新能源动力电池技术ppt课件.pptx

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1、动力电池技术动力电池系统是整车的能量源，为整车提供驱动电能。电池系统的体积、形状和技术参数会影响电动汽车的行驶性能，是纯电动汽车最重要的子系统之一。纯电动汽车要求电动电池具有以下性能特点：1.能量密度高，以提高运行效率和续航里程。2.输出功率密度高，以满足驾驶性能要求。3.工作温度范围宽广，以满足夏季高温和冬季低温的运行需要。4.循环寿命长，保证电池的使用年限和行驶总里程。5.无记忆效应，以满足车辆在使用时常处于非完全放电状态下的充电需要。6.自放电率小，满足车辆较长时间的搁置需求。7.安全性好，可靠性高以及可循环利用。动力

2、电池的概况汽车行业的发展是整个上下游产业链的发展，对于新能源汽车的崛起，动力电池的核心地位越来越突出。动力电池的关键技术，包括材料种类、安全性、电池标准、寿命、价格成本等。动力电池的发展决定着电动汽车的发展进程。国内动力电池发展中国2020年的基本的发展目标是，高比能量电池达到300瓦时每公斤，寿命1500次，成本8毛钱。在迈向高比能量锂离子电池的过程中，机遇挑战并存，安全问题将变得更加突出。能量比越高，挑战越大。“中国必须进一步重视安全性，在安全性、耐久性、动力性三个问题中，最核心的是安全性问题”。动力电池的常用类型：目前

3、，电动汽车、混合动力电动汽车上应用最广泛的电源是铅酸蓄电池，正在发展的电源主要有镍氢电池、锂离子电池、飞轮电池及超级电容器等储能装置：储存能量、向外传送能量和从外部吸收能量的装置称为储能装置。一般情况下，混合动力汽车或电动汽车的储能装置为动力电池。电动汽车使用的动力电池可以分为化学电池、物理电池和生物电池三大类。1.化学电池将化学能直接转变为电能的装置。主要部分是电解质溶液、浸在溶液中的正、负电极和连接电极的导线。化学电池按工作性质分为原电池、蓄电池、燃料电池和储备电池。1）原电池原电池是利用两个电极之间金属性的不同，产生电

4、势差，从而使电子的流动，产生电流。如图4-1所示。又称非蓄电池，是电化电池的一种，其电化反应不能逆转，即是只能将化学能转换为电能，简单说就即是不能重新储存电力，与蓄电池相对。如锌—二氧化锰干电池、锂锰电池、锌空气电池、一次锌银电池等。2）蓄电池蓄电池又称二次电池，是指电池在放电后可通过充电的方法使活性物质复原而继续使用的电池，而这种充放电可以达数十次到上千次循环。如铅酸蓄电池、镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池等。3）燃料电池电池(FuelCell)是一种将存在于燃料与氧化剂中的化学能直接转化为电能的发电装置。燃料和空气分别送进

5、燃料电池，电就被生产出来。它从外表上看有正负极和电解质等，像一个蓄电池，但实质上它不能“储电”而是一个“发电厂”。4）储备电池储备电池是指电池正负极与电解质在储存期间不直接接触，使用前注入电解液或者使用其它方法使电液与正负极接触，此后电池进入待放电状态，如镁电池、热电池等。化学电池的其他分类方法：化学电池按电解质分为酸性电池、碱性电池、中性电池、有机电解质电池、非水无机电解质电池、固体电解质电池等。化学电池按电池的特性分为高容量电池、密封电池、高功率电池、免维护电池、防爆电池等。化学电池按正负极材料分为锌锰电池系列、镍镉镍氢

6、系列、铅酸系列、锂电池系列等。2.物理电池物理电池是利用光、热、物理吸附等物理能量发电的电池。如太阳能电池、超级电容器、飞轮电池等。太阳能电池太阳能电池又称为“太阳能芯片”或“光电池”通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能的装置。3.生物电池生物电池（bio-fuelcells），是指将生物质能直接转化为电能的装置（生物质蕴涵的能量绝大部分来自于太阳能，是绿色植物和光合细菌通过光合作用转化而来的）。生物质能能够直接转化为电能主要是因为生物体内存在与能量代谢关系密切的氧化还原反应。这些氧化还原反应彼此影响，互相依存，形

7、成网络，进行生物的能量代谢。如微生物电池、酶电池、生物太阳电池等。1）微生物电池微生物电池由阳极室和阴极室组成。有一个质子交换膜将两极室分开。基本反应类型分为四步：1)在微生物的作用下，燃料发生氧化反应，同时释放出电子。2)介体捕获电子并将其运送至阳极。3)电子经外电路抵达阴极，质子通过质子交换膜由阳极室进入阴极室。4)氧气在阳极接收电子，发生氧化还原反应。阳极反应：C6H12O6+6H2O→6CO2+24H++24e阴极反应：6O2+24H++24e-→12H2O2）酶电池酶电池通常使用葡萄糖作为反应原料。反应原理如下：葡

8、萄糖在葡萄糖氧化酶（GOx）和辅酶的作用下失去电子被氧化成葡萄糖酸，电子由介体运送至阳极，在经外电路到阴极。双氧水得到电子，并在做过的氧化酶的作用下还原成水。阳极反应：葡萄糖→葡萄糖酸+2H++2e-阴极反应：H2O2+2H++2e-→2H2O普遍使用的以葡萄糖为燃料的酶电池是模仿线粒体的