باتری برق چیست؟ تفاوت بین باتری پاور و باتری معمولی چیست؟
فناوری باتری یک اختراع بزرگ با سابقه ای فوق العاده و طولانی است. The English"Battery" باتری اولین بار در سال 1749 ظاهر شد. اولین بار توسط مخترع آمریکایی بنجامین فرانکلین زمانی که از یک سری خازن برای انجام آزمایشات الکتریکی استفاده کرد، استفاده شد. . او از اسید سولفوریک رقیق به عنوان الکترولیت برای حل مشکل قطبش باتری استفاده کرد و اولین باتری روی مس غیر قطبی را تولید کرد که می تواند جریان متعادلی را حفظ کند، همچنین به عنوان باتری دانیل (GG) شناخته می شود."
در سال 1860، پلانت فرانسه's یک باتری با سرب به عنوان الکترود اختراع کرد، که همچنین سلف یک باتری ذخیره سازی بود. در همان زمان، Recrans فرانسه'؛ باتری کربن روی را اختراع کرد و فناوری باتری را به حوزه باتریهای خشک آورد.
استفاده تجاری از فناوری باتری با باتری های خشک آغاز شد. در سال 1887 توسط هلرسون انگلیسی اختراع شد و در سال 1896 در ایالات متحده به تولید انبوه رسید. در همان زمان، توماس ادیسون باتری آهن نیکل قابل شارژ را در سال 1890 اختراع کرد که در سال 1910 نیز محقق شد. تولید انبوه تجاری شد.
از آن زمان، به لطف تجاری سازی، فناوری باتری عصر پیشرفت سریع را آغاز کرد. توماس ادیسون باتری های قلیایی را در سال 1914 اختراع کرد، شلخت و آکرمن صفحات متخلخل را برای باتری های نیکل-کادمیم در سال 1934 اختراع کردند، و نویمان در سال 1947 نیکل مهر و موم شده را توسعه داد. باتری های کادمیمی، Lew Urry (Energizer) در us. باتری های قلیایی
پس از ورود به دهه 1970، فناوری باتری تحت تأثیر بحران انرژی قرار گرفت و به تدریج در جهت قدرت فیزیکی توسعه یافت. علاوه بر پیشرفت مداوم فناوری سلول های خورشیدی که در سال 1954 ظاهر شد، باتری های لیتیومی و باتری های هیدرید نیکل فلزی به تدریج اختراع و تجاری شدند.
باتری برق چیست؟ تفاوت آن با باتری های معمولی
منبع انرژی وسایل نقلیه انرژی جدید به طور کلی بر پایه باتری های نیرو است. باتری برق در واقع نوعی منبع تغذیه است که منبع تغذیه را برای حمل و نقل فراهم می کند. تفاوت اصلی آن با باتری های معمولی عبارتند از:
1. در طبیعت متفاوت است
باتری قدرت به باتری ای اطلاق می شود که انرژی را برای حمل و نقل فراهم می کند، به طور کلی نسبت به باتری کوچکی که انرژی تجهیزات الکترونیکی قابل حمل را تامین می کند. در حالی که باتری معمولی نوعی فلز لیتیوم یا آلیاژ لیتیوم به عنوان ماده الکترود منفی است، با استفاده از محلول الکترولیت غیر آبی باتری اولیه با باتری لیتیوم یون قابل شارژ و باتری پلیمری لیتیوم یون متفاوت است.
دو، ظرفیت باتری متفاوت است
در مورد باتری های جدید، از یک دشارژ متر برای تست ظرفیت باتری استفاده کنید. به طور کلی، ظرفیت باتری های قدرت حدود 1000-1500 میلی آمپر ساعت است. در حالی که ظرفیت باتری های معمولی بالای 2000 میلی آمپر ساعت است و برخی می توانند به 3400 میلی آمپر ساعت نیز برسند.
سه، قدرت تخلیه متفاوت است
یک باتری 4200 میلیآمپر ساعتی میتواند انرژی را تنها در چند دقیقه تخلیه کند، اما باتریهای معمولی اصلاً نمیتوانند این کار را انجام دهند، بنابراین ظرفیت تخلیه باتریهای معمولی کاملاً با باتریهای برق قابل مقایسه نیست. بزرگترین تفاوت بین یک باتری برقی و یک باتری معمولی، قدرت تخلیه زیاد و انرژی ویژه بالای آن است. از آنجایی که باتری برق عمدتاً برای تامین انرژی خودرو استفاده می شود، قدرت تخلیه بالاتری نسبت به باتری های معمولی دارد.
چهار، برنامه های مختلف
باتریهایی که نیروی محرکه خودروهای الکتریکی را تامین میکنند، باتریهای قدرت نامیده میشوند، از جمله باتریهای اسید سرب سنتی، باتریهای هیدرید نیکل-فلز، و باتریهای لیتیوم یونی نوظهور، که به باتریهای قدرتی (خودروهای هیبریدی) تقسیم میشوند. باتری های انرژی از نوع (خودروهای الکتریکی خالص)؛ باتریهای لیتیومی مورد استفاده در محصولات الکترونیکی مصرفی مانند تلفنهای همراه و رایانههای نوتبوک، عموماً به عنوان باتریهای لیتیومی شناخته میشوند تا آنها را از باتریهای قدرت مورد استفاده در وسایل نقلیه الکتریکی متمایز کنند.
انواع اصلی فعلی باتری های قدرت
فن آوری باتری های سرب-اسید، فناوری باتری نیکل-هیدروژن، فناوری سلول سوختی و فناوری باتری لیتیومی همچنان فناوری های اصلی موجود در بازار هستند.
باتری های سرب اسیدی
باتری سرب اسید دارای طولانی ترین سابقه کاربرد و بالغ ترین فناوری است. این باتری با کمترین هزینه و قیمت است و به تولید انبوه رسیده است. در میان آنها، باتری سرب-اسید مهر و موم شده تنظیم شده با سوپاپ (VRLA) زمانی به یک باتری مهم برق خودرو تبدیل شد که در EV و HEV توسعه یافته توسط بسیاری از شرکت های خودروسازی اروپایی و آمریکایی، مانند Saturn و EVI که توسط GM در به ترتیب دهه 1980 و 1990. ماشین های برقی و غیره
با این حال، باتری های سرب اسید انرژی ویژه کم، عمر باتری کوتاه، سرعت خود تخلیه بالا و عمر چرخه پایین دارند. سرب ماده خام اصلی آنها سنگین است و آلودگی محیطی فلزات سنگین ممکن است در طول تولید و بازیافت رخ دهد. بنابراین، در حال حاضر، باتری های سرب اسیدی عمدتاً برای وسایل جرقه زنی هنگام راه اندازی خودروها و تجهیزات کوچک مانند دوچرخه های برقی استفاده می شود.
باتری های NiMH
باتری های Ni/MH مقاومت خوبی در برابر شارژ و دشارژ بیش از حد دارند. هیچ مشکل آلودگی فلزات سنگین وجود ندارد و هیچ افزایش یا کاهش الکترولیت در طول فرآیند کار وجود نخواهد داشت، که می تواند طراحی مهر و موم شده و بدون نیاز به تعمیر و نگهداری داشته باشد. در مقایسه با باتری های سرب-اسید و باتری های نیکل-کادمیم، باتری های نیکل-هیدروژن انرژی ویژه، توان ویژه و عمر چرخه بالاتری دارند.
عیب آن این است که باتری اثر حافظه ضعیفی دارد و با پیشرفت چرخه شارژ و دشارژ، آلیاژ ذخیرهسازی هیدروژن به تدریج توانایی کاتالیزوری خود را از دست میدهد و فشار داخلی باتری به تدریج افزایش مییابد که بر استفاده از باتری تأثیر میگذارد. باتری علاوه بر این، قیمت گران فلز نیکل نیز منجر به هزینه های بالاتر می شود.
از نظر مواد کلیدی، باتریهای هیدرید نیکل فلز عمدتاً از الکترود مثبت، الکترود منفی، جداکننده و الکترولیت تشکیل شدهاند. الکترود مثبت الکترود نیکل (Ni(OH)2) است. الکترود منفی به طور کلی از هیدرید فلز (MH) استفاده می کند. الکترولیت عمدتا مایع است و جزء اصلی هیدروژن است. اکسید پتاسیم (KOH). در حال حاضر، تمرکز تحقیقاتی باتری نیکل هیدروژنی عمدتاً بر روی مواد الکترود مثبت و منفی است و تحقیق و توسعه فناوری آن نسبتاً بالغ است.
باتری های Ni-MH برای وسایل نقلیه به صورت انبوه تولید و مورد استفاده قرار گرفته اند و پرمصرف ترین نوع باتری خودرو در توسعه خودروهای هیبریدی هستند. معمولی ترین نماینده تویوتا پریوس است که در حال حاضر بزرگترین خودروی هیبریدی تولید انبوه است. PEVE، سرمایه گذاری مشترک بین تویوتا و پاناسونیک، در حال حاضر بزرگترین تولید کننده باتری های نیکل-هیدروژن در جهان است.
اکنون که باتریهای هیدرید نیکل فلزی از ردیف باتریهای اصلی برق خارج شدهاند، چرا تویوتا به اردوگاه باتریهای هیدرید نیکل فلزی پایبند است؟
این را باید گفت که بزرگترین مزیت باتری های Ni-MH: دوام فوق العاده!
زمانی رسانههای معروف خودروسازی آمریکایی آزمایش مقایسهای را روی نسل اول پریوس انجام دادند که ده سال از آن استفاده میشد. نتایج آزمایش نشان می دهد که پس از 10 سال رانندگی 330000 کیلومتر برای مدل نسل اول پریوس با باتری های نیکل-فلز هیدرید، با مقایسه آن با داده های خودروی جدید، هم عملکرد مصرف سوخت و هم عملکرد قدرت در یک سطح باقی می مانند. سیستم هیبریدی و بسته باتری Ni-MH همچنان به طور عادی کار می کنند.
علاوه بر این، حتی پس از دویدن 330000 کیلومتر در ده سال استفاده، این نسل اول پریوس هرگز با بسته باتری نیکل-فلز هیدرید خود مشکلی نداشته است. ده سال پیش، مردم این وضعیت را زیر سوال بردند که کاهش ظرفیت باتری به شدت بر مصرف سوخت و عملکرد نیرو تأثیر می گذارد.'هم نشان داده نشد. از این منظر، ژاپنیهایی که همیشه سختگیر و محافظهکار بودهاند، دلایل منحصربهفرد خود را برای عشق به باتریهای نیکل هیدروژنی دارند.
پیل سوختی
پیل سوختی یک دستگاه تولید برق است که به طور مستقیم انرژی شیمیایی موجود در سوخت و اکسیدان را به انرژی الکتریکی تبدیل می کند. سوخت و هوا به طور جداگانه به پیل سوختی وارد شده و برق تولید می شود. از بیرون مانند باتری دارای الکترودها و الکترولیت های مثبت و منفی و غیره است، اما در واقع نمی تواند"storage" اما یک"نیروگاه".
در مقایسه با باتریهای شیمیایی معمولی، سلولهای سوختی میتوانند مکمل سوخت، معمولاً هیدروژن باشند. برخی از پیل های سوختی می توانند از متان و بنزین به عنوان سوخت استفاده کنند، اما آنها معمولاً به کاربردهای صنعتی مانند نیروگاه ها و لیفتراک ها محدود می شوند. اصل اساسی یک پیل سوختی هیدروژنی واکنش معکوس الکترولیز آب است. هیدروژن و اکسیژن به ترتیب به آند و کاتد می رسد. پس از انتشار هیدروژن از طریق آند و واکنش با الکترولیت، الکترون ها از طریق یک بار خارجی به کاتد آزاد می شوند.
اصل کار پیل سوختی هیدروژنی عبارت است از: ارسال گاز هیدروژن به صفحه آند (الکترود منفی) پیل سوختی. پس از عمل کاتالیزور (پلاتین)، یک الکترون در اتم هیدروژن جدا می شود و یون هیدروژن (پروتون) که الکترون را از دست داده است از پروتون عبور می کند. غشای تبادلی به صفحه کاتد (الکترود مثبت) پیل سوختی می رسد و الکترون ها نمی توانند از غشای تبادل پروتون عبور کنند. این الکترون فقط می تواند از مدار خارجی عبور کند تا به صفحه کاتد پیل سوختی برسد و در نتیجه در مدار خارجی جریان ایجاد کند.
پس از رسیدن الکترونها به صفحه کاتد، با اتمهای اکسیژن و یونهای هیدروژن دوباره ترکیب میشوند و آب را تشکیل میدهند. از آنجایی که اکسیژن عرضه شده به صفحه کاتد را می توان از هوا به دست آورد، تا زمانی که صفحه آند به طور مداوم با هیدروژن تامین می شود، صفحه کاتد با هوا تامین می شود و بخار آب به موقع از بین می رود، انرژی الکتریکی می تواند به طور مداوم تامین شود. عرضه شده است.
الکتریسیته تولید شده توسط پیل سوختی از طریق اینورترها، کنترلرها و سایر دستگاه ها به موتور الکتریکی می رسد و سپس چرخ ها از طریق سیستم انتقال، محور محرک و غیره به چرخش در می آیند تا خودرو بتواند در جاده حرکت کند. در مقایسه با خودروهای سنتی، راندمان تبدیل انرژی خودروهای پیل سوختی به 60 تا 80 درصد می رسد که 2 تا 3 برابر موتورهای احتراق داخلی است.
سوخت پیل سوختی هیدروژن و اکسیژن و محصول آب تمیز است. نه مونوکسید کربن و دی اکسید کربن تولید می کند و نه گوگرد و ذرات متصاعد می کند. بنابراین، خودروهای پیل سوختی هیدروژنی واقعاً وسایل نقلیه بدون آلاینده و بدون آلودگی هستند و سوخت هیدروژن منبع انرژی کامل خودرو است!
