锂电池和铝空气电池等动力电池技术解析
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2020-07-20
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锂电池和铝空气电池等动力电池技术解析锂电池和铝空气电池等动力电池技术解析
本文主要对锂电池和铝空气电池等动力电池技术进行了解析分析，希望对你的学习有所帮助。
目前在交通运输用动力源方面，主要有四种技术路线：锂离子电池、氢燃料电池、超级电容和铝空气电池。其中锂离子电池、
超级电容和氢燃料电池得到广泛的应用，而铝空气电池尚处于实验室研究阶段。能源补给方面，锂离子电池、超级电容适用于
纯电动汽车，但是需要外部充电，而氢燃料电池汽车则需要外部氢气加注，铝空气电池则需要补充铝板和电解液。
解析四大动力电池技术：锂电池和铝空气电池等
1、氢燃料电池特性
（1）良好的环境相容性
氢燃料电池提供的是高效洁净能源，其排放的水不仅量少，而且非常干净，因而不存在水污染问题。同时由于燃料电池不像发
动机那样需要将热能转换为机械能，而是直接把化学能转化为电能和热能，能量转换效率高，噪音小。
（2）良好的操作性能
氢燃料电池发电，不需要复杂庞大的配置设备，电池堆可以模块化组装。例如，一个 4.5MW 的发电装置可以 有 460 个电池
组件组成，其发电厂占地面积比火力发电厂小得多。氢燃料电池适合作为分散发电装置。另外与火力、水力和核能发电相比，
氢燃料电池电厂的建设周期短，扩建容易，可以完全根据实际需要分期建设。同时氢燃料电池的运行质量高，应对负载的快速
变动（如高峰负载）特性优良，在数秒内就可以从低功率变换到额定功率。
（3）高效的输出性能
氢燃料电池工作时将燃料储存的能量转化为电和热，转换电能的效率在 40%以上，而汽轮机只有 1/3 可以转化为电。
（4）灵活的结构特性
氢燃料电池组装非常灵活，功率大小容易调配，与传统发动机相比，由于氢燃料电池良好的模块性可以在不增加基础设施投资
的基础上，通过增减单电池的片数即可轻松实现输出功率和电压的调整，所以建设起来也很容易，而且比较容易实现对电网的
调控。燃料电池的这一特点提高了系统稳定性。
（5）氢的来源广泛
氢作为二次能源，可通过多种方式获得，如煤制氢、天然气重整制氢、电解水制氢等等。在化石能源被耗尽时，氢将成为世界
上的主要燃料及能量。而采用太阳能电解水制氢，过程中没有碳排放，可以认为氢是终极能源。
（6）存在的瓶颈
从现阶段发展来看，氢燃料电池的普及遇到一定的瓶颈，如电池本身成本较高，基础设施尚未普及等。
2、锂离子电池特性
（1）电压平台
锂离子电池由于采用的正负极材料不同，其单体电池的工作电压范围为3.7~4V，其中应用规模较大的磷酸铁锂单体电池工作
电压为 3.2V，是镍氢电池的 3 倍、铅酸电池的 2 倍。
（2）比能量
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