Tipos de baterías de sodio
¿Cuáles son los tipos de baterías? Comparación de rendimiento de varias baterías
1. La batería de almacenamiento
Es la fuente de energía de los vehículos eléctricos. En la actualidad, el factor clave que limita el desarrollo de los vehículos eléctricos es la insuficiente potencia de la batería. Los principales indicadores de rendimiento de las baterías de vehículos eléctricos son la energía específica, la potencia específica y la vida útil. Para permitir que los vehículos eléctricos compitan con los vehículos con motor de combustión interna, la clave es desarrollar baterías con alta energía específica, alta potencia específica, larga vida útil y bajo costo.
2. Baterías de plomo-ácido
Con una historia de más de 100 años, se utilizan ampliamente como fuente de energía de arranque para vehículos con motor de combustión interna. También es una batería de vehículo eléctrico madura, con una tasa de adopción actual de alrededor del 8% al 90%. Tiene buena confiabilidad, materias primas fácilmente disponibles y su potencia específica básicamente puede satisfacer los requisitos de energía de los vehículos eléctricos. Pero tiene dos desventajas principales: una es que la energía específica es baja, la masa y el volumen son demasiado grandes y el kilometraje con una sola carga es corto, la otra es que la vida útil es corta y el costo de uso es demasiado; alto.
3. Baterías de níquel-cadmio
Actualmente, las baterías de níquel-cadmio ocupan el segundo lugar después de las baterías de plomo-ácido en términos de aplicación. Su energía específica puede alcanzar los 55 W h/kg y su potencia. La potencia específica supera los 190 W/kg, se puede cargar rápidamente y tiene un ciclo de vida prolongado, más del doble que el de las baterías de plomo-ácido, que puede alcanzar más de 2000 veces, pero el precio es de 4 a 5 veces mayor que el de las baterías de plomo-ácido. . Aunque su costo de compra inicial es alto, su costo de uso real a largo plazo no es alto debido a sus ventajas en energía, color y vida útil. Preste atención al reciclaje durante el uso para evitar que el cadmio, metal pesado, cause contaminación ambiental.
4. Pilas de níquel-hidruro metálico
Al igual que las baterías de níquel-cadmio, las baterías de níquel-hidruro metálico también son pilas alcalinas. Sus características son similares a las de níquel-cadmio, pero de níquel-metal. Las baterías de hidruro metálico no contienen cadmio ni cobre, por lo que no existe ningún problema de contaminación por metales pesados. Actualmente, la empresa que produce baterías de hidruro metálico de níquel para vehículos eléctricos es principalmente Ovonie Company. Actualmente cuenta con dos tipos de celdas unitarias, 80 A·h y 130 A·h, por lo que constituye dos especificaciones de baterías: 30 kw·h y 50 kw. ·h. Su energía específica alcanza 75-80W·h/kg, su potencia específica alcanza 160-230W/kg y su ciclo de vida supera 600 veces. Este tipo de batería se ha instalado en varios vehículos eléctricos para uso de prueba. Un tipo de vehículo puede recorrer 345 kilómetros con una sola carga y un vehículo ha recorrido más de 80.000 kilómetros en un año. Debido al alto precio, la producción en masa aún no está disponible. Se estima que con el desarrollo de la tecnología de baterías de níquel-hidruro metálico, su energía específica puede superar los 80 W·h/kg, su ciclo de vida puede superar las 2.000 veces y el precio futuro puede reducirse a 150 dólares EE.UU./Kw·h. General Motors ha hecho de las baterías una prioridad para sus vehículos eléctricos durante los próximos años.
5. Batería de sodio-azufre
La batería de sodio-azufre también es una batería de vehículo eléctrico popular en los últimos tiempos. El vehículo eléctrico Mnivan de Ford Motor Company en los Estados Unidos utiliza sodio-. batería de azufre. Ha sido incluida como batería de vehículo eléctrico para desarrollo a mediano plazo por el Consorcio de Baterías Avanzadas de Estados Unidos (USMABC). La batería de sodio-azufre B240K producida por la empresa alemana ABB tiene una masa de 17,5 kg y una capacidad de almacenamiento de 19,2 Kw. ·h, y una energía específica de 109W·h/kg, con un ciclo de vida de 1.200 veces. Durante la prueba de carga, el mejor vehículo recorrió 2.300 kilómetros sin fallar. Las baterías de sodio-azufre sufren principalmente una corrosión grave a altas temperaturas y una vida útil corta. Problemas como la estabilidad del rendimiento y la seguridad de uso no son ideales.
La batería figura como su objetivo de desarrollo a largo plazo para las baterías de vehículos eléctricos. Hay muchos tipos de baterías, incluidas las baterías de iones de litio no ferrosas comunes, las baterías de sales fundidas de litio de alta temperatura y las de polímero de litio. baterías y electrolitos sólidos poliméricos, etc. El valor teórico de la energía específica de las baterías de iones de litio es de 570W·h/kg. Sus indicadores de rendimiento actuales son: energía específica de 100w·h/k8, potencia específica de 200w/kg. , ciclo de vida de 1200 veces, tiempo de carga de 2 a 4 horas.
6. Batería zinc-aire
La energía potencial específica de la batería zinc-aire es de unos 200w·h/kg.
La energía específica de la batería de zinc-aire desarrollada por DEMI Corporation de los Estados Unidos para vehículos eléctricos ha alcanzado aproximadamente 160 W·h/kg. Sin embargo, actualmente tiene desventajas como una vida corta, una potencia específica baja y una incapacidad para generar una gran corriente. y dificultad para cargar. El automóvil eléctrico CRX en los Estados Unidos está equipado con una batería de zinc-aire. Para compensar sus deficiencias, el automóvil también está equipado con una batería de níquel-cadmio para ayudar al automóvil a arrancar y acelerar. el automóvil CRX tiene una masa de 340 kg y puede almacenar 45 kw·h cuando está completamente cargada, y la batería de níquel-estaño de 159 kg equipada con el CRX tiene 4 kw·h de energía cuando está completamente cargada. Una carga de 12 minutos puede permitir que el vehículo eléctrico CRX viaje 65 kilómetros, y una carga de una hora puede recorrer 160 kilómetros.
7. Batería Flywheel
La batería Flywheel es un nuevo concepto de batería propuesto en la década de 1990 que rompe las limitaciones de las baterías químicas y utiliza métodos físicos para lograr el almacenamiento de energía. Como todo el mundo sabe. Cuando el volante gira con cierta velocidad angular, tiene cierta energía cinética. La batería del volante convierte su energía cinética en energía eléctrica. Se utiliza un volante de inercia de alta tecnología para almacenar energía eléctrica, de forma muy parecida a una batería estándar. Hay un motor en la batería del volante. Cuando se carga, el motor funciona en forma de motor impulsado por una fuente de energía externa, el motor hace que el volante gire a alta velocidad, es decir, utiliza electricidad para "cargar". La batería del volante aumenta la velocidad del volante y, por lo tanto, aumenta su función. Cuando se descarga, el motor funciona como un generador, generando energía eléctrica impulsada por el volante para completar la conversión de energía mecánica (energía cinética) en energía eléctrica. Cuando la batería del volante se queda sin energía, la velocidad del volante disminuye gradualmente. El volante de la batería del volante funciona en un entorno de vacío a una velocidad extremadamente alta (hasta 200000 r/min). Los rodamientos utilizados son rodamientos magnéticos sin contacto. Se dice que la batería del volante tiene una energía específica de hasta 150 W·h/kg, una potencia específica de 5000-10000 W/kg, una vida útil de hasta 25 años y puede permitir que los vehículos eléctricos viajen 5 millones de kilómetros.
8. Pila de combustible
Una pila de combustible es un dispositivo de generación de energía que convierte directamente la energía química almacenada en el combustible y el oxidante en energía eléctrica mediante reacciones de electrodos. No se somete a un proceso de motor térmico y no está restringido por ciclos termodinámicos, por lo que la eficiencia de conversión de energía es alta. La eficiencia de conversión de energía química de la celda de combustible puede alcanzar teóricamente el 100 %, y la eficiencia real ha alcanzado el 60 % ~ 80 %. , que es 2-2 veces la eficiencia térmica de los motores de combustión interna ordinarios. La pila de combustible que se utiliza actualmente en los vehículos eléctricos se denomina pila de combustible de membrana de intercambio de masa (PEMFC), que utiliza hidrógeno puro como combustible y aire como oxidante.