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锌碘液流电池工作原理

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2023-02-01 07:21:51

锌碘液流电池工作原理

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2025-06-17 11:11:12

锌碘液流电池工作原理是聚烯烃多孔结构中充满的氧化态电解液可以溶解充放电过程中产生的锌枝晶,实现自恢复。大规模储能技术是实现可再生能源大规模利用的关键技术,液流电池因具有安全性高、循环寿命长、效率高等特点,是大规模储能的首选技术之一。

锌碘液流电池的发展

锌碘液流电池是液流电池技术的一种,因具有较高能量密度和环境友好等优势,近年来受到越来越多的关注。在前期研究中,科研团队通过优化电解液组成和膜材料,提高了锌碘液流电池的循环寿命和功率密度,但是,电解质利用率相对较低问题仍待解决。

科研团队提出了锌碘单液流电池的概念,与传统锌碘液流电池不同,锌碘单液流电池只有负极一侧具有流动循环系统,正极为固体。因此碘离子可以充电到固态碘单质,使得电解质的利用率接近100%,大幅提高了电池的能量密度,并同时提高了锌碘单液流电池的功率密度。

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2025-06-17 11:11:12

液流电池一种新的蓄电池,液流电池是利用正负极电解液分开,各自循环的一种高性能蓄电池.具有容量高、使用领域(环境)广、循环使用寿命长的特点.是目前的一种新能源产品。氧化还原液流电池是一种正在积极研制开发的新型大容量电化学储能装置,它不同于通常使用固体材料电极或气体电极的电池,其活性物质是流动的电解质溶液,它最显著特点是规模化蓄电,在广泛利用可再生能源的呼声高涨形势下,可以预见,液流电池将迎来一个快速发展的时期。目前,液流电池普遍应用的条件尚不具备,对许多问题尚需进行深入的研究。

循环伏安测试表明:石墨毡具有良好导电性、机械均一性、电化学活性、耐酸且耐强氧化性,是一种较好的电极材料,与石墨棒和各种粉体材料相比,更适合用于液流电池的研究和应用。论文对采用的石墨毡电极分别进行了未处理、热处理、酸热处理。借助于扫描电镜,观察了三种处理方式的石墨毡表面形貌的差异,热处理和酸热处理能除去石墨毡表面的杂质和影响电化学反应的污染物,使石墨毡表面干净平整,石墨毡的表面状况得到明显改善。交流阻抗实验表明,与未处理石墨毡相比,经过热处理、酸热处理石墨毡的电阻明显减小,证实了活化处理对石墨毡表面状况的改善,使石墨毡材料得到改性,降低了电阻,增强了电化学活性.

复杂的牛排
老实的雨
2025-06-17 11:11:12

根据现在的科学技术发展,从太阳获取能量只是问题的一半——需要储存在某处以备日后使用。在流动电池的情况下,储存被视为一个大的桶液体。现在,由美国科学家团队领导的一个国际科研项目队伍发明了一种高效持久的新型太阳能流电池。

为生产这种设备,他们融合了好几种技术。这种带有氧化还原流电池的硅/过氧化氢联系太阳能电池,研究小组称这种电池将使我们可以在同个设备中收集和储存可再生能源。它不仅高效,而且便宜,简单,并且可以推广到家庭。

该方程式的能量收集部分将长期以来行业领先的材料硅与有希望的新兴过氧化物材料结合在一起。这些太阳能电池被证明比目前为止任何一种材料都要好,因为它们能捕捉不同波长的光。在电池组的液体流动,传统上这些设备包含两种液体,都被放在单独的槽中,作为电解液。来自太阳能电池的电为液体之一充电,因此可以无限期地将其留在其中,当两个容器中的化学反应产生电时,两个液体就会相互作用。

同时,他们也使用建模来确定什么材料将在理想标准下工作以最大化效率。他们确定了两种溶解在海水中的有机化合物,并用最终的物理设备对其进行了测试,事实证明这是很好的匹配。在实验中记录到20%的效率,这与最佳效率一致。这个装置可在将近一百小时内保持高效率和大容量的电量循环。这便让它的寿命比其他流动电池长得多,后者容易被酸性电解质腐蚀。

值得高兴的是,这项技术仍在继续改进和开发,从而使其提高更高的效率,同时降低成本,让大规模推广创造条件,以造福人类。

直率的大米
霸气的网络
2025-06-17 11:11:12

电池是我们每个人都不陌生的一类储存并提供能源的装置,从一次性使用的干电池到汽车上的铅酸电池、电脑和手机上的锂离子电池等可反复充放电的蓄电池。电池保证了我们在远离电网时也可以随心所欲地用电,给生活带来了极大的便利。不过有一种电池,相信许多朋友比较陌生,它的名字叫液流电池 (flow battery)。那么液流电池是怎样的一种电池,与传统的电池相比又有哪些优点?要回答这些问题,我们首先要从目前如火如荼的新能源开发说起。

一位记者走过位于日本的一台液流电池装置

随着煤、石油、天然气等化石燃料的储量逐渐减少,以及燃烧化石燃料造成的温室效应问题日趋严重,各国政府都把开发利用新能源提到重要的议事日程上来。随着人们重视程度的提高以及相关技术的进步,太阳能、风能等可再生能源在电力供应中所占的比例越来越高。

然而与传统的火力发电相比,这些新能源形式有一个内在缺陷,那就是它们的正常运转受到自然条件的限制,造成电能的输出与用户的需求往往不能很好地匹配。例如用太阳能给一个住宅区供电,白天居民大多不在家,太阳能电池产生的电能供大于求,白白浪费掉;到了晚上居民下班回家,用电量激增,太阳能电池此时却又无法正常供电。

为了解决新能源不稳定的问题,我们通常需要提供一定的储能系统与之配合,在发电能力超过实际需要时将多余的电能转化为其它形式的能量储存起来,而发电能力不能满足需要的时候又可以将储存的能量重新转化为电能。可以说,开发与新能源配套的储能技术的重要性并不亚于开发新能源技术本身。

那么如何将多余的电力供应储存起来?我们可以通过修建抽水蓄能电站的办法,在电能过剩的时候用多余的电能将水从低处移动到高处,也就是将电能转化为水的重力势能,当供电能力不足时再让水从高处落下将水的势能转化为电能。我们还可以用多余的电能压缩空气,等到电能供不应求时释放被压缩的空气,使其推动发电机发电。

不过这些技术虽然可以将电能转化为其它形式的能量储存起来,在实际应用中仍然存在一定的局限,例如抽水蓄能电站的修建通常必须依赖于一定的地形。因此人们更希望用电池来完成这一任务,也就是将电能转化为化学能储存起来。尤其是可以反复充放电的二次电池,也就是俗称的蓄电池,更是辅助新能源的不二选择。

然而实践起来人们却发现,“老革命”遇到了新问题,许多业已成熟的电池技术却力不从心了。那么究竟是为什么呢?这要从常见电池的结构说起。

以经常用于汽车的铅酸蓄电池为例,它的基本结构是将二氧化铅和金属铅制成的电极插入到稀硫酸溶液中。当电路接通时,正极的二氧化铅得到电子变成硫酸铅,而负极的铅失去电子,也变成硫酸铅。当铅和二氧化铅的固体都变成硫酸铅后,我们就会发现,电池没电了。

如果这个时候我们将两边的硫酸铅分别与外加电源相连,在电流的作用下,连接电源正极的硫酸铅失去电子变成二氧化铅,而连接电源负极的硫酸铅得到电子变成铅。如果将外加电源撤去,铅与二氧化铅又可以发生化学反应并释放出电能,也就是说,电池的电量又重新被充满了。

除了铅酸电池,常见的镍镉电池、锂离子电池等蓄电池和碳锌电池(干电池)等一次性的电池,构成正负电极的材料也不仅仅是作为导体传递电流,而是同时参与电化学反应。也就是说,固体电极构成了电池储能的载体。这样的好处是很明显的:电池可以被设计得小巧紧凑,非常适合于“寸土寸金”的便携式设备。

然而将传统的蓄电池应用于新能源的储能却遇到了一个很大的麻烦:新能源供电的不稳定性意味着与之配套的储能设备需要能够很灵活地调节要储存能量的总量以及提供能量的功率。然而对于依靠固体电极的传统电池,一块电池能够储存多少电能,这些电能能够以多大的功率被释放出来,在它被封装好离开流水线的那一刻就已经被固定下来,使用者很难再去根据需要进行调节。

那么如何克服这个缺陷?解决的办法就是让固体电极只负责传递电流,储存电能的任务改由液态的反应物来承担,这也就是液流电池的基本原理。例如目前发展较为成熟的全钒液流电池,其基本构造是一个被选择性渗透膜隔开的腔体,腔体的两侧各有一个固体电极。如果我们在腔体的两侧分别加入含有两种不同钒离子的酸溶液,那么在电池放电时,两级分别会发生这样的反应:

总的结果是两种含有钒的化合物变成了另外两种钒的化合物,而反应中产生的电能就通过电极源源不断地输出到外部电路中。而电池充电时,上面这个反应又反过来进行。

液流电池的基本原理:在电池内部,正负极的反应物被半透膜隔开。无论充电还是放电,所有的化学反应都在溶液中进行,反应结束后溶液可以通过泵从电池中抽走,同时新的待反应的溶液从储料罐中被注入到电池内部。图片引自参考文献[1]

无论是充电还是放电,只要反应进行完全,那么能量的转化也就宣告结束。但与传统电池不同的是,对于液流电池,我们可以用泵将已经转化好的溶液从电池中抽走,再将尚未反应过的溶液注入到电池中,那么充电或者放电过程就可以继续进行。这种电池的能量转化不再依赖于固体电极,而是流动的液体,因此得名液流电池。

相比于使用固体电极的传统电池,液流电池有一个明显的好处就是赋予了使用者更大的自由来调节电池的性能。如果我们需要增加电池的储能容量,不需要改变电池的构造,只要把更多存有钒离子溶液的储料罐与电池相连,或者提高溶液中钒离子的浓度就可以了。如果需要提高电池的输出功率呢?也不难做到,只需要将几个相同的电池连接起来,增大两种溶液互相接触的面积,让单位时间内有更多的溶液发生化学反应。使用上的灵活性,让液流电池能够更好地发挥能量存储的功能。

与太阳能电池联用的全钒液流电池

与传统蓄电池相比,液流电池还有一个显著的优点就是电池变得更加容易维护。在前面我们提到,传统的蓄电池构成固体电极的材料总是在放电时转化为另一种物质,而充电时又变回到原先的物质,例如铅酸蓄电池中铅与硫酸铅之间的转化、镍镉电池中金属镉与氢氧化镉之间的转化等等。然而在实际操作中所发生的往往并不像写在化学反应式中的那么简单。例如构成电极的固体材料经过一个放电-充电循环,虽然回到了最初的化学组成,但是它的结构可能已经发生了改变,而这就不可避免地影响到电池的性能,甚至有可能造成安全事故。相反,在液流电池中,化学反应在溶液中进行,固体电极只是负责传输电流,较少受到各种副反应的干扰。因此,液流电池往往可以比传统的蓄电池经受更多的充放电循环而保持性能基本不受影响。

说了这么多液流电池的优点,我们也要谈谈它的局限性。由于不再像传统蓄电池那样将能量储存在固体材料中,液流电池难以避免的一个缺点是单位质量能够提供的电能要大打折扣,因为溶液的浓度再高,仍然会有大量的溶剂对于对电能的存储毫无贡献。这就好比同样大小的钱包,一个人将它塞满了钞票,另一个人却除了钞票还要放进草纸,两个人一起上街,谁能买到更多的东西自然不言而喻。例如前面提及的全钒液流电池,单位质量能提供的能量只有锂离子电池的20%左右[1]。即便液流电池并不用于便携式设备,人们仍然希望它们越小越好。另外,如何通过使用更为低廉的材料降低液流电池的成本也是目前研究人员努力的一大方向。

当然,有缺点并不可怕,关键是我们如何通过技术的进步来逐渐克服这些缺点。事实上,液流电池技术实际上早在上世纪70年代就已经出现,但直到近些年来人们才意识到它的价值。目前关于液流电池的研究已经成为相当热门的一个领域。相信在不久的将来,这种独特的电池技术能够为解决人类的能源问题发挥更大的作用。

参考文献

[1] Bruce Dunn, Haresh Kamath, Jean-Marie Tarascon, “Electrical Energy Storage for the Grid: A Battery of Choices”, Science, 2011, 334, 928

(作者:魏昕宇)

积极的凉面
动听的可乐
2025-06-17 11:11:12
电化学液流电池(electrochemical flow cell)一般称为氧化还原液流电池(flow redox cell或者redox flow cell)是一种新型的大型电化学储能装置,正负极全使用钒盐溶液的称为全钒液流电池,简称钒电池.其荷电状态 100%时电池的开路电压可达 1.5 V.

液流电池根据电极活性物质的不同,可以分为全钒液流电池、锂离子液流电池和铅酸液流电池等。

全钒液流电池是一种新型蓄电储能设备,不仅可以用作太阳能、风能发电过程配套的储能装置,还可以用于电网调峰,提高电网稳定性,保障电网安全。

仅供参考

大胆的小笼包
冷艳的台灯
2025-06-17 11:11:12
铁铬液流电池是最早被提出来的一种液流电池,由于成本较低、运行温度范围较大等优势,被认为是具有商业化应用前景的大规模储能技术之一,有效解决风能、太阳能等可再生能源并网等难题,助力碳达峰、碳中和的实现。本文通过对近期相关文献的探讨,首先论述了铁铬液流电池在大规模储能应用中的主要优势,回顾了铁铬液流电池的发展历程,介绍了铁铬液流电池在国内外储能示范项目中的应用情况。其次,归纳并分析了铁铬液流电池在储能应用中面临的技术瓶颈,包括电解液中铬离子的电化学活性较差造成能量效率和功率密度较低,以及充电末期负极容易发生析氢副反应造成电池稳定性差等问题。然后,从铁铬液流电池的电解液、电极、离子传导膜和电池结构四个方面详细阐述了铁铬液流电池技术的研究进展。最后,针对铁铬液流电池存在的局限性,从关键材料改进、结构设计优化和电池成本降低三个方面,对铁铬液流电池未来的技术创新与突破进行展望,为铁铬液流电池技术的发展提供参考和依据。

强健的招牌
羞涩的奇迹
2025-06-17 11:11:12
住友电工的全钒氧化液流电池利用钒离子的氧化还原反应进行充放电的储能电池。具有超长寿命(电极、电解液不发生老化)、高度安全(不使用易燃材料)以及可在常温环境下运行等优异特点,是适合电力系统使用的最理想的储能电池。住友电工的全钒氧化液流电池做为支撑太阳能、风力等再生能源系统发展不可或缺的稳定技术倍受业界关注。

缥缈的发箍
任性的冬日
2025-06-17 11:11:12
储能技术发展现状与趋势

储能涉及领域非常广泛,根据储能过程涉及的能的形式,可将储能技术分为物理储能和化学储能。物理储能是通过物理变化将能储存起来,可分为重力储能、弹力储能、动能储能、储冷储热、超导储能和超级电容器储能等几类。其中,超导储能是唯一直接储存电流的技术。化学储能是通过化学变化将能储存于物质中,包括二次电池储能、液流电池储能、氢储能、化合物储能、金属储能等,电化学储能则是电池类储能的总称。

当可再生能源成为市场主流之后,能源保障成为新的挑战,无论是规模化后储能技术自身的安全性与能量密度,还是灾害发生后由储能配置引发次生灾害的可能性,目前已有的各项储能技术都还达不到承担超大规模能源战略储备的水平。从能量密度角度分析,未来最具可能性的超大规模储能技术方向是纯化学储能,如氢储能、甲醇储能、金属储能等。大型能源公司在开发超大规模储能技术方面具有一定资源优势,可借此承担大部分能源安全保障任务。

受伤的棒棒糖
典雅的雪糕
2025-06-17 11:11:12
可再生能源包括:风能、太阳能、生物质能、海洋能及小水电等,是一次能源,通常被转化为电能使用。在开发利用可再生能源的过程中,电能储存系统(蓄电池)发挥着重要的作用。例如,风能和太阳能等发电具有不稳定和不连续的特点,需要开发和建设配套的电能储存(蓄电)装置或电站来保证发电、供电的连续性和稳定性,及对大型风电和光伏发电并网后进行调峰和调频。

在电力工业中,大规模的电能储存技术可用于电力的“削峰填谷”,大大改善电力的供需矛盾,提高发电设备的利用率。因此,研究高效蓄电技术,特别是大规模的高效蓄电技术具有重大意义,应该引起高度重视和付出切实努力。

目前,国内经济发达和比较发达地区主要采用基于燃煤热电技术建立中心电站的方式供电,以求得能效(成本)和规模的协调。但世界范围内科技战争、恐怖主义、犯罪活动和意外事故给集中发电和大电网供电模式带来威胁。比较典型的事例如,2003年8月,美国东北部和加拿大部分地区发生了“8-14”大面积停电事故,对当地的航空和陆路交通、正常的科研、生产和居民生活造成了严重影响,甚至引发恐慌心理,成为一个震动世界的大新闻。大电网事故的影响从一个侧面显现了电力供应对高效、大规模蓄电技术需求的紧迫性。

综上所述,研究和开发高效的电能储存技术是国家能源安全和经济可持续发展的重大需求。工业发达国家高度重视大规模蓄电系统的研究和开发,例如日本政府的“新阳光计划”、美国的“DOE项目计划”以及欧盟的“框架计划”等都将储能技术作为研究重点。

到目前为止,人们已提出和开发了多种储能技术,主要可分为物理储能和化学储能两大类。

物理储能主要包括扬水储能和压缩空气储能。这两种储能系统虽然具有规模大、能量转换效率高、循环寿命长和运行费用低的优点,但需要特殊的地理条件和场地,建设的局限性较大,且一次性投资费用也较高。

化学储能,主要包括各种蓄电池、可再生燃料电池(RFC,电解水制氢-储氢-燃料电池发电)和液流电池。

由于大规模储氢目前尚难以实现,且燃料电池价格高,RFC能量循环转换净效率较低,用于航天领域尚可,但不宜用作商业储能系统。

综合比较各种化学储能系统的性能和特点,可知二次电池、金属空气电池及超级电容器由于蓄电容量和价格的限制通常用作不间断电源,而不能用于大规模蓄电场合。可能用于大规模蓄电的则主要是铅酸电池及液流电池。

目前常用于与小型风力发电机配套的是铅酸电池。铅酸电池是比较成熟的蓄电技术,虽然它具有价格低廉、安全性能相对可靠的优点,但仍存在诸多缺点,严重限制了它在大规模蓄电中的应用。例如铅酸电池的循环寿命较短(通常少于千次);不可深度放电;其容量与放电的功率密切相关,难以满足功率和容量须同时兼顾的大规模蓄电要求。电池组运行的维护费用高,用作大规模蓄电的成本过高,很难满足大规模蓄电的要求。

拉长的小蝴蝶
坚强的画笔
2025-06-17 11:11:12

电类储能有多少种类型?电气类储能的应用形式只有超级电容器储能和超导储能。

1、超级电容器储能

根据电化学双电层理论研制而成的,又称双电层电容器,两电荷层的距离非常小(一般0.5mm以下),采用特殊电极结构,使电极表面积成万倍的增加,从而产生极大的电容量。

超级电容器储能开发已有50多年的历史,近二十年来技术进步很快,使它的电容量与传统电容相比大大增加,达到几千法拉的量级,而且比功率密度可达到传统电容的十倍。

超级电容器储能将电能直接储存在电场中,无能量形式转换,充放电时间快,适合用于改善电能质量。由于能量密度较低,适合与其他储能手段联合使用。

2、超导储能

超导储能系统是由一个用超导材料制成的、放在一个低温容器(cryogenic vessel) (杜瓦Dewar )中的线圈、功率调节系统(PCS)和低温制冷系统等组成。

能量以超导线圈中循环流动的直流电流方式储存在磁场中。

超导储能适合用于提高电能质量,增加系统阻尼,改善系统稳定性能,特别是用于抑制低频功率振荡。

但是由于其格昂贵和维护复杂,虽然已有商业性的低温和高温超导储能产品可用,在电网中应用很少,大多是试验性的。SMES 在电力系统中的应用取决于超导技术的发展 (特别是材料、低成本、制冷、电力电子等方面技术的发展)。

3、铅酸电池

铅酸电池是世界上应用最广泛的电池之一。铅酸电池内的阳极(PbO2)及阴极(Pb)浸到电解液(稀硫酸)中,两极间会产生2V的电势,这就是铅酸电池的原理。

铅酸电池常常用于电力系统的事故电源或备用电源,以往大多数独立型光伏发电系统配备此类电池。目前有逐渐被其他电池(如锂离子电池)替代的趋势。

4、锂离子电池

锂离子电池实际上是一个锂离子浓差电池,正负电极由两种不同的锂离子嵌入化合物构。

充电时,Li+从正极脱嵌经过电解质嵌入负极,此时负极处于富锂态,正极处于贫锂态放电时则相反,Li+从负极脱嵌,经过电解质嵌入正极,正极处于富锂态,负极处于贫锂态。

由于锂离子电池在电动汽车、计算机、手机等便携式和移动设备上的应用,所以它目前几乎已成为世界上应用最为广泛的电池。

锂离子电池的能量密度和功率密度都较高,这是它能得到广泛应用和关注的主要原因。

它的技术发展很快,近年来,大规模生产和多场合应用使其价格急速下降,因而在电力系统中的应用也越来越多。

锂离子电池技术仍然在不断地开发中,目前的研究集中在进一步提高它的使用寿命和安全性,降低成本、以及新的正、负极材料的开发上。

5、钠硫电池

钠硫电池的阳极由液态的硫组成,阴极由液态的钠组成,中间隔有陶瓷材料的贝塔铝管。电池的运行温度需保持在300℃以上,以使电极处于熔融状态。

日本的NGK公司是世界上唯一能制造出高性能的钠硫电池的厂家。目前采用50kW的模块,可由多个50kW的模块组成MW级的大容量的电池组件。

在日本、德国、法国、美国等地已建有约200多处此类储能电站,主要用于负荷调平、移峰、改善电能质量和可再生能源发电,电池价格仍然较高。

6 、全钒液流电池

在液流电池中,能量储存在溶解于液态电解质的电活性物种中,而液态电解质储存在电池外部的罐中,用泵将储存在罐中的电解质打入电池堆栈,并通过电极和薄膜,将电能转化为化学能,或将化学能转化为电能。

液流电池有多个体系,其中全钒氧化还原液流电池(vanadium redox flow battery, VRFB)最受关注。

这种电池技术最早为澳大利亚新南威尔士大学发明,后技术转让给加拿大的VRB公司。

在2010年以后被中国的普能公司收购,中国的普能公司的产品在国内外一些试点工程项目中获得了应用。

电池的功率和能量是不相关的,储存的能量取决于储存罐的大小,因而可以储存长达数小时至数天的能量,容量也可达MW级,适合于应用在电力系统中。

储能优点与缺点:

各种类型的储能系统中,锂离子电池储能是目前技术相对成熟的一种储能方式。以橄榄石型磷酸铁锂为活性物质的锂离子二次电池,具有较高的能量密度、较低的生产制造成本以及使用寿命长等诸多优点。在电动汽车产业的推动下,与磷酸铁锂电池有关的荷电状态估算、电池集成技术、管理系统等方面更是进行了广泛、深入的研究工作。然而,这些研究多数是在电动汽车使用环境、运行工况和使用条件下进行的,其研究成果和结论并不完全适用于以大规模能量输入/输出为特征的电网储能系统。

储能定义:

从广义上讲,储能即能量存储,是指通过一种介质或者设备,把一种能量形式用同一种或者转换成另一种能量形式存储起来,基于未来应用需要以特定能量形式释放出来的循环过程。

从狭义上讲,针对电能的存储,储能是指利用化学或者物理的方法将产生的能量存储起来并在需要时释放的一系列技术和措施。

九种储能电池技术优劣对比:

一、铅酸电池 

主要优点:

1、原料易得,价格相对低廉

2、高倍率放电性能良好

3、温度性能良好,可在-40~+60℃的环境下工作

4、适合于浮充电使用,使用寿命长,无记忆效应

5、废旧电池容易回收,有利于保护环境。

主要缺点:

1、比能量低,一般30~40Wh/kg

2、使用寿命不及Cd/Ni电池

3、制造过程容易污染环境,必须配备三废处理设备。

二、镍氢电池

主要优点:

1、与铅酸电池比,能量密度有大幅度提高,重量能量密度65Wh/kg,体积能量密度都有所提高200Wh/L

2、功率密度高,可大电流充放电

3、低温放电特性好

4、循环寿命(提高到1000次)

5、环保无污染

6、技术比较锂离子电池成熟。

主要缺点:

1、正常工作温度范围-15~40℃,高温性能较差

2、工作电压低,工作电压范围1.0~1.4V

3、价格比铅酸电池、镍氢电池贵,但是性能比锂离子电池差。

三、锂离子电池

主要优点:

1、比能量高

2、电压平台高

3、循环性能好

4、无记忆效应

5、环保,无污染目前是最好潜力的电动汽车动力电池之一。

四、超级电容

主要优点:

1、功率密度高

2、充电时间短。

主要缺点:能量密度低,仅1-10Wh/kg,超级电容续航里程太短,不能作为电动汽车主流电源。

五、燃料电池

主要优点:

1、比能量高,汽车行驶里程长

2、功率密度高,可大电流充放电

3、环保,无污染。

主要缺点:

1、系统复杂,技术成熟度差

2、氢气供应系统建设滞后

3、对空气中二氧化硫等有很高要求。由于国内空气污染严重,在国内的燃料电池车寿命较短。

六、钠硫电池

优势:

1、高比能量(理论760wh/kg实际390wh/kg)

2、高功率(放电电流密度可达200~300mA/cm2)

3、充电速度快(充满30min)

4、长寿命(15年或2500~4500次)

5、无污染,可回收(Na,S回收率近100%)6、无自放电现象,能量转化率高

不足:

1、工作温度高,其工作温度在300~350度,电池工作时需要一定的加热保温,启动慢

2、价格昂贵,万元/每度

3、安全性差。

七、液流电池(钒电池)

优点:

1、安全、可深度放电

2、规模大,储罐尺寸不限

3、有很大的充放电速率

4、寿命长,高可靠性

5、无排放,噪音小

6、充放电切换快,只需0.02秒

7、选址不受地域限制。

缺点:

1、正极、负极电解液交叉污染

2、有的要用价贵的离子交换膜

3、两份溶液体积大,比能量低

4、能量转换效率不高。

八、锂空气电池

致命缺陷:固体反应生成物氧化锂(Li2O)会在正极堆积,使电解液与空气的接触被阻断,从而导致放电停止。科学家认为,锂空气电池的性能是锂离子电池的10倍,可以提供与汽油同等的能量。锂空气电池从空气中吸收氧气充电,因此这种电池可以更小、更轻。全球不少实验室都在研究这种技术,但如果没有重大突破,要想实现商用可能还需要10年。

九、锂硫电池(锂硫电池是一类极具发展前景的高容量储能体系)

优点:

1、能量密度高,理论能量密度可达2600Wh/kg

2、原材料成本低

3、能源消耗少

4、低毒。