我们现在能听着真无线耳机、用着刷着智能手机、吃着电动车送来的外卖宅家度日,还得感谢三位2019年诺贝尔化学奖得主——迈克尔·斯坦利·惠廷汉姆(Michael Stanley Whittingham)、约翰·班尼斯特·古迪纳夫(John Bannister Goodenough)、吉野彰(Akira Yoshino)。
迈克尔·斯坦利·惠廷汉姆(Michael Stanley Whittingham)从石油危机(20世纪70年***始投入电池科技研发,他指明了“锂嵌入”技术路线,提升了充放电反应的可逆性,提升了安全性,是给我们带来宅家福利的“锂电之父”。约翰·班尼斯特·古迪纳夫(John Bannister Goodenough),其实从54岁才开始研发电池。古迪纳夫博士是锂电池领域比较大的功臣,三大锂电池正极材料(钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂)都是他带领的团队找出来的,其中钴酸锂诞生在1980年,使用石墨为阳极并解决了“锂枝晶”现象。
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用AGM铅酸电池和用5S智能锂电池替代普通铅酸电池哪个更合算?
我们知道铅酸电池的衰减主要是二个方面,一是长期浮充造成的衰减,二是深度放电造成的衰减。
在浮充时,水会分解成氧气和氢气,长期浮充造成水分的流失,造成容量的衰减。当铅酸电池做深度放电时,电池中会逐步形成硫酸铅沉淀,这是深度放电引启容量衰减的主因。
AGM铅酸电池的改进主要是浮充阶段的改进,其原理是将分解的水产生的氧气导向到氢气一侧,通过催化剂再还原成水,从而减少水的流失。对于不是作为储能而*作为启停用的应用场合,效果非常好,增加了启停次数,所以在具有启停功能的轿车上得到普遍使用。但对兼有启停和储能功能的应用场合,性能的改进非常小,因为它毕竟还是铅酸电池,深度放电一样会沉淀硫酸铅而导致容量降低。所以,对装有驻车空调的重卡来说,选AGM电池有点病急乱投医,因为此时的电池兼有启动和储能的作用,选AGM多花了钱,却不能有效地延长使用寿命。
综上所述,选AGM电池,满足不了驻车空调的要求,解决不了循环次数少而造成使用寿命短的问题,无论普通铅酸电池还是AGM铅酸电池,其循环次数都无法和锂电相提并论,肯定都不到锂电的五分之一,平均只有锂电的十分之一。
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电池的 现在:
20世纪的电池研发史,奠定了全球电池技术的发展。20世纪前半段,电灯终于点亮了这颗星球更多的黑暗部分,然而电池技术依然在黑暗时期,铅蓄电池运用在各行各业(包括汽车12V电源),可充电的铁镍电池与不可充电的碱性电池相继量产,但性能极弱。
在中国抗战时期,电台主要使用两种电池:一次电池(干电池)能用10天左右,但我们很难获得;二次电池(湿电池)可以用1年左右,可以使用手摇式或者脚踏式发电机进行循环充电。
随着二战后的第三次科技**,人类对储电系统的依赖越发严重,然而电池的性能依然难以支撑我们的需求。
锂离子启动电池参数之电池能量:衡量电池存储能量多少指标,单位:Wh。
计算公式:能量=额定电压×工作电流×工作时间= UIt=额定电压×电池容量;
例如小米手机电池,电池能量7.3Wh= 3.7V×1960mAh/1000
电池能量是衡量电池带动设备做功的重要指标。如果将电池容量理解为蓄水池可蓄水体积,那么电池能量可形象理解为蓄水池从一定高度发出可做的功。
相同电压下,电池容量越大,电池能量也越大,例如生活中给手机换更大容量的电池,目的就是增加电池能量,在工作电压不变情况下,手机的续航能得到提升。那么这种操作是否在电动车也奏效呢?
答案是不一定,因为汽车用的电池续航跟手机的续航所消耗电能用来做功方式不一样,电池重量会随着电池容量增加而增加,车辆自重也会增加,因此存在两个变量,这时候就涉及到电池另外一个重要性能参数——能量密度。
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大哥大,在80年代末流行开来,一斤重的移动电话进入中国香港与广州市场,2万多一台的价格,充电10小时只能撑30分钟,电池记忆效应强,得配一个放电器放空了再充,比较好每月进行一次深度充放电。这种巨型的电池就是镍镉电池,可循环1100次(实际用起来差远了),而且还非常容易产出“锂枝晶”,让阳极材料变形导致短路。
移动电话的电池从镍镉到镍氢,再到锂离子电池,这条路走了30多年,每一步都非常不容易,特别是迈入锂离子电池这一步,例如单单索尼一家,在1986年-1991年间研究锂离子电池期间使用过的正极、负极、电解液组合达到1亿种以上,用清华大学汽车工程系博士 张抗抗 先生的话来说就是:锂电池的发明并不是人类科技树的必然结果,而是一项奇迹。
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中国锂电的发展历程:
1.2001-2008年,研究探索阶段,动力锂电池处于研究和积累阶段,少数企业在进行持续的研发,无太多经验可以借鉴,处于初级阶段。
2.2008-2011年,井喷发展阶段。国家“十城千辆”的政策驱动,众多电池企业的诞生,市场野蛮生长,技术和质量存在很多问题。
3.20011-2013年,调整阶段。国家补贴政策延缓,市场需求疲软,技术和运营问题逐渐凸显,许多新兴动力电池企业被迫关闭,部分企业资金链断裂。
4.2013-2015年,行业混战。新能源汽车产业上升至国家战略,新能源汽车发展进入快车道,市场需求急剧增加,各大动力电池厂商大力发展,涌现众多企业。
5.2015-2018年,有序发展。技术的发展带来市场的繁荣,出现了许多安全问题,一些小型企业逐渐被淘汰,**企业占据前列。国家有序地引导整个行业发展。
6.2018-至今,稳定增长阶段。经过前5个阶段的锤炼,能生存下的企业都是拥有专业技术的,有竞争力的企业。
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