ما هي فئات بطاريات مركبات الطاقة الجديدة؟جرد خمسة أنواع من بطاريات مركبات الطاقة الجديدة

معالتطوير المستمر لمركبات الطاقة الجديدة، تم إيلاء المزيد والمزيد من الاهتمام لبطاريات الطاقة.تعد البطارية والمحرك ونظام التحكم الإلكتروني المكونات الرئيسية الثلاثة لمركبات الطاقة الجديدة، والتي تعد بطارية الطاقة الجزء الأكثر أهمية فيها، والتي يمكن القول إنها "قلب" مركبات الطاقة الجديدة، فما هي بطاريات الطاقة الجديدة مركبات الطاقة؟ماذا عن الفئات الرئيسية؟

1. بطارية الرصاص الحمضية

بطارية الرصاص الحمضية (VRLA) هي بطارية تتكون أقطابها الكهربائية بشكل أساسي من الرصاص وأكاسيده، والإلكتروليت عبارة عن محلول حمض الكبريتيك.في الحالة المشحونة لبطارية الرصاص الحمضية، المكون الرئيسي للقطب الموجب هو ثاني أكسيد الرصاص، والمكون الرئيسي للقطب السالب هو الرصاص؛في حالة التفريغ، المكون الرئيسي للأقطاب الكهربائية الإيجابية والسلبية هو كبريتات الرصاص.الجهد الاسمي لبطارية الرصاص الحمضية أحادية الخلية هو 2.0 فولت، ويمكن تفريغها إلى 1.5 فولت وشحنهاإلى 2.4 فولت؛في التطبيقات، غالبًا ما يتم توصيل 6 بطاريات الرصاص الحمضية أحادية الخلية على التوالي لتشكيل بطارية الرصاص الحمضية الاسمية 12 فولت، و24 فولت، 36 فولت، 48 فولت، إلخ.

وباعتبارها تقنية ناضجة نسبيًا، لا تزال بطاريات الرصاص الحمضية هي البطارية الوحيدة للسيارات الكهربائية التي يمكن إنتاجها بكميات كبيرة بسبب تكلفتها المنخفضة وقدرتها على التفريغ عالية السرعة.ومع ذلك، فإن الطاقة النوعية والطاقة النوعية وكثافة الطاقة لبطاريات الرصاص الحمضية منخفضة جدًا، ولا يمكن للمركبات الكهربائية التي تستخدمها كمصدر للطاقة أن تتمتع بالسرعة والإبحار الجيدينيتراوح .

2. بطاريات النيكل والكادميوم وبطاريات هيدريد النيكل والمعدن

بطارية النيكل والكادميوم (بطارية النيكل والكادميوم، والتي يشار إليها غالبًا باسم NiCd، وتُنطق "nye-cad") هي بطارية شائعة.تستخدم هذه البطارية هيدروكسيد النيكل (NiOH) ومعدن الكادميوم (Cd) كمواد كيميائية لتوليد الكهرباء.ورغم أن أداءها أفضل من أداء بطاريات الرصاص الحمضية إلا أنها تحتوي على معادن ثقيلة من شأنها أن تلوث البيئة بعد استخدامها والتخلي عنها.

يمكن شحن وتفريغ بطارية النيكل والكادميوم أكثر من 500 مرة، وهي اقتصادية ومتينة.مقاومتها الداخلية صغيرة، والمقاومة الداخلية صغيرة، ويمكن شحنها بسرعة، ويمكن أن توفر تيارًا كبيرًا للحمل، وتغيير الجهد صغير أثناء التفريغ، وهي بطارية إمداد طاقة تيار مستمر مثالية جدًا.بالمقارنة مع الأنواع الأخرى من البطاريات، يمكن لبطاريات النيكل والكادميوم أن تتحمل الشحن الزائد أو التفريغ الزائد.

تتكون بطارية Ni-MH من أيون الهيدروجين والنيكل المعدني، واحتياطي الطاقة الخاص بها يزيد بنسبة 30% عن بطارية Ni-Cd..

3. بطارية الليثيوم

بطارية الليثيوم هي نوع من البطاريات التي تستخدم معدن الليثيوم أو سبائك الليثيوم كمواد إلكترود سالبة وتستخدم محلول إلكتروليت غير مائي.يمكن تقسيم بطاريات الليثيوم تقريبًا إلى فئتين: بطاريات الليثيوم المعدنية وبطاريات أيونات الليثيوم.لا تحتوي بطاريات الليثيوم أيون على الليثيوم في الحالة المعدنية وهي قابلة لإعادة الشحن.

تستخدم بطاريات الليثيوم المعدنية بشكل عام ثاني أكسيد المنغنيز كمادة إلكترود موجب، والليثيوم المعدني أو معدن السبائك كمادة إلكترود سالب، وتستخدم محلول إلكتروليت غير مائي.تتكون مواد بطارية الليثيوم بشكل أساسي من: مادة القطب الموجب، مادة القطب السالب، الفاصل، المنحل بالكهرباء.

ومن بين المواد الكاثودية، فإن المواد الأكثر استخدامًا هي أكسيد كوبالت الليثيوم، ومنجنات الليثيوم، وفوسفات حديد الليثيوم، والمواد الثلاثية (بوليمرات النيكل والكوبالت والمنجنيز).تشغل مادة القطب الموجب نسبة كبيرة (نسبة الكتلة لمواد القطب الموجب والسالب هي 3: 1 ~ 4: 1)، لأن أداء مادة القطب الموجب يؤثر بشكل مباشر على أداء بطارية الليثيوم أيون، وتكلفتها كما يحدد بشكل مباشر تكلفة البطارية.

من بين مواد الأنود، فإن مواد الأنود الحالية هي بشكل أساسي الجرافيت الطبيعي والجرافيت الاصطناعي.تشمل مواد الأنود التي يتم استكشافها النتريدات، وPAS، وأكاسيد القصدير، وسبائك القصدير، ومواد الأنود النانوية، وبعض المركبات المعدنية الأخرى.باعتبارها واحدة من المكونات الأربعة الرئيسية لبطارية الليثيوم، تلعب مادة القطب السالب دورًا مهمًا في تحسين قدرة البطارية وأدائها، وهي الرابط الأساسي في منتصف صناعة بطاريات الليثيوم.

4. خلية الوقود

خلية الوقود عبارة عن جهاز لتحويل الطاقة الكهروكيميائية غير قابل للاحتراق.يتم تحويل الطاقة الكيميائية للهيدروجين (وأنواع الوقود الأخرى) والأكسجين بشكل مستمر إلى طاقة كهربائية.مبدأ عمله هو أن H2 يتأكسد إلى H+ وe- تحت تأثير محفز الأنود، H+ يصل إلى القطب الموجب من خلال غشاء تبادل البروتون، ويتفاعل مع O2 عند الكاثود لتوليد الماء، وe- يصل إلى الكاثود من خلال الدائرة الخارجية، والتفاعل المستمر يولد التيار.على الرغم من أن خلية الوقود تحمل كلمة "بطارية"، إلا أنها ليست مخزنًا للطاقةالجهاز بالمعنى التقليدي، بل جهاز لتوليد الطاقة.وهذا هو الفرق الأكبر بين خلية الوقود والبطارية التقليدية.