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News Center自电动汽车诞生以来,提高动力电池的功率密度、能量密度、使用寿命以及降低成本一直是电动汽车动力电池技术研发的核心。电池应用的过程是电能输入转变为化学能存储,再以电能形式输出的能量转换过程。
电池是一种把化学反应所释放的能量直接转变成直流电能的装置。要实现化学能转变成电能的过程,必须满足如下条件:
必须让化学反应中失去电子的氧化过程(在负极进行)和得到电子的还原过程(在正极进行)分别在两个区域进行,这与一般的氧化还原反应存在区别。
(1)正极(正极电极):通常由正极活性物质、导电剂和粘结剂组成。正极活性物质可以是氧化物、钴酸锂等,具体取决于电池类型。
(2)负极(负极电极):负极也包括负极活性物质、导电剂和粘结剂。在锂离子电池中,石墨通常用作负极活性物质。
(3)电解液:电解质是正极和负极之间的介质,通常是液态或固态。它允许离子在正负极之间传输,以在充放电过程中完成电荷传递。
(4)隔膜:隔膜用于隔离正极和负极,以防止短路。它通常是一种多孔的材料,允许离子通过但阻止电极直接接触。
(5)外壳(壳体):电池通常包裹在一个外壳或壳体中,以提供机械保护和封装电池内部组件。外壳通常是金属或塑料制成的。
(6)安全阀:用于维护电池内部安全的装置,通常用于封闭式电池系统,特别是在高压或高温环境下。它的主要作用是在电池内部产生过大的内部压力时,释放压力,以防止电池过热或甚至爆炸。
(7)极柱:通常由金属或合金制成,是电池内部的一个重要组成部分,用于连接电池的正极和负极电极,将电池与外部电路连接在一起,有助于传导电流和维持电池的稳定性。
可用于电动汽车的动力电池根据正负极材料特性、电化学成分的不同,常有三种分类方法。不同类型的电池具有不同的性能、优势和局限性,选择适合特定应用的电池类型需要考虑多种因素,包括能量密度、成本、循环寿命、安全性和环境因素。
②消除电池在放电使用过程中引起的不良后果。即修复由深放电、极化等导致的电池性能被破坏。
充电方法在不同类型的动力电池中可能有所不同,充电方法也可能会根据充电设备的性能和特性而有所不同。本文主要介绍以下8种充电方法。
恒流充电方法是通过调整充电装置输出电压或改变与蓄电池串联电阻的方式使充电电流强度保持不变的充电方法。该方法控制简单,但由于电池的可接受电流能力是随着充电过程的进行而逐渐下降的,到充电后期,充电电流多用于电解水,产生气体,此时电能不能有效转化为化学能,多变为热能消耗掉了。
恒压充电在蓄电池充电过程中,充电电源电压始终保持一定。充电开始时,电池电动势小,所以充电电流很大,对蓄电池的寿命造成很大影响,且容易使蓄电池极板弯曲,造成电池报废;充电中期和后期,由于电池极化作用的影响,正极电位变得更高,负极电位变得更低,因此电动势增大,充电电流过小,形成长期充电不足,影响电池的使用寿命。
Reflex TM快速充电法最早主要面对的充电对象是镍镉电池,缓解了镍镉电池的记忆效应问题,并大大降低了蓄电池快速充电的时间。
变电流间歇充电法建立在恒流充电和脉冲充电的基础上,其特点是将恒流充电段改为限压变电流间歇充电段。
在变电流间歇充电法的基础上又有人提出了变电压间歇充电法,如图3-12所示。变电压间歇充电法与变电流间歇充电方法不同之处在于第一阶段的不是间歇恒流,而是间歇恒压。
综合脉冲充电法、Reflex TM快速充电法、变电流间歇充电法及变电压间歇充电法的优点,变电压、变电流波浪式间歇正负零脉冲快速充电法得到发展应用。