《氢镍动力电池基础知识讲座(2010-03-12).》由会员分享，可在线阅读，更多相关《氢镍动力电池基础知识讲座(2010-03-12).（18页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、氢镰动力电池基础知识讲座内容提要1、电池的定义、分类和基本术语2、电池的基本性能参数3、氢謀电池的发展历史、构成及特点4、氢謀电池充放电原理及基本特征5、电动汽车基本知识以及对电池的要求6、中南大学氢謀动力电池基本电化学特征1.1、电池定义:化学能 电能电池是通过电化学氧化还原反应将活性材料内存 储的化学能直接转化为电能的装置。本质上为一个能量转化器通常在电池的能量转化过程中伴随着热能的产生。12、电池分类1.2.1、从电极反应的可逆性而言可分为一次电池 和二次电也（蓄电池）;1.2.2、从电池的形状讲可分为圆形电池、方形电池、扣式电池等；/1.2.3、根据电池体系不一样可分为碱性电池、酸 性
2、电池等；1.2.4、根据电池用途不一样可分为常用电池、备 用电池等；1.2.5、根据能量功率的不同可分为能量型电池和13、电池基本术语CC:恒流充电，恒定电流的充电过程； CV:恒压充电，恒定电压的充电过程； Discharge:放电（一般用恒流放电表示）； Capacity:容量（电流对时间的积分）； DOD: 放电深度 Depth of discharge;SOC:荷 电状态 State of charge;Cut off Voltage:放电截止电压； Energy density:能量密度；In Volumetric:体积能力密度In Gravimetric:重量能力密度Power d
3、ensity:功率密度；In Volumetric,体积功率密度In Gravimetric,重量功率密度C-rate:倍率充放电；HT/LT-charge/discharge performance:高低温充总/放电能力；Cycling:循环；Self-discharge:自 放电；Over-charge: 过充电；Short Circuit:短路。Pulse-charge/discharge: 脉冲充电 / 放电21、表征电池的基本性能参数：2.1.1、电池电压：通常具有开路电压和工作电坷之分； 电池开路电压与温度和电池状态等因素有关。 电池工作电压又称作放电电压或碧负载茧压，工作 电压与
4、工作电流及温度、电池SOC有关。2.1.2.电池容量:电池容量是指在L定放电条件下从电池中获得的电能 的多少。子旷X/分理论容量、实际容量 额定容量理论容量是按照活性物质的理论化学能计算； 实际容量是电池在一定条件下实际能够放出的电能； 额定容量是规定电池在一定的放电条件下应该放出的 最低限度的电量。213、电池内阻：电池内阻是电池（尤其是功率型电池） 非常重要的参数之一。通常包括三部分： 欧姆电阻、电化学极化电阻、浓差极化电阻2.1.4.电池能量： /电池在产豆毛件下对外做功所能输出的电能,W=C XUX/215、电池的功率：/电池的功率是指在一定傲电制度下，单位时间内电 池输出的电量。p=
5、w/t表示电池承受工作电流的大小。216、电池寿命：电池的寿命与电池的使用方式密切相关。氢银电池的发展历史:主要分为3个阶段：/(1) 、上世纪60年代未至70年代末为可行性研究阶段；(2) 、上世纪70卑代末至80年代末为实用性研究阶段； 1984年开始，荷兰、美国、日本研究开发储氢合金电极、 1988年Ovonic公司，1989年日本等先后开发成功氢謀电池(3) 、上世纪90年至今的产业化阶段；中国上世纪80年代末研制成功电池用储氢合金，1990 年研制成功AA型氢镰电池。通过国家“863”(国家高技术研究发展计划)计划的支 持，目前氢繰电池正逐步应用于电动汽车领域，并且发展 速度较15C
6、upPoe doctrcoo (Zed bydroxKle)321、（1）、（2）、32、氢银电池构成及特点氢謀电池主要由五部分构成： 氢氧化謀以及辅助材料构成正极；/ 储氢合金以及辅助材料构成负极； 电池隔膜；（4）、电解液；（5）、电池外壳3.2.2.电池基本组成部分及作用：正极片构成：活征村料为氢氧化謀，字电添加剂另Co类 材料，粘接剂，泡沫襟等；/负极片构成：AB5型（AB?、AB3J）储氢合金为活性材料， 导电添加剂为Ni类材料粘接剂，泡沫謀 或镀謀钢带等；/电电池隔膜：阻止正负极之间直接电子导电，吸收电解液使 得正负极之间形成离子导电通道；电解液：主要是强碱性水溶液，腐蚀性强，在正
7、负极之间 提供荷电粒子，在电极表面荷电粒子得失电子而 发生电化学反应，产生电流。电池外壳：常用金属壳和塑料壳两种。需要耐碱腐蚀、有 较强的耐候性、具有气密强度、易于加工等。323、氢鎳电池基本特点:/电压/标称电压为1.2V,/工作电压一般在11.45V之间， 大电流放电工作电压范围、0.8V 1.7V之间， 放电最低电压不能低于0.2V,充电最高电压不能高于1.8VO容量：根据需要可以设计成不同容量的电池，但是受 材料自身导电性能的限制，目前技术水平难以 实现容量超过200Ah的电也。自放电：电池自放电受隔膜、电解液、温度、S0C和储 存时间条件等的影响。4.1 氢镰电池充放电原理负极正极图
8、1-1 MH-Ni电池电化学过程示;1图Discharge process：正极：NiOOH + H2O+e i(OH)2+OH- 负极：MH + OH：M + H2OEfcL池反应：MH + NiOOHM+Ni(OH)2Charge process:IE氢镰电池充放电基本特征：(1) 、电池内正极和负极属于串联式结构；/(2) /通常负极设计容量高于正极，电池的放电容量以正极总放电容量为准。以满荷电态为例，正负极容量状态可能为:情况A：电池放电完成时，正负极中均没有电量，放电 末期电压咖匕很快且不规则，当负极不荷电时 很容易被氧化，影响电岁的使用寿命。情况“当电池充满电时，稍有过充电，则正极
9、上析氧 气，同时负极上析出氢气，严重影响电池内压， 同时带来不安全因素。情况既存在剩余充电容量，也存在剩余放电容量，同 时解决了上述两种情况的不足，是我们设计电池 必须考虑的因素之一。、电池在使用过程中，按照情况B所示原理*满足“氧循环”机制。,/、电池负极中生产的氢气在正极消耗的速度远远小于正极产生的氧气在负极的消耗速度。O2 + 4MH4M + 2H2O（较快的反应）H2 + 2NiOOH 2Ni（OH）2 （较慢的反应）高温自放电鼓胀主要原因是负极析氢所致。/ A/ BCAB主要发生负极析氢以及少量正极被还原；BC主要使氢气还原正极使得正负可利用容量一致。5.1、电动汽车基本知识：能源短
10、缺、环境污染引起汽车的革命-电动汽车(1) 、什么是电动汽车？(2) 、电动汽车的分类：纯电动汽车混合电动汽车- -HEVandPHEV 燃料电池车(3) 、以电池为至少一种动力的电动汽车对电池的/塞?要求。汽车动力电池基本概念:/if动力电池一般指具有较高的容量和输出功率能 力，可用作电动车辆驱动电源的二次电池。2、一般情况下，混合动力汽车车用动力电池进行 的是频繁、浅度的充放电循环。混合动力系统对电池的特别要求：r 7/(1) 大功率充放电能力：质量比功聲和体积比功率是衡量蓄电池快速充放电能力的指标，相对、于比能量要求, 混合动力汽车对比功率要求更高？ (2) 充放电效率：动力电池中能量的
11、循环必须经过充 电-放电-充电的循环，高的充放电效率对保证整车效率具 有至关重要的作用。(3 )相对稳定性：动力电池应当在快速充放电和充放 电过程变工况的条件下保持性能的相对稳定，使其在动力 系统使用条件下能达到足够的充放电循环次数。评价HEV用动力电池技术的指标主要有以下几点：(1)、质量比功率(W/kg):卡电池的质量比功率代表 每千克质量的电池能提供的功率。宅的大小决定电池所能 输出的最大功率，标志着汽车的加速性能和最高车速， 对电动汽车的动力性能等有直接影响广在混合动力汽车中, 电池的比功率是最关键的因素，因为电池的电耗尽后可以 在内燃机工况下重新进行充电。(2)、质量比能量(Wh/k
12、g):标志着纯电动模式下的 续驶能力。(3) 、循环次数了动力电池的工作是一个不断充电- 放电-充电-放电的循环过程，每充电和放电一次，动力电 池中的化学物质就要发生一次可進性的化学反应。充电和 放电的效辜，最后部分或完全丧失其充电和放电 功能。 动力电池的工作循环次数是衡量动力电池寿命的重要指标, 对动力电池的使用有直接影响厂、成本：电池的成本与电池的新技术含量、材料、 制作方法和生产规模有关，目前新开发的高比功率的动力 电池成本较高。中區汽车技术製2 q於労形电池的主要参数型号最新的方形模块当前的方形摸块名义电圧（V）7.27.2名义容虽（Ah）6.56.51比功率（W/kg）13501000比 24kg功率2.5kW(10s35X尺寸(323 x45 x87)mm1冷却方式液冷（50/50 DEX - COOL冷却液/水）中国汽车礙爭S秋辿riot加电他模块的基本畚数
