绿色化学与物理电源标准体系的构建探讨

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1、2009年10月绿色化学与物理电源标准体系的构建探讨DiscussionsontheBuildingoftheCleanElectrochemicalandPhysicalPowerSourcesStandardSystem工业和信息化部中国电子技术标准化研究所曹林汇报内容一、标准体系的构建模式二、化学与物理电源概述三、绿色化学与物理电源四、现有电池标准体系分析五、绿色化学与物理电源标准体系的构建六、锂离子电池标准体系介绍产品的特点与应用产品如何分类构建产品标准体系产品标准体系的构建一、标准体系的构建模式二、化学与物理电源概述化学电源的存储方式1.概述间接方式间接需要感

2、应电流活性物质减少种类多直接方式直接无感应电流静电学方式种类少法拉第形式“电容”形式电池是化学与物理电源的通称化学电源最为显著的特点二、化学与物理电源概述电化学系统可逆过程化学能转换成自由能化学电源存储电能的效率通常比燃料燃烧系统高很多燃料燃烧系统遵循热力学卡诺循环降低效率物理电源是指把物理过程的能量转换成电能的装置最为典型的物理电源是太阳电池物理电源的种类相对较少关于物理电源二、化学与物理电源概述电极在电池内部正负极之间起电荷传递的物质，其导电作用区别于普通的导体是通过离子导电而不是电子导电，对电解质的要求通常是比导电高，而等效电阻较小。此外，电解质还必须具有化学稳定

3、性，化学稳定性的高低是电池自放电率和高循环性能的重要保证。电极是最为核心的部分，它由活性物质和导电支撑结构组成，当然，这里所指的活性是指电活性，能够进行电化学反应，它的特性通常决定了化学电源的基本性。电解质隔膜外壳隔膜是防止正负极活性材料直接接触从而防止电池内部短路的薄膜。隔膜尽可能要求化学稳定、机械强度高，对电解质离子运动的阻力小，呈现良好的电导绝缘性能等。外壳是电池的容器，在化学电源中，只有锌猛干电池是锌电极兼作外壳。化学电源的组成二、化学与物理电源概述一次电源锌－锰干电池、碱性锌－锰电池、锌-汞电池、镉-汞电池、锌-银电池、碱性锌-空气电池、固体电解质电池（钠-硫

4、电池）、锂电池二次电源铅酸电池、镉－镍电池、氢-镍电池、金属氢化物-镍（MH-Ni）电池、固体电解质电池（钠-硫电池）、锂离子电池、液流电池、电化学电容器。燃料电池碱性燃料电池、固体氧化物燃料电池、直接醇类燃料电池、聚合物膜燃料电池、磷酸燃料电池、溶化碳酸盐燃料电池。电池分类二、化学与物理电源概述太阳能电池硅太阳电池、化合物半导体太阳电池、敏化太阳能电池。热电池热电池是纯军事应用电池。早期民用市场也有扣式锌银原电池，现已基本淘汰，因此锌银原电池主要是军事应用的锌银贮备电池。锌空气电池主要用于航标灯等，市场应用量很少。锂电池锂电池主要包括锂－二氧化锰电池、锂－亚硫酰氯电池

5、和锂－二氧化硫电池。前两者军、民两个领域均有应用，民用以锂－二氧化锰电池为多，锂－二氧化硫电池则主要为军用。锌锰电池锌锰电池是应用最广泛的原电池，分为普通锌锰电池和碱性锌锰电池，由于具有更为优良的性能，碱性锌锰电池正在逐步取代普通锌锰电池，无汞碱性锌锰电池是产品发展趋势。铅酸蓄电池铅酸蓄电池是应用最广泛的蓄电池，主要分为普通铅酸蓄电池和阀控密封铅酸蓄电池（VRLA），按其用途可分为起动用、牵引用和固定应用等。化学与物理电源的主要用途二、化学与物理电源概述太阳电池太阳电池基本可分为硅太阳电池、化合物半导体太阳电池及敏化太阳电池。太阳电池分为空间和地面两大应用方向，地面应用

6、以晶体硅（单晶硅、多晶硅）太阳电池为主，非晶硅太阳电池和铜铟硒（CIS）等化合物半导体太阳电池有少量应用；空间应用基本为单晶硅太阳电池和砷化镓太阳电池，目前仍以单晶硅电池为主，但砷化镓电池具有良好的应用前景。燃料电池燃料电池因种种条件所限，目前多为研制或工程示范，距商业化应用尚有距离。锌银蓄电池锌银蓄电池因其自身特性目前也主要应用于飞机、鱼雷等军事装备中。碱性二次电池密封式的镉镍蓄电池、金属氢化物镍蓄电池及锂离子蓄电池（包括聚合物锂离子蓄电池）主要应用于便携式移动设备，开口式镉镍蓄电池多为工业应用，全密封式的镉镍、氢镍和锂离子蓄电池则为空间飞行器使用。产品向大容量及功率

7、化方向发展，是这几类电池的一大发展趋势。化学与物理电源的主要用途二、化学与物理电源概述循环经济也称为绿色文明，它在经济形态上的表现本质上要求运用生态学的规律来指导人类社会从事经济活动，按照自然生态系统物质循环和能量流动规律重构人类的经济活动和能量利用系统，使人类的活动和谐地纳入自然生态系统的物质循环过程中，建立起一种新形态的国家经济，这种新形态的经济是一种可持续发展的经济。三、绿色化学与物理电源绿色电池倡导绿色文明推动循环经济原料能够摆脱化石燃料的限制使用过程无排放污染绿色电池能源转换过程不受热力学卡诺循环限制绿色电池的特点与优势三、绿色