课题二 新能源汽车动力电池.ppt

二、氢燃料电池车的基本构成和工作原理 如图2-36所示，Mirai氢燃料电池车主要由高压储氢罐、氢燃料电池堆栈、燃料电池升压器、动力蓄电池组、驱动电动机和动力控制单元等组成。 Mirai氢燃料电池车的工作原理如图2-37所示。 三、燃料电池堆栈的构成和工作原理 氢燃料电池的工作原理，如图2-39所示。 四、高压储气罐 氢气和汽油不同，常温下氢气是气体，密度非常低，并且非常难液化，常温下更是无法液化，因此氢气要安全储藏和运输并不容易，所以，氢气无法像汽油那样直接注入普通油箱里。 五、氢燃料电池车的特点 ①节能环保。 ②续航时间长。 ③燃料补充时间与燃油车相当。 ④性能优越。 此课件下载可自行编辑修改，供参考！ 感谢您的支持，我们努力做得更好！ * * * * * * * * 二、锂电池的结构 锂离子电池的结构如图2-13所示。 三、锂离子电池的工作原理 锂离子电池的工作原理如图2-14所示。 （1）氧化钴锂（LiCoO2） （2）氧化镍锂（LiNiO2） （4）多元材料 （3）氧化锰锂（LiMn2O4） 四、锂离子电池的正极材料 五、锂离子电池的负极材料 负极材料也是锂离子电池的主要部分，它的好坏直接影响到电池的性能。对负极材，有以下要求。 ①具有较低的氧化还原电位，接近金属锂的电位，使电池的输出电压高。 ②Li+能够大量地在主体材料中可逆脱嵌，比容量值大。 ③在Li+的脱嵌过程中，主体结构稳定，变化小，以获得好的循环性能。 ④氧化还原电位随插锂数目的变化应尽可能少，以使电压不发生显著变化，保持稳的充放电。 ⑤有较好的电子电导率和离子电导率，减少极化，利于大电流充放电。 ⑥Li+在材料中有较大的扩散系数，利于快速充放电。 ⑦容易获得，成本不高，环保性好。 （2）非石墨材料 （1）石墨材料 锂离子电池负极材料主要有以下几种。 任务四 铅酸电池 一、铅酸电池简介 铅酸电池自发明以来已有150余年的历程，在基础理论、性能等方面持续发展，很长时期内在化学电源中占据重要地位。目前形成了很大的产业链，在交通、通信、电力、航海、航空等领域有广泛的应用。早期的电动车辆多以铅酸电池为能量源。 二、铅酸电池的结构 铅酸蓄电池的主要部件有正负极板、电解液、隔膜、电池壳、电池盖、安全阀，另外还有端子、连接条、极柱等附件。图2-18为普通铅酸电池结构图。 1. 极板 正负极板是由板栅和活性物质组成。正极活性物质主要成分为二氧化铅(PbO2)，呈棕红色，负极活性物质主要成分为海绵状铅(Pb)，呈深灰色。 2. 隔膜 隔膜的主要作用：在正、负极板间起绝缘作用，防止正负极板短路，使电池结构紧凑；隔膜上有许多微孔，使电解液中正负离子顺利通过；阻缓与隔离脱落的正负极板活性物质；防止正负极板因震动而损伤。 AGM材料隔膜具有如下特征。 ①优良的耐酸性能和抗氧化能力。 ②厚度均匀一致，无针孔、无机械杂质。 ③材料孔径小、孔率高。 ④优良的吸附性能，保留电解液能力强。 ⑤电阻小。 ⑥具有一定强度，保证工艺上的可操作性。 ⑦杂质少，尤其是铁、铜的含量低。 3. 电解液 胶体电解质铅酸电池的优点如下。 ①电解质凝胶化，使电池绝不漏液，比一般的铅酸电池多灌10%～50%的电解液。 ②充电接受能力强，容量衰减慢，能量转换效率高。 ③自放电率小。 ④循环寿命长，使用循环寿命在500次以上。 ⑤耐低温，在-20℃状态下放电，接近常温状态性能。 4. 电池壳、电池盖 三、铅酸电池的工作原理 1. 充放电电化学反应 铅酸电池放电过程，如图2-19所示。 2. 充电时的氧循环 铅酸电池充电过程，如图2-20所示。 四、铅酸电池的充放电特性 1. 放电特性 铅酸电池的放电特性，如图2-21所示的放电曲线AB段。 2. 充电特性 电极表面硫酸浓度迅速增大，电池端电压沿着如图2-22所示的充电曲线AB段急剧上升。 3. 铅酸电池的自放电 五、铅酸电池的特性 铅酸电池的优点如下： ①技术成熟，原料易得，成本低。 ②比功率较大，达200～300 W/kg。 ③使用温度范围大，可在-40～60℃环境下工作。 ④适合于浮充电使用，无记忆效应。 铅酸电池的缺点如下： ①比能量低，只有30～45 Wh/kg。 ②质量大，限制了携带的电池数量。 ③使用寿命不长，循环使用寿命不到500次。 任务五 超级电容电池 一、超级电容电池简介 二、超级电容电池的结构 超级电容电池的结构如图2-24所示。 三、超级电容的基本原理 双电层电容的基本原理，如图2-25所示。 1. 双电层电容的基本原理 2. 法拉第赝电容的基本原理 四、超级电容的电极材料 1. 碳基材料电极 （1）活性炭 （2）活性炭纤维 （3）碳气凝胶 （4）碳纳米管 2. 金属氧化物