
以磷酸做為電解質,可容許燃料氣和空氣中C02的存在。這使得PAFC成為最早在地面上使用或民用的燃料動力電池。與AFC相比它可以在180℃一210℃運行,燃料氣和空氣的解決系統大大簡化,加壓運行時,可組成熱電聯產。但是,PAFC的發電效率目前僅能達到40%一45%(LHV),它要貴金屬鉑做電催化劑;燃料非得外重整:而且,燃料氣中C0的濃度非得小于1%(175℃)一2%(200℃),否則會使催化劑中毒;酸性電解液的腐蝕用途,使PAFC的壽命難以超過40000小時。PAFC目前的技術已成熟,產品也進入商業化,做為特殊用戶的分散式電源、現場可移動電源和備用電源,PAFC還有市場,但用作大容量聚集發電站比較困難。
(3)熔融碳酸鹽燃料動力電池(MCFC)
在650℃一700℃運行,可采用鎳做電催化劑,而不必使用貴重金屬:燃料可實現內重整,使發電效率提高,系統簡化;CO可筆直用作燃料;余熱的溫度較高,可組成燃氣/蒸汽聯合循環,使發電容量和發電效率進一步提高。與SOFC相比,MCFC的優勢是:操作溫度較低,可使用價格較低的金屬材料,電極、隔膜、雙極板的制造工藝簡單,密封和組裝的技術難度相對較小,大容量化容易,造價較低。缺點是:非得配置C02循環系統;要求燃料氣中H2S和CO小于0.5PPM;熔融碳酸鹽具有腐蝕性,而且易揮發;與SOFC相比,壽命較短;組成聯合循環發電的效率比SOFC低。與低溫燃料動力電池相比,MCFC的缺點是啟動時間較長,不適合作備用電源。MCFC己接近商業化,示范電站的規模已達到2MW。從MCFC的技術特點和發展趨勢看,MCFC是未來民用發電(分散電源和中心電站)的理想選擇之一。
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