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电池应用大全:快了解各类电池性能及其应用细分场景

2019-06-06 16:12
微锂电
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电池的突破受到众多赞扬,为了吸引媒体和消费者的关注,各类新型超级电池也层出不穷。然而,电池行业应该保持理性,下面这篇文章通过关注电池的可靠性、经济性、寿命和安全性,帮助大家了解电池的许多功能及其限制因素。

电池应用大全:快速了解各类电池性能及其应用细分场景

牵引车电池

轮椅、摩托车和高尔夫汽车大多使用铅酸电池。尽管铅酸很重,但它的工作原理相当好,而且只需适度的调整就可以转换到其他系统中去。

虽然锂离子电池比铅酸电池更贵,但由于寿命更长,因此循环成本更低,相对于于铅和镍电池,它的另一个优势是低维护。锂离子电池可以在任何充电状态下使用而不会产生副作用,相比之下,镍镉电池(NiCd)和镍氢电池(NiMH)偶尔需要完全放电来防止其产生记忆,而铅酸电池则需要饱和电荷来防止硫酸盐。

除此之外,叉车也较多使用铅酸电池。对于叉车来说,长时间的充电对仓库是不利的,因为仓库一天24小时都在运转。也有些叉车装有燃料电池,在车辆行驶时为电池充电,尽管燃料电池有较差的电力输送,但是其需求也在缓慢上升。

其实理论上看说,轮式机械车辆越重,电池应用就越不合适,但这并不妨碍工程师们研究大型的电池系统以取代污染严重的内燃机。比如船舶港口的自动导引车辆(AGV)系统。AGV一天24小时都在运行,而且车辆不能被长时间的充电间隔所束缚,这是因为锂离子电池部分解决了这一问题,这种更轻、充电速度更快的电池取代了10吨重、300kWh的超大铅酸电池,但由于重量、充电时间和基础设施的限制,超大型电池仍然有一定的局限性。

电池应用大全:快速了解各类电池性能及其应用细分场景

用于潜艇的超级电池

对于大型牵引系统,目前还没有经济的电池解决方案,燃烧化石燃料也是无法完全避免的事情。现代锂离子电池可提供约150Wh/kg的能量,而化石燃料的净热值(NCV)超过12000wh /kg,从这点来看,电池的能量与化石燃料相比是微不足道的。但是应该承认,在节能减排的趋势下,电池的应用仍然会有所增长。

航空电池

飞机上电池的职责是在辅助动力装置(APU)关闭或飞行中的紧急情况下为导航和应急系统供电。这时电池为制动、地面操作和启动APU提供动力,如果发动机发生故障,电池必须能够提供30分钟到3小时的能量,每架飞机必须有足够的电池动力以便飞机安全着陆。在飞行过程中,电力由发电机提供,如果需要,可以断开机上电池。

大多数商用客机使用泛滥的是镍镉电池。而小型飞机通常会使用铅酸电池。虽然铅酸比镍镉更重,但对维护的要求也更少。现代喷气式战斗机用锂离子电池给喷气发动机装上了线轴,波音787梦幻客机也是如此。随着机载功能从液压转向电动,飞机需要更大的电池,高能量密度的锂离子电池比镍镉和铅酸电池更能满足这一需求。但是,意料之外的锂离子电池故障可能会导致严重后果,促使飞机制造商重拾镍镉电池。不可否认的是,所有电池都可能发生故障,事实上也有关于镍镉合金热失效的报道,且不少企业对于锂离子电池能量密度的过度追求和安全性的忽视才是电池故障最重要的原因。

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喷气式战斗机

虽然飞机上有许多不同的电池,但它们唯一的目的是启动发动机,并在发动机关闭时提供备用电源。大型飞机将继续使用化石燃料飞行,因为电池还不能用于推进引擎。小型电池驱动式飞机正尝试将其用于飞行员训练和短跳飞行,但这些目前只属于实验性的。

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