可充電電池
編輯可充電電池,是一種類型的電的電池可充電、放電到負載,并多次充電,而不是一次性的或一次電池,其被充分供給使用后充電并丟棄。它由一個或多個電化學電池組成。使用術語“蓄能器”是因為其通過可逆的電化學反應來蓄積和存儲能量。可充電電池有多種不同的形狀和尺寸,包括紐扣電池?到兆瓦系統連接到穩定的配電網絡。使用了幾種不同的電極?材料和電解質組合,包括鉛酸、鋅空氣、鎳鎘(NiCd)、鎳金屬氫化物(NiMH)、鋰離子(Li-ion)、磷酸鐵鋰(LiFePO4) ,以及鋰離子聚合物(Li-ion polymer)。
通常,可充電電池最初的成本要比一次性電池高,但總擁有成本和對環境的影響要低得多,因為在需要更換之前,它們可以廉價地多次充電。某些類型的充電電池具有與一次性類型相同的大小和電壓,并且可以與它們互換使用。
可充電電池的應用
編輯使用可充電電池的設備包括汽車啟動器、便攜式消費設備、輕型車輛(例如電動輪椅、高爾夫球車、電動自行車和電動叉車)、工具,不間斷電源和電池存儲電站。混合動力內燃機和電動汽車中的新興應用推動了這項技術的發展,以降低成本、重量和尺寸,并延長其使用壽命。
較舊的可充電電池自放電相對較快,需要在首次使用之前進行充電;一些較新的低自放電NiMH電池可以保持充電數月,并且通常出廠時已充電至其額定容量的70%。
電池存儲發電站使用可充電電池進行負載平衡(在高峰時段不易使用時存儲電能)和可再生能源使用(例如白天存儲光伏陣列產生的電能,晚上使用)。負載均衡降低了發電廠必須能夠產生的xxx功率,從而降低了資本成本以及對發電廠進行調峰的需求。
根據Research and Markets的報告,分析師預測,全球充電電池市場將在2018-2022年期間以8.32%的復合年增長率增長。
小型可充電電池可以為便攜式電子設備、電動工具、電器等供電。重型電池為電動汽車提供動力,從踏板車到機車和輪船。它們用于分布式發電和獨立電源系統中。
充放電
編輯在充電過程中,正極活性物質被氧化、產生電子,而負極物質被還原,消耗電子。這些電子構成了在外部電路中流動的電流。所述電解質可以用作用于內部簡單的緩沖離子對之間的流動電極,如在鋰離子和鎳-鎘電池,或者它可以是在積極參與電化學反應,如在鉛酸電池。
用于為可充電電池充電的能量通常來自使用交流市電的電池充電器,盡管有些充電器可以使用車輛的12伏直流電源插座。電源的電壓必須高于電池的電壓以迫使電流流入其中,但不要過高,否則可能會損壞電池。
充電器需要幾分鐘到幾個小時才能為電池充電。沒有電壓或溫度感應功能的慢速“啞巴”充電器將以低速率充電,通常需要14個小時或更長時間才能充滿電。根據型號的不同,快速充電器通常可以在兩到五個小時內給電池充電,而最快的充電時間只有十五分鐘。快速充電器必須具有多種檢測電池何時充滿電(端子電壓、溫度等變化)的方法,以在有害的過度充電或過熱發生之前停止充電。最快的充電器通常裝有冷卻風扇,以防止電池過熱。用于快速充電的電池組可以包括充電器用來保護電池組的溫度傳感器。傳感器將具有一個或多個其他電觸點。
不同的電池化學需要不同的充電方案。例如,某些類型的電池可以從恒定電壓源安全地充電。其他類型的電池需要用穩定的電流源充電,該電流源會在電池達到完全充電的電壓時逐漸減小。電池充電不正確會損壞電池;在極端情況下,電池可能會過熱,著火或爆炸性地釋放其內裝物。
可充電電池的替代品
編輯可充電電池只是幾種類型的可充電能量存儲系統之一。可充電電池的幾種替代物已經存在或正在開發中。對于諸如便攜式收音機之類的用途,可充電電池可以由發條機構代替,這些發條機構可以用手上緊,驅動發電機,盡管該系統可用于給電池充電而不是直接操作收音機。手電筒可以直接由發電機驅動。用于運輸,不間斷電源系統和實驗室,飛輪儲能系統將能量存儲在旋轉的轉子中,以便在需要時轉換為電能;這樣的系統可以用于提供大的功率脈沖,否則該大功率脈沖在公共電網上是令人討厭的。
還使用了超級電容器(極高價值的電容器)。2007年推出了電動螺絲刀,該螺絲刀可在90秒內充電,并能驅動使用可充電電池的設備擰下大約一半的螺絲,并且已經生產了類似的手電筒。為了與超級電容器的概念保持一致,可以將貝塔伏特電池用作向二次電池提供a流充電的方法,從而xxx延長了所使用電池系統的壽命和能量容量。這種類型的布置通常被業內人士稱為“混合貝塔伏特電源”。
正在開發用于運輸的超級電容器,其使用大電容器來存儲能量,而不是用于混合動力車輛中的可充電電池組。與電池相比,電容器的一個缺點是端子電壓迅速下降。剩余25%初始能量的電容器將具有一半的初始電壓。相比之下,電池系統的端電壓往往直到幾乎耗盡才迅速下降。該終端電壓降使用于超級電容器的功率電子器件的設計復雜化。但是,與可充電系統相比,在循環效率,壽命和重量方面都有潛在的好處。中國從2006年開始在兩條商業公交線路上使用超級電容器;其中之一是上海的11號線。
用于專門用途的液流電池通過更換電解液進行充電。液流電池可以被視為一種可充電燃料電池。
可充電電池研究
編輯可充電電池的研究包括開發新的電化學系統以及延長壽命和電流類型的容量。
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