电池基础知识(BYD培训教材)---第二部分PPT课件.ppt

第二部分电池的基本知识 1 电池分类依据 电解质种类电池所用正负极材料工作特性和储存方式 2 以电解质种类分类 碱性电池 电解质以KOH溶液為主 如碱性锌锰电池 俗称碱锰电池或碱性电池 镍镉电池和镍氢电池等酸性电池 电解质以硫酸水溶液为主 如铅酸电池中性電池 电解质为盐溶液 如锌锰电池和海水电池有机电解质电池 电解质为有机溶液 如锂电池 锂离子电池 3 以电池所用正负极材料分类 锌系列电池 锌锰电池和锌银电池等镍系列電池 镍镉电池和镍氢电池等铅系列電池 铅酸电池等锂系列電池 锂离子电池和锂锰电池等二氧化锰系列電池 锌锰电池和碱锰电池空气 氧气 系列電池 锌空气电池 4 以工作特性和储存方式分类 一次电池 又称原电池 即不能再次充电的电池 如锌锰电池和锂电池等二次电池 又称蓄电池 即可充电电池 如铅酸电池 镍镉电池 镍氢电池和锂离子电池等燃料電池 正 负极本身不包含活性物质 活性材料连续不断从外部加入的电池储备电池 电池储备时不直接接触电解质 直到电池使用时 才加入电解液 如镁氯化银 海水电池 5 一次电池 锌锰电池 Zn NH4Cl ZnCl2 MnO2 C 碱性锌锰电池 Zn KOH K2 Zn OH 4 MnO2 C 锌银电池 Zn KOH Ag2O锂锰电池 Li LiClO4 PC DME MnO2 C 锌空气电池 Zn Hg NH4Cl ZnO O2 C 6 二次电池 蓄电池 二次电池 电极反应可逆特点 可循环使用例 铅酸电池Pb H2SO4 PbO2镉镍电池Cd KOH NiOOH铁镍电池Fe KOH NiOOH氢化物镍电池MH KOH NiOOH 7 四种主要的二次电池 8 镍镉 镍氢 锂离子电池性能对比 技术参数镍镉电池镍氢电池锂离子电池工作电压 V 1 21 23 6重量比能量 Wh Kg 5065105 140体积比能量 Wh l 150200300充放电寿命 次 5005001000自放电率 月 25 3030 356 9有无记忆效应有有无有无污染有无无 9 电池组成1 1 电极 电池的核心部分 由活性物质添加剂和导电骨架组成活性物质要求 比容量高 电化学活性高 在电解液中化学稳定性好 导电骨架要求 集流性能好 分布均匀 柔软性好 10 集电体 11 活性物质 12 电池组成2 2 电解质 主要组成之一 传递正 负极之间电荷稳定性强 比电导高 欧姆压降小 化学稳定性高 13 电解液 14 电池组成3 3 隔膜 正 负电极之间 避免正 负极活性物质直接接触在电解液中稳定性好 电子缘绝体 离子导体 常用PP 尼龙 强度高 透气性好 耐氧化能力强 耐高 低温能力强 15 隔膜 16 电池组成4 4 外壳 case 要求 机械强度 耐振动 耐冲击 能耐高 低温变化和电解液的腐蚀 17 电池原理 例 镉 镍电池工作原理化学能电能成流反应2NiOOH Cd 2H2O2Ni OH 2 Cd OH 2NiOOH 2H2O e Ni OH 2 OH Cd 2OH 2e Cd OH 2 放 充 放 充 放 充 18 充电 19 放电 20 电池基本概念1 短路 电流不经负载而由电源一端直接回到另一端 导致电路中电流猛烈加大 这就叫短路 断路 电路中电流不通叫断路 电流强度 单位时间内通过导体某一截面 电荷量的代数和 常用字母 A 表示 电压 水要有水位差才能流动 同样的 要使电荷作有规则的移动 必须在电路两端有一个电势差 这个电势差叫电压 常用字母 V 表示 21 电池基本概念2 电流 在电场力的作用下 自由电子或离子所发生的有规则地运动称为电流 电阻 电子在物体内移动所遇到的阻力叫电阻 电阻单位是欧姆 常用字母 表示 22 电池的性能1 1 电动势 两电极电势之差 平衡电极电法 23 电池的性能2 2 内阻 R R Rf电池的内阻 是指电池在工作时 电流流过电池内部所受到的阻力 R 电极材料 电解液 隔膜及各部分零件的接触内阻 Rf 正 负极活性物质进行电化学反应时所引起的内阻 包括电化学极化和浓差极化所引起的电阻之和 Rf与活性物质本身 电极结构 制造工艺 电池工作条件等因素相关 24 电池性能3 3 开路电压 工作电压1开路电压 是指电池在非工作状态下 即电路中无电流流过时 电池正负极之间的电势差 工作电压 又称端电压 是指电池的工作状态下 即电路中有电流 流过时电池正负极之间的电势差 V V开 IR 25 电池性能3 3 开路电压 工作电压终点电压 电池在放电过程中 电压下降到不宜再继续放电的工作电压为终点电压 如再继续使电池放电则称之为过放 过放对电池性能会产生破坏性影响 是导致电池零电压及综合性能下降的主要原因 在电池的检测和使用过程中 应尽量避免过放 中点电压 是指电池以一定的倍率放电至终点电压的时间之中点的电池电压 26 开路电压 27 标称电压 28 电池电压 29 放电终止电压 30 电池性能4 4 容量 比容量 理论容量 Co 活性物质100 利用 Co 26 8n 1 kmo Ah mo为活性物质的质量 M为活性物质分子量 n为成流反应得失电子数 26 8为常数1克当量活性物质反应时所放出电量 实际容量 C C 0TIdT恒流 IT恒阻 0TVdT额定容量 C额 设计和制造电池时 规定或保证电池在一定放电条件下应该放出的最低限度的容量 31 容量 32 电池能量 33 放电深度 34 电池性能5 5 能量 比能量 理论能量 a 活性物质100 利用 b 电极反应处于平衡状态 Wo Co E实际能量 W 0TIVdT比能量 体积比能量 W体 Wh L 重量比能量 W重 Wh l 35 电池性能6 6 贮存性能和循环寿命 贮存性能 自放电 电池的贮存性能是衡量电池综合性能稳定程度的一个重要参数 电池经过一定时间的贮存后 允许电池的容量及内阻有一定程度的变化 电池自放电与活性物质本身 电极结构 制造工艺 电池工作条件等因素相关 循环寿命 充 放电循环的数目 36 电池性能7 7 充放电效率和充放电倍率充电效率 指电池在充电过程中所消耗的电能转化成电池所能储存的化学能程序的量度 放电效率 指电池在一定的放电条件下放电至终点电压所放出的实际电量与电池的额定容量之比 充放电倍率 是指电池在规定的时间内放出其额定容量时所需要