Являются ли аккумуляторы для электромобилей ионно-литиевыми или никель-металлогидридными??

Типы батарей

Батареи обычно можно разделить на разные категории и типы., начиная от химического состава, размер, форм-фактор и варианты использования, но под всем этим есть два основных типа батарей;

Первичные батареи
Вторичные батареи
1. Первичные батареи

Первичные батареи - это батареи, которые невозможно перезарядить после разрядки.. Первичные батареи состоят из гальванических элементов, электрохимическая реакция которых необратима..

Первичные батареи существуют в различных формах, от плоских монет до батареек типа АА.. Они обычно используются в автономных приложениях, где зарядка нецелесообразна или невозможна.. Хорошим примером этого являются устройства военного класса и оборудование с батарейным питанием.. Будет нецелесообразно использовать перезаряжаемые батареи, так как перезарядка батареи будет последним, о чем будут думать солдаты.. Первичные батареи всегда имеют высокую удельную энергию, а системы, в которых они используются, всегда рассчитаны на потребление небольшого количества энергии, чтобы батарея работала как можно дольше..

Некоторые другие примеры устройств, использующих первичные батареи, включают; Лидеры ритма, Трекеры животных, Наручные часы, пульты дистанционного управления и детские игрушки, и это лишь некоторые из них. Самым популярным типом первичных батарей являются щелочные батареи.. Обладают высокой удельной энергией и экологически безопасны., экономичны и не протекают даже при полной разрядке. Они могут храниться несколько лет, имеют хорошие показатели безопасности и могут перевозиться на самолете без соблюдения транспортных и других правил ООН.. Единственным недостатком щелочных батарей является малый ток нагрузки., что ограничивает его использование устройствами с низкими требованиями к току, такими как пульты дистанционного управления., фонарики и портативные развлекательные устройства.

2. Вторичные батареи

Вторичные батареи - это батареи с гальваническими элементами, химические реакции которых можно обратить вспять, подав на батарею определенное напряжение в обратном направлении.. Также упоминается как перезаряжаемые батареи, вторичные элементы, в отличие от первичных, могут быть перезаряжены после того, как энергия батареи была израсходована..

Они обычно используются в приложениях с высоким энергопотреблением и в других сценариях, где использование однозарядных батарей будет либо слишком дорогим, либо непрактичным.. Вторичные батареи малой емкости используются для питания портативных электронных устройств, таких как мобильные телефоны., и другие гаджеты и приборы, в то время как сверхмощные батареи используются для питания различных электромобилей и других приложений с высоким энергопотреблением, таких как выравнивание нагрузки при выработке электроэнергии.. Они также используются в качестве автономных источников питания вместе с инверторами для подачи электроэнергии.. Хотя первоначальная стоимость приобретения перезаряжаемых батарей всегда намного выше, чем у первичных батарей, они являются наиболее рентабельными в долгосрочной перспективе..

Вторичные батареи можно разделить на несколько других типов в зависимости от их химического состава.. Это очень важно, потому что химический состав определяет некоторые характеристики батареи, включая ее удельную энергию., цикл жизни, срок годности, и цена, чтобы упомянуть несколько.

В основном есть четыре основных химических процесса для перезаряжаемых батарей.;

Литий-ионный(литий-ион)
Никель Кадмий(Ni-Cd)
Никель-металлогидрид(Ni-MH)
Свинцово-кислотный
1. Никель-кадмиевые батареи

Никель-кадмиевая батарея (NiCd аккумулятор или NiCad аккумулятор) это тип перезаряжаемой батареи, которая разработана с использованием гидроксида оксида никеля и металлического кадмия в качестве электродов.. Ni-Cd аккумуляторы превосходно поддерживают напряжение и удерживают заряд, когда они не используются. Однако, Ni-Cd аккумуляторы легко становятся жертвами страшного эффекта «памяти», когда частично заряженный аккумулятор перезаряжается., снижение будущей емкости батареи.

По сравнению с другими типами аккумуляторов, Ni-Cd аккумуляторы обеспечивают хороший жизненный цикл и производительность при низких температурах с достаточной емкостью, но их наиболее значительным преимуществом будет их способность обеспечивать полную номинальную емкость при высоких скоростях разряда.. Они доступны в различных размерах, включая размеры, используемые для щелочных батарей., от ААА до D. Ni-Cd элементы используются по отдельности или собираются в пакеты из двух и более элементов.. Небольшие упаковки используются в портативных устройствах., электронику и игрушки, а более крупные находят применение в пусковых батареях самолетов, Электромобили и резервное электроснабжение.

Некоторые свойства никель-кадмиевых аккумуляторов перечислены ниже..

Удельная энергия: 40-60Вт-ч/кг
Плотность энергии: 50-150 Вт-ч/л
Удельная мощность: 150Вт/кг
Эффективность заряда/разряда: 70-90%
Скорость саморазряда: 10%/месяц
Циклическая долговечность/жизнь: 2000циклы
2. Никель-металлогидридные батареи

Никель-металлогидрид (Ni-MH) это еще один тип химической конфигурации, используемый для перезаряжаемых батарей.. Химическая реакция на положительном электроде батарей аналогична реакции никель-кадмиевого элемента. (NiCd), с обоими типами батарей, использующими один и тот же гидроксид оксида никеля (NiOOH). Однако, отрицательные электроды в никель-металлгидридных батареях используют сплав, поглощающий водород, вместо кадмия, который используется в никель-кадмиевых батареях.

.никель-металлогидридный аккумулятор

Аккумуляторы NiMH находят применение в устройствах с высоким энергопотреблением из-за их высокой емкости и плотности энергии.. Батарея NiMH может иметь в два-три раза большую емкость, чем батарея NiCd того же размера., а его плотность энергии может приблизиться к плотности литий-ионной батареи.. В отличие от NiCd химии, аккумуляторы на основе NiMH-химии не подвержены эффекту «памяти», который испытывают NiCad.

Ниже приведены некоторые свойства аккумуляторов на основе никель-металлогидридной химии.;

Удельная энергия: 60-120ч/кг
Плотность энергии: 140-300 Втч/л
Удельная мощность: 250-1000 Вт/кг
Эффективность заряда/разряда: 66% – 92%
Скорость саморазряда: 1.3-2.9%/месяц при 20oC
Цикл Прочность/жизнь: 180 -2000
3. Литий-ионные батареи

Литий-ионные аккумуляторы являются одним из самых популярных типов аккумуляторов.. Они находятся в различных портативных устройствах, включая мобильные телефоны., смарт-устройства и несколько других аккумуляторных приборов, используемых дома.. Они также находят применение в аэрокосмической и военной технике благодаря своему легкому весу..

Литий-ионные батареи представляют собой тип перезаряжаемой батареи, в которой ионы лития от отрицательного электрода мигрируют к положительному электроду во время разряда и возвращаются к отрицательному электроду при зарядке батареи.. В литий-ионных батареях в качестве материала одного электрода используется интеркалированное соединение лития., по сравнению с металлическим литием, используемым в неперезаряжаемых литиевых батареях.

Литий-ионные батареи обычно обладают высокой плотностью энергии., небольшой или отсутствующий эффект памяти и низкий саморазряд по сравнению с другими типами аккумуляторов. Их химия наряду с производительностью и стоимостью варьируется, например, в разных случаях использования., Литий-ионные батареи, используемые в портативных электронных устройствах, обычно основаны на оксиде лития-кобальта. (LiCoO2) который обеспечивает высокую плотность энергии и низкие риски безопасности при повреждении, в то время как литий-ионные аккумуляторы на основе литий-железо-фосфата, которые обеспечивают более низкую плотность энергии, более безопасны из-за меньшей вероятности возникновения неблагоприятных событий, широко используются в питании электроинструментов и медицинского оборудования. Литий-ионные батареи предлагают лучшее соотношение производительности и веса, а литий-серные батареи предлагают самое высокое соотношение.

Ниже перечислены некоторые характеристики литий-ионных аккумуляторов.;

Удельная энергия: 100: 265Вт-ч/кг
Плотность энергии: 250: 693 Вт-ч/л
Удельная мощность: 250: 340 Вт/кг
Процент заряда/разряда: 80-90%
Циклическая долговечность: 400: 1200 циклы
Номинальное напряжение ячейки: НМС 3,6/3,85 В
4. Свинцово-кислотные батареи

Свинцово-кислотные аккумуляторы — это недорогая надежная рабочая лошадка, используемая в тяжелых условиях эксплуатации.. Обычно они очень большие и из-за своего веса, они всегда используются в непортативных приложениях, таких как хранение энергии на солнечных панелях., зажигание и свет автомобиля, резервное питание и выравнивание нагрузки при выработке/распределении электроэнергии. Свинцово-кислотные аккумуляторы являются старейшим типом перезаряжаемых аккумуляторов, которые до сих пор очень актуальны и важны в современном мире.. Свинцово-кислотные батареи имеют очень низкое отношение энергии к объему и энергии к весу, но имеют относительно большое отношение мощности к весу и, как следствие, при необходимости могут обеспечивать огромные импульсные токи.. Эти свойства наряду с низкой стоимостью делают эти батареи привлекательными для использования в нескольких приложениях с высоким током, таких как питание автомобильных стартеров и для хранения в резервных источниках питания..