电池分类与介绍.doc

电池的分类：一、 按工作性质和贮存方式划分：1 原电池（一次电池）1） 锌锰电池a. 锌锰干电池b. 碱性锌锰干电池2） 锌汞电池3） 锌空气电池4） 固体电解质电池2. 蓄电池（二次电池）1） 铅蓄电池a. 普通蓄电池b. 干荷式蓄电池c. 免维护蓄电池2） 铅晶蓄电池3） 铁镍蓄电池4） 镍镉蓄电池5） 银锌蓄电池6） 锂电池3. 燃料电池4. 太阳电池5. 温差电池6. 核电池7. 储备电池8. 纳米电池1原电池（一次电池）： 放电完毕后不能充电的电池。优点：携带方便、不需维护、可 长期储存或使用。常用的是碳锌干电池。负极：锌做的圆筒，内有氯化铵作为电解质，少量氯化锌、惰性填料及水调成的糊状电解质正极：四周裹着掺有二氧化锰的糊状电解质的一根碳棒。1） 锌锰电池a. 锌锰干电池有圆柱型和叠层型两种结构。优点：使用方便、价格低、原材料丰富、适合大量自动化生产。缺点：放电电压不稳，容量受放电率影响较大。适于中小放电率和间歇放电使用。新型锌锰干电池容量和寿命均提高一倍，并改善了密封性能。b. 碱性锌锰干电池以碱性电解质代替中性电解质。有圆柱型和钮扣型两种。优点：容量大，电压平稳，能大电流连续放电，可在低温(-40)下工作。这种电池可在规定条件下充放电数十次。2） 锌汞电池有钮扣型和圆柱型两种。放电电压平稳，可用作要求不太严格的电压标准。缺点：低温性能差（0以上使用），且汞有毒。已逐渐被其他电池代替。3） 锌空气电池以空气中的氧为正极活性物质。湿式碱性电池，用NaOH为电解液，价格低廉，供铁路信号用。干式碱性和干式中性电池原料丰富、价格低廉，但只能在小电流下工作。所有空气干电池都受环境湿度影响，使用期短，可靠性差，不能在密封状态下使用。4） 固体电解质电池以固体离子导体为电解质，分高温、常温两类。高温的有钠硫电池，可大电流工作。常温的有银碘电池，电压0.6伏，价格昂贵，尚未获得应用。已使用的是锂碘电池，电压2.7伏。这种电池可靠性很高，可用于心脏起搏器。但这种电池放电电流只能达到微安级。2. 蓄电池（二次电池）：充电电池，寿命长。1）铅蓄电池用在汽车、摩托车上。能在短时间内供给强大电流。工作电压平稳、结构简单、内阻小、起动性能好、价格低，使用温度及使用电流范围宽、能充放电数百个循环、贮存性能好，应用广泛。缺点：比能量小，对环境腐蚀性强。a. 普通蓄电池：图3-1普通蓄电池的极板是由铅和铅的氧化物构成，电解液是硫酸水溶液。优点：电压稳定、价格便宜；缺点：比能低、使用寿命短和日常维护频繁。b. 干荷式蓄电池：负极板有较高的储电能力，在完全干燥状态下，能在两年内保存所得到的电量，使用时，只需加入电解液，等过2030分钟就可使用。正常使用时，如有充裕时间，可进行3-4h的充电，这对蓄电池的使用性能更为有利。现在,汽车用的蓄电池大部分是干荷式蓄电池 c. 免维护蓄电池：电解液消耗量非常小，在使用寿命内基本不需要补充蒸馏水。还具有耐震、耐高温、体积小、自放电小的特点。使用寿命为普通蓄电池的两倍。市场上的免维护蓄电池也有两种：第一种在购买时一次性加电解液以后使用中不需要维护(添加补充液)；另一种是电池本身出厂时就已经加好电解液并封死，用户根本就不能加补充液。 组成：铅蓄电池一般由三只或六只单格电池串联而成，每只单格电池的额定电压为2V。普通铅蓄电池的结构如图3-1所示，主要由正负极板、隔板、电解液、外壳、联条、接线柱等部件组成。2） 铅晶蓄电池主要应用在电动车、UPS和计算机、应急照明等领域，还有电力系统、通信和邮电设备、银行系统、船舶系统等其它备用电源。优点：寿命长，铅酸电池寿命的一倍。放电性能为一般铅酸电池的3倍多。 深度放电性能好，铅晶电池可深度放电到0V，继续充电可恢复全部额定容量，这一特性相对铅酸电池来讲是难以达到的境界。耐低温性能好；环保性好。 3）铁镍蓄电池 碱性蓄电池，电解液是碱性氢氧化钾溶液。正极为氧化镍，负极为铁。 1.31.4伏。其优点是轻便、寿命长、易保养，缺点是效率不高。 4）镍镉蓄电池 正极为氢氧化镍，负极为镉，电解液是氢氧化钾溶液。优点：轻便、抗震、寿命长，常用于小型电子设备。5） 银锌蓄电池正极为氧化银，负极为锌，电解液为氢氧化钾溶液。优点：能大电流放电，耐震，用作宇宙航行、人造卫星、火箭等的电源。充、放电次数可达约100150次循环。缺点：昂贵，使用寿命短6）锂电池组成：（1）电池上下盖（2）正极活性物质为氧化锂钴（3）隔膜一种特殊的复合膜 （4）负极活性物质为碳（5）有机电解液（6）电池壳（分为钢壳和铝壳两种）以锂为负极的新型高能量电池。优点：单体电池电压高，比能量大，储存寿命长（可达10年），高低温性能好，可在-40150使用。缺点：价格昂贵，另外电压滞后和安全问题尚待改善。3. 燃料电池 把燃烧释放的化学能转换成电能。可从外部分别向两个电极区域连续地补充燃料和氧化剂而无需充电。燃料电池由燃料（例如氢、甲烷等）、氧化剂（例如氧和空气等）、电极和电解液等四部分构成。工作时将燃料通入负极，氧化剂通入正极，它们各自在电极的催化下进行电化学反应以获得电能。燃料电池的能量利用率高，约等于热机效率的2倍以上。优点：设备轻巧；不发噪音，很少污染；可连续运行；单位重量输出电能高等。因此，它已在宇宙航行中得到应用，在军用与民用的各个领域中已展现广泛应用的前景。4. 太阳电池把太阳能转换为电能。日光照射时，产生端电压，得到电流，用于人造卫星、宇宙飞船中的太阳电池是半导体制成的（常用硅光电池）。日光照射太阳电池表面时，半导体PN结的两侧形成电位差。其效率在百分之十以上，典型的输出功率是510毫瓦每平方厘米（结面积）。5. 温差电池两种金属接成闭合电路，并在两接头处保持不同温度时，产生电动势。通常产生的温差电动势较小。但将温差电偶串联成温差电堆时，也可作为小功率的电源，这叫做温差电池。用半导体材料制成的温差电池，温差电效应较强。6. 核电池把核能直接转换成电能。这种核电池可产生高电压，但电流很小。它用于人造卫星及探测飞船中，可长期使用。7. 贮备电池电池贮存时不直接接触电解液，直到电池使用时，才加入电解液，如镁化银电池又称海水电池等。8. 纳米电池 用纳米材料制作的电池,主要用于电动汽车，电动摩托，电动助力车上。该种电池可充电循环1000次，连续使用达10年左右一次充电只需20分钟左右，平路行程达400km，重量在128kg，已经超越美日等国的电池汽车水平。它们生产的镍氢电池充电约需6-8小时平路行程300km。 电池制造工艺：1） 配料 用专门的溶液和粘接剂分别与粉末状的正负极活性物质混合，经高速搅拌均匀后，制成浆状的正负极物质。2） 涂漠 将制成的浆料均匀地涂覆在金属箔的表面，烘干，分别制成正负极极片。 3） 装配按正极片隔膜负极片隔膜自上而下的顺序放好，经卷绕制成电池极芯，在经注入电解液、封口等工艺过程，即完成电池装配过程。制成成品电池。4） 化成用专用的电池充放电设备对成品电池进行充放电测试，对每一只电池都进行检测。筛选出合格的成品电池，待出厂。潜力产品：一、 镍氢电池镍氢电池是以高能贮氢合金为负极，可应用范围：照相机、摄像机、移动电话、无绳电 话、对讲机、笔记本电脑、PDA、各种便携式设备电源和电动工具等。主要特性：1、与铅酸、镍镉电池相比,镍氢电池具有性能和环境优势；2、与锂离子电池相比,镍氢电池具有价格和安全优势。有人断言,锂离子电池会完全替代镍氢电池。然而一直将锂离子电池用于笔记本电脑和移动电话的戴尔公司和摩托罗拉公司出于价格的考虑又重新青睐镍氢电池,而锂离子电池在移动电话中的安全性问题,近来又时有发生。镍氢电池用于纯电动汽车（EV）和混合电动汽车（HEV）已进入产业化阶段,丰田公司利用松下PEVE公司的镍氢电池组装的电动汽车已年产近10万台, 供应美国和欧洲市场。而锂离子电池驱动的电动汽车仍处于开发阶段。本田将使用传统的镍氢电池作为其明年上市的新款汽油和电动混合动力车的动力来源。 本田认为锂子技术仍然不可靠，不能保证大规模生产，据本田总裁称锂技术不是最佳的选择，因为还有可靠性和持续性的忧虑。 锂电池可以被做得更小并且比镍氢电池能够存储更多的电能，但是由于锂电池比镍氢电池更易于过热，所以存在安全隐忧。二、 燃料电池以氢气或含氢化合物与氧气或空气进行电化学反应,生成水,放出电子而形成电流,优点：高效、环保、静音的优点应用：广泛用于汽车、军事和笔记本电脑等便携场合。趋势：燃料电池汽车被业内认为是21世纪最有发展前途的环保汽车,全球40家主要汽车制造商中有25家投入大量人力物力致力于燃料电池汽车的研发；德国海军去年底两艘燃料电池潜艇的服役拉开了燃料电池大规模军用的序幕；而日本除了开发出大量用于笔记本电脑、数码相机和手机的燃料电池外,还将普及 家用燃料电池,预测到2020年其家用燃料电池市场规模将达3075亿日元。日立东芝都在开发 专家预测：燃料电池在近期、中期不可能大发展，理由是价格贵、第二是系统复杂维护困难，第三是寿命不够长，第四是氢的储运有难题，第五是电、氢、电转换效率低，最后一个是铂的资源不够用。燃料电池开发的历史也较长，但由于系统复杂且维护困难，氢的储运又是一大难题，至少5年内不会有作为。锂电池作为汽车动力电池是最佳选择，包括日本、美国、中国在内的汽车巨头几乎一致看好锂电池，尤其是磷酸铁锂电池。三、 锂电池优点：寿命长、重量轻、体积小。缺点：价格高，技术不成熟趋势：09年将有很多厂家致力于锂电池生产。 日本：提倡油电混合动力。 欧洲：清洁柴油 美国：致力于对氢动力研发应用：低端的手机、笔记本电脑、数码相机、电动工具、矿灯市场，中端的风电和太阳能储能市场，以及高端的电动自行车、电动摩托车、电动代步车、电动轮椅、电动轿车及电动客车市场等。在军事航天领域如坦克、潜艇、火箭、月球车等方面，锂电也大有用武之地。 现状：目前好像没有任何汽车单纯的在使用锂电池，电动自行车上有。电动自行车市场是目前最被看好的锂电应用市场之一，国内目前很多厂商正积极投入电池生产线建设，但因受国家产业政策及其消费政策偏差的影响，短期内国内几乎没有市场。电动轮椅车、电动摩托车及其他代步车与电动自行车情况类似，本土市场还有一个培育期，但国外情况相对乐观。越来越多的汽车制造商，包括丰田和通用正在计划使用锂电池作为新款混合动力车的动力来源。四、 锂离子电池锂离子电池具有单体电压高、比能量大、自放电低、循环寿命长、工作温度宽等优点,而备受推崇,成为高档便携式电器的首选能源。锂离子电池自 1992 年由索尼公司产业化以来，全球市场基本由日本独霸。2000年以前，日本锂离子电池产量约占世界总产量的95% 以上。近年来，随着中国和韩国的迅速崛起，日本一支独秀的格局已经被逐渐打破，日本锂离子电池的市场份额已下跌至现在的60%以下，全球锂离子电池产业已形成中、日、韩三分天下的格局。中国锂离子电池市场约占全球市场的 30%。近几年来中国的一批锂离子电池生产企业已发展成为全球电池行业注目的骨干企业，加上SONY等国外企业迁入无锡等地，中国锂离子电池的生产规模还将逐年扩大。 缺点：1）电池成本较高。 2）不能大电流放电。只适合于中小电流的电器使用。 3）需要保护线路控制。电池过充将破坏正极结构而影响性能和寿命；过放会导致活性物质的恢复困难。五、 太阳能电池 太阳能电池制造一直被认为是整个太阳能产业链中的核心环节，也是利润最为丰厚的环节。其巨大的经济效益吸引越来越多国内企业的目光。07年“诺贝尔奖获得者北京论坛”上，世界太阳能电池权威专家、诺贝尔环境奖获得者马丁格林表示，太阳能市场开发目前正在蓬勃发展，且主要集中在光电领域。未来五年，太阳能电池有很大的发展潜力。目前很多中国公司在制造大量的太阳能电池，在这个领域中国已成为重要的参与方。虽然国内太阳能电池的生产厂家和生产规模快速增长，但大多数产品都用来出口，国内市场规模相对有限，故国内市场太阳能电池应用方面仍有巨大开发潜力。太阳能电池行业属于高新技术领域，其投资和技术成本相对较高，而最终的产品价格也随之上升。高昂的价格使太阳能电池的推广和应用受到一定影响和限制。此外，由于利润丰厚，一些企业竞相压价，导致整个行业竞争混乱。太阳能电池行业所必需的硅原料国内不能自给，是目前全行业面临的最棘手问题。高纯度的硅原料对于太阳能电池的生产极为重要。硅中大量杂质的存在，不仅会降低太阳能电池的光电转换效率，而且金属杂质的扩散速度很快，会大大缩短硅太阳能电池的使用寿命，造成电池组件发电量衰退，降低硅太阳能电池电能的再生比等问题。与所有行业一样，产业上游原材料的短缺，必然造成下游太阳能电池生产企业的成本上升和收益下降。而目前国内用于太阳能电池生产的多晶硅产量不足500吨，并且技术相对落后，生产成本明显高于国外竞争对手。这直接影响我国太阳能电池产业的发展。面对诸多压力，海外对太阳能电池的热捧，促使更多的企业倾向出口。我们对日本的丰田、三洋、松下、NEC、夏普等动力电池相关企业进行了调研，发现对车用动力电池的投资已经成为日本的投资热点之一。日本的新国家能源战略的实施，推动了动力电池在日本的发展。日本企业这在加大对动力电池的投资和整合力度。三洋和松下等领先企业加大投资力度，NEC和汤浅等企业纷纷加入。松下更是提出收购三洋电机，主要是看中三洋的能源业务。三洋目前是全球最大的二次电池厂商，也是全球第七大的太阳能电池制造商，收购将巩固松下在动力电池领域的霸主地位。而丰田公司最为全球商业化最领先的新能源车制造商，计划最快在2010年将混合动力车年产量增加到100万台，对提供电池的自公司PEVE正在进行扩能改造，同时正在研发PHEV和FCEV。在投资建议上，我们推荐镍氢动力电池领域的科力远和中炬高新，而中国宝安和江苏国泰有望成为锂离子动力电池领域的最终受益者之一。春兰三普安琪尔神舟和平海湾都有镍氢电池产品电动自行车用电池的发展趋势铅酸电池(第一代电池)终将要退出 当前存在的主要问题是一次充电的行程短，一般约在30-40km；就是快速充电也要4-6h，且质量能只有30Wh/kg。随着人们对环保要求的深入，含铅的重金属产品将会在2004年随着世界禁铅运动的深入而逐渐被淘汰。尽管胶体电池有许多优点，但终归也要退出历史舞台。镍氢电池将会有一席之地 烧结体镍氢电池还具有电池不易老化，不需要预充电，以及低温放电特性比较好等优点。镍氢电池中的烧结体技术镍氢电池将以其优异的性能取代发泡体技术镍氢电池，发泡镍氢电池在电池发展史上将仅是昙花一现的产品而已。镍氢电池现在正得到广泛应用，但由于其存在着高温使用电荷量急剧下降等缺点，其也并非是一理想电池，也有可能只是一个过渡性的二次电池。镍锌电池可能是电动车的理想动力源 新型密封镍锌电池具有高质量能、高质量功率和大电流放电的优势。这种优势使得镍锌电池能够满足电动车辆在一次充电行程、爬坡和加速等方面对能量的需求。凡现在应用铅酸电池的车辆，均可换用镍锌电池。从现在的价格看，镍锌还显稍贵些，但相信待其应用量上去后，价格自然会降下来，由此可以说，镍锌电池有可能成为电动车的理想动力电源。锂电池前景乐观 锂电池可分为锂离子电池和锂分子(高聚合物)电池两种。锂电池具有体积小，质量能和质量功率高、电压高、高安全性(固态)、环保性好和无污染性等优点。相对于镍镉电池和镍氢电池，充电时不用先进行放电(因锂电池无记忆性)，给使用带来了极大的方便性，同时也节省了电能。锂电池还具备自放电低的优点在非使用状态下贮存，内部几乎不发生化学反应，相当稳定。锂电池的自放电率仅为5%-10%。由于锂电池不含有镉、汞和铅等重金属，因此可以说是一绿色的环保电池。 锂电池已日臻完善，在电动车上它大有取代铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池之势，它将随着电动车的普及发展而成长壮大。在环保日渐人心，在为子孙后代节省化石能源的责任感下，电动车定会得到大发展，锂电池也将呈亮丽的发展之势，它将与燃料电池一并成为21世纪电动车的主要电池。燃料电池及其技术发展状况 燃料电池是人们努力开发的一种电池。各公司都在致力于开发甲醇改质氢燃料电池、汽油改质氢和纯氢燃料电池，且将其装车进行着试验，有可能在2004年比较成熟和具有实用意义的燃料电池车将投放市场。特别是燃料电池的过渡型车型-燃料电池混用锂离子电池的电动车，如三菱的MFCV是极有成功希望的车。三菱已设定了2005年达到实用化。MK900燃料电池组MK900的体积只有现产品MK700的一半，一般的车辆只用一个燃料电池组即可，其功率为75kW，质量比用MK700减少30%；其体积功率为1.3kW/L。MK900型燃料电池能在-25的低温下能正常工作。MK900燃料电池采用甲醇改质供氢。它将取代当今世界一些燃料电池车所装用MK700，如Necar4、P2000、本田FCX和日本FCV等车。从现在看，MK900大有席卷燃料电池车用燃料电池之势，然而它毕竟还是甲醇改质氢燃料电池范畴。从燃料供应、生产和使用成本上看价格还显高一些，使用起来还很不方便。 目前此燃料电池的能量转换效率还比较低。但其工作原理已有了很大发展，已从燃料电池只能由氢和氧结合生成电和水，发展到了利用甲烷等气体与氧化合生成电和水。此电池经改进后，还可直接使用汽油和柴油。据此，此燃料电池的发展，极具实际使用意义。此工作原理燃料电池开发成功，并经不断完善后，极有可能成为燃料电池的主流，进而取代生产成本和使用成本都很高的氢燃料电池。锌空气电池 锌空气电池亦称锌氧电池，是金属空气电池的一种。锌空气电池现在的质量能已达到了230Wh/kg，几乎是铅酸电池的8倍。也就是在相同质量的情况下，电动车“充”一次电的行程是铅酸电池的8倍。根据计算，锌空气电池质量能的理论值是1350Wh/kg，可见锌空气电池的发展空间非常大。 锌空气电池只能采取抽换锌电极的办法进行“机械式充电”。更换电极的时间在3min即可完成。换上新的锌电极，“充电”即告结束。它是一种有别于利用市电充电的常规二次电池的新型二次电池。“充电”时间极短，非常方便。可随车携带一些锌电极，为使用带来了极大方便。如此种电池得到发展，省去了充电站等社会保障设施的兴建。锌电极可在超市、电池经营点、汽配商店等购买，对普及此电池电动车十分有利。 锌空气电池是以活性物质锌作为正极，以空气中的氧作为负极的电池。在原理上等同于锌-固体燃料在燃烧，从此意义上理解也可称其为燃料电池。负极活性物质氧直接来源于空气，不受电池体积大小的影响，电池的体积只取决于正极材料的大小。因此其体积能和功率相当高。 空气是无形的，不能直接构成电板，需利用多孔的石墨作为负极。空气中的氧要溶解到电解液中，随后为石墨吸附。正极锌与吸附的氧产生电化学反应，产生电流。锌不间断进行氧化，不间断释放出电流。只要有锌和空气，就能进行锌氧化“燃烧”。从理论上讲石墨电极不损耗，只参予工作，因此可不必更换。锌要随所提供电能的增加而减少，直至耗尽。此时要换装新的锌电极。从正电板看，锌空气电池是一个完整的电池，而对于负极来说，其充其量只是个能量转换器，但锌空气电池确确实实是二次电池。现在试验电池的电荷容量仅是铅酸电池的5倍，不甚理想。但5倍于铅酸电池的电荷量已引起了世人的关注，美国、墨西哥、新加坡及一些欧洲国家都已在邮政车、公共汽车、摩托车上进行试用。 锌空气电池于1993年始于德国，经过几年的努力现已基本成熟，且也可工业化生产。美国的锌空气电池采用的锌粉，配合液体氢氧化钾使锌粉在空气中进行氧化生成电能。这种电池具有体积小，电荷容量大，质量小，能在宽广的温度范围内正常工作，且无腐蚀，工作安全可靠，成本低廉等优点，也许是一极有前途的电动车用电池。em1em2em3em4em5em6em7em8em9em10em11em12em13em14em15豪鹏科技有限公司是一家专业生产镍氢、锂离子电池的企业。以“努力，让客户感动”的企业宗旨，坚持“通过有竞争力的产品迅速渗透市场，通过精细的标准化操作占领和扩张市场”的经营理念，大胆运用现代高科技,不断提高产品档次,为客户提供了优良品质的电池，特别是在航模玩具.MP3、DVD/PDA、笔记本电脑、数码相机、蓝牙耳机等数码产品以及矿灯,航模、电动工具、电动车、无绳电话、对讲机等领域取得显著成绩,成为其主要供应商.联系方式：qq 345480938540269646 电话0755-8968 6704 MSN： 邮箱： 张先生 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常用的是碳锌干电池。负极：锌做的圆筒，内有氯化铵作为电解质，少量氯化锌、惰性填料及水调成的糊状电解质正极：四周裹着掺有二氧化锰的糊状电解质的一根碳棒。电极反应：负极处锌原子成为锌离子（Zn+），释出电子，正极处铵离子(NH4)得到电子而成为氨气与氢气。用二氧化锰驱除氢气以消除极化。电动势约为1.5伏。铅蓄电池常见使用在汽车、摩托车上。能在短时间内供给强大电流。工作电压平稳、结构简单、内阻小、起动性能好、价格低，使用温度及使用电流范围宽、能充放电数百个循环、贮存性能好，应用广泛。缺点：比能量小，对环境腐蚀性强。d. 普通蓄电池：图3-1普通蓄电池的极板是由铅和铅的氧化物构成，电解液是硫酸的水溶液。它的主要优点是电压稳定、价格便宜；缺点是比能低(即每公斤蓄电池存储的电能)、使用寿命短和日常维护频繁。干荷式蓄电池：负极板有较高的储电能力，在完全干燥状态下，能在两年内保存所得到的电量，使用时