电池发展历史、现状及趋势.ppt

电池发展历史 现状及趋势 李伟善 主要内容 电池发展简史电池的定义 特点和作用一次电池二次电池电化学电容器燃料电池 Baghdad电池 2200年前 电池发展简史 主要电池的发明时间 2200Baghdadbattery1800Voltaicpile silverzinc1836Daniellcell copperzinc1838Grove principleofaircell1859Plant lead acidcell1868Leclanch carbonzincwetcell1888Gassner carbonzincdrycell1899Junger nickelcadmiumcell 电池发展简史 电池的历史 1946Neumann sealedNiCd1956Bacon alkalinefuelcell1959Urry alkalineprimarybattery1960sRechargeableNiCd1970sLithium sealedleadacid1990Nickelmetalhydride NiMH 1991Lithiumion1992Rechargeablealkaline1999Lithiumionpolymer 电池发展简史 1980年代前后 1980年代 电池工业被认为已相当成熟 无太多的发展空间最近二十年 新型电池层出不穷传统电池的性能显著的改善新概念电池发明 电池发展简史 定义 电池是将化学能转化成电能的一种装置 电池的定义 特点和应用价值 电活性物质 Mostwantstoreduce gainelectrons GoldMercurySilverCopperLeadNickelCadmium IronZincAluminumMagnesiumSodiumPotassiumLithiumMostwantstooxidize loseelectrons 电池的定义 特点和应用价值 电池发电的特点 能量转化效率高无噪音操作方便 电池的定义 特点和应用价值 电池为人类带来了极大的便利 最早的手提电话 第一部手提电话重量为9 8kg1982年 Nokia现在的大多数手提电话重量小于100g 电池的定义 特点和应用价值 新世纪更需要电池 社会可持续发展减少自然资源的使用减少环境污染人类生活更加舒适便利电器越来越多电器变小使用时间延长电动汽车 电池的定义 特点和应用价值 电池的新应用 高价值的电子设备电动工具工业牵引军事固定备用电源电动汽车可再生能源利用的储能装备 电池的定义 特点和应用价值 电池工业发展趋势 环保电池本身对环境无污染电池可回收二次化高能高功率 电池的定义 特点和应用价值 发展需求与电池化学的矛盾 能用于设计成电池的化学反应相当有限需求能量 从100mWh的扣式电池到20kWh的动力电池功率 从25 100 W的心脏起搏器电池到MW级的备用电源 电池的定义 特点和应用价值 对策 材料的变革结构设计的进步 电池的定义 特点和应用价值 一次电池 一次锂电池 优点高能缺点成本高 锂二氧化锰电池 一次电池 Li CFx电池 一次电池 锌锰电池 一次电池 智能卡 SmartCard 一次电池 纸电池 一次电池 锌二氧化锰薄电池 一次电池 锌银电池 一次电池 金属空气电池 金属作阳极作活性物质Li Mg Zn Al Fe用不完的空气作阴极活性物质 一次电池 铝空气电池 一次电池 锌空气电池 一次电池 二次电池 阀控式铅酸电池 二次电池 Alloy H OH Alloy H2O e NiOOH H2O e Ni OH 2 OH Ni MH电池 二次电池 锌镍电池 二次电池 锂离子电池 二次电池 锂离子电池 二次电池 二次电池 锂电池材料 二次电池 聚合物 干聚合物 聚合物 凝胶 聚合物 溶液 二次电池 锂二次电池 二次电池 可充碱性锌锰电池 二次电池 电化学电容器 电容器 电化学电容器 电解电容器 电化学电容器 电化学电容器 电化学电容器 1000m2 g 5uF cm2 10000 50F g 电化学电容器 电化学电容器 电化学电容器 e 2H2 4H 4e 2H2 4OH 4H2O 4e 2H2 4H 4e CH3OH H2O CO2 4H 4e O2 2CO2 4e 2CO32 2H2 2CO32 2CO2 2H2O 4e or2CO 2CO32 4CO2 4e O2 4e 2O2 2H2 2O2 2H2O 4e or2CO 2O2 2CO2 4e or CH4 2O2 CO2 H2O 4e Oxidant Fuel Current Load Electrolyte Residualoxidantandwater Residualfuelandproductgases Li2CO3 K2CO3inLiAlO2CO32 YSZO2 PAFC AFC PEMFC DMFC MCFC SOFC e 燃料电池的类型 燃料电池固定电站 混合动力电源 Principaldifficultieswithfuelcellvehicles Fuel availabilityandsupply compactandlightweightstorage Vehiclerequirements faststart upfromcold intermittentoperation hydrocarbonfuel reformerisimpractical Atpresent PEMFC compressedH2systempreferred Shortrange typically 300km 便携式燃料电池 Microfuelcell PEMFC DMFC battery Li systemsfor mobilephones personaldigitalassistants laptopcomputers MP3players militaryequipment man packradios helmet mountedimagedisplays night visionsights laserrangefinders communicationssystems sensors NEC Specificenergy Whkg 1 Ni Cd N