Güç pili nedir? Güç pili ile normal pil arasındaki fark nedir?
Pil teknolojisi, harika ve uzun bir geçmişi olan harika bir buluş. İngilizce"Pil" Pil ilk olarak 1749'da ortaya çıktı. İlk olarak Amerikalı mucit Benjamin Franklin tarafından elektrik deneyleri yapmak için bir dizi kapasitör kullandığında kullanıldı. . Pil polarizasyon problemini çözmek için elektrolit olarak seyreltik sülfürik asit kullandı ve&"Daniel pili olarak da bilinen dengeli bir akımı koruyabilen ilk polarize olmayan çinko-bakır pili üretti.&alıntı;
1860 yılında, Fransa's Plante, aynı zamanda bir depolama pilinin öncülü olan, elektrot olarak kurşunlu bir pil icat etti; aynı zamanda, Fransa's Recrans, karbon-çinko pili icat etti ve pil teknolojisini kuru pil alanına getirdi.
Pil teknolojisinin ticari kullanımı kuru pillerle başladı. 1887'de İngiliz Hellerson tarafından icat edildi ve 1896'da Amerika Birleşik Devletleri'nde seri üretildi. Aynı zamanda Thomas Edison, 1890'da şarj edilebilir demir-nikel pili icat etti, bu da 1910'da gerçekleşti. Ticarileştirilmiş seri üretim.
O zamandan beri, ticarileştirme sayesinde, pil teknolojisi hızlı bir ilerleme çağını başlattı. Thomas Edison 1914'te alkalin pilleri icat etti, Schlecht ve Akermann 1934'te nikel-kadmiyum piller için sinterlenmiş plakaları icat etti ve Neumann 1947'de sızdırmaz nikel geliştirdi. Kadmiyum piller, Lew Urry (Energizer) 1949'da küçük alkalin piller geliştirdi ve alkalin piller.
Pil teknolojisi 1970'lere girdikten sonra enerji krizinden etkilenmiş ve giderek fiziksel güç yönünde gelişmiştir. 1954'te ortaya çıkan güneş pili teknolojisinin sürekli gelişimine ek olarak, lityum piller ve nikel-metal hidrit piller yavaş yavaş icat edildi ve ticarileştirildi.
Güç pili nedir? Onunla sıradan piller arasındaki fark
Yeni enerji araçlarının güç kaynağı genellikle esas olarak güç pillerine dayanmaktadır. Güç pili aslında ulaşım için güç kaynağı sağlayan bir tür güç kaynağıdır. Sıradan pillerle arasındaki temel farklar şunlardır:
1. Doğada farklı
Güç pili, genellikle taşınabilir elektronik ekipman için enerji sağlayan küçük pile göre ulaşım için güç sağlayan pili ifade eder; Sıradan pil, sulu olmayan elektrolit çözeltisi kullanan, negatif elektrot malzemesi olarak bir tür lityum metal veya lityum alaşımı iken, birincil pil, şarj edilebilir lityum iyon pil ve lityum iyon polimer pilden farklıdır.
İki, pil kapasitesi farklı
Yeni piller olması durumunda, pil kapasitesini test etmek için bir deşarj ölçer kullanın. Genel olarak, güç pillerinin kapasitesi yaklaşık 1000-1500 mAh'dir; Sıradan pillerin kapasitesi 2000 mAh'nin üzerindeyken, bazıları 3400 mAh'ye ulaşabilir.
Üç, deşarj gücü farklı
4200 mAh'lik bir güç pili, gücü yalnızca birkaç dakika içinde boşaltabilir, ancak sıradan piller' bunu hiç yapamaz, bu nedenle sıradan pillerin deşarj kapasitesi, güç pilleriyle tamamen kıyaslanamaz. Bir güç pili ile sıradan bir pil arasındaki en büyük fark, büyük deşarj gücü ve yüksek özgül enerjisidir. Güç aküsü esas olarak araç enerji beslemesi için kullanıldığından, sıradan akülere göre daha yüksek deşarj gücüne sahiptir.
Dört, farklı uygulamalar
Elektrikli araçlar için sürüş gücü sağlayan pillere, geleneksel kurşun-asit piller, nikel-metal hidrit piller ve güç tipi güç pilleri (hibrit araçlar) olarak ayrılan yeni ortaya çıkan lityum-iyon güç pili dahil olmak üzere güç pilleri denir. enerji tipi güç pilleri (Saf elektrikli araçlar); Cep telefonları ve dizüstü bilgisayarlar gibi tüketici elektroniği ürünlerinde kullanılan lityum piller, elektrikli araçlarda kullanılan güç pillerinden ayırt edilmesi için genellikle topluca lityum piller olarak anılır.
Mevcut ana güç pilleri türleri
Kurşun-asit pil teknolojisi, nikel-hidrojen pil teknolojisi, yakıt hücresi teknolojisi ve lityum pil teknolojisi, hala piyasadaki ana akım teknolojilerdir.
Kurşun asit piller
Kurşun asitli akü en uzun uygulama geçmişine ve en olgun teknolojiye sahiptir. Maliyeti ve fiyatı en düşük pil olup, seri üretime geçmiştir. Bunların arasında, bir zamanlar GM tarafından geliştirilen Satürn ve EVI gibi birçok Avrupa ve Amerikan otomobil şirketi tarafından geliştirilen EV ve HEV'de kullanılan valf ayarlı sızdırmaz kurşun-asit pil (VRLA), bir zamanlar önemli bir araç güç pili haline geldi. sırasıyla 1980'ler ve 1990'lar. Elektrikli arabalar vb.
Ancak, kurşun asitli piller düşük özgül enerjiye, kısa pil ömrüne, yüksek kendi kendine deşarj oranına ve düşük çevrim ömrüne sahiptir; ana hammadde kurşunu ağırdır ve üretim ve geri dönüşüm sırasında ağır metal çevre kirliliği oluşabilir. Bu nedenle, şu anda kurşun-asit piller esas olarak arabalar çalıştırıldığında ateşleme cihazları ve elektrikli bisikletler gibi küçük ekipmanlar için kullanılmaktadır.
NiMH piller
Ni/MH piller, aşırı şarj ve aşırı deşarja karşı iyi bir dirence sahiptir. Ağır metal kirliliği sorunu yoktur ve çalışma sürecinde sızdırmaz bir tasarım ve bakım gerektirmeyen elektrolit artışı veya azalması olmayacaktır. Kurşun-asit piller ve nikel-kadmiyum piller ile karşılaştırıldığında, nikel-hidrojen piller daha yüksek özgül enerjiye, özgül güce ve çevrim ömrüne sahiptir.
Dezavantajı, pilin zayıf bir hafıza etkisine sahip olmasıdır ve şarj ve deşarj döngüsünün ilerlemesiyle, hidrojen depolama alaşımı yavaş yavaş katalitik kabiliyetini kaybeder ve pilin iç basıncının kullanımını etkileyen kademeli olarak artacaktır. pil. Ayrıca nikel metalinin pahalı fiyatı da daha yüksek maliyetlere yol açmaktadır.
Anahtar malzemeler açısından, nikel-metal hidrit piller esas olarak pozitif elektrot, negatif elektrot, ayırıcı ve elektrolitten oluşur. Pozitif elektrot, nikel elektrottur (Ni(OH)2); negatif elektrot genellikle metal hidrit (MH) kullanır; elektrolit esas olarak sıvıdır ve ana bileşen hidrojendir. Potasyum oksit (KOH). Şu anda, nikel-hidrojen pilin araştırma odağı esas olarak pozitif ve negatif elektrot malzemeleri üzerindedir ve teknoloji araştırma ve geliştirmesi nispeten olgunlaşmıştır.
Araçlar için Ni-MH piller seri üretilip kullanılmaktadır ve hibrit araçların geliştirilmesinde en çok kullanılan araç pili türüdür. En tipik temsilci, şu anda seri üretilen en büyük hibrit araç olan Toyota Prius'tur. Toyota ve Panasonic arasında bir ortak girişim olan PEVE, şu anda dünyanın en büyük nikel-hidrojen pil üreticisidir &.
Nikel-metal hidrit piller, ana akım güç pillerinin saflarından çekildiğine göre, Toyota neden nikel-metal hidrit pil kampına bağlı kalıyor?
Bu, Ni-MH pillerin en büyük avantajının: süper dayanıklılık!
Bir zamanlar ünlü Amerikan otomobil medyası, on yıldır kullanılan birinci nesil bir Prius üzerinde karşılaştırmalı bir test yaptı. Test sonuçları, nikel-metal hidrit pillere sahip birinci nesil Prius modeli için 10 yıllık 330.000 kilometre sürüşten sonra, yeni otomobilin verileriyle karşılaştırıldığında, hem yakıt tüketimi performansının hem de güç performansının aynı seviyede kaldığını gösteriyor. Hibrit sistem ve Ni-MH pil takımı hala normal şekilde çalışıyor.
Ayrıca, on yıllık kullanımda 330.000 kilometre koştuktan sonra bile, bu birinci nesil Prius, nikel-metal hidrit pil takımıyla hiçbir zaman sorun yaşamadı. On yıl önce, insanlar pil kapasitesindeki düşüşün yakıt tüketimini ve güç performansını büyük ölçüde etkileyeceği durumunu sorguladılar.' da ortaya çıkmadı. Bu açıdan bakıldığında, her zaman titiz ve muhafazakar olan Japonların, nikel-hidrojen pillere olan aşklarının kendine özgü nedenleri var.
yakıt hücresi
Yakıt pili, yakıt ve oksidandaki kimyasal enerjiyi doğrudan elektrik enerjisine dönüştüren bir güç üretim cihazıdır. Yakıt ve hava, yakıt hücresine ayrı ayrı beslenir ve elektrik üretilir. Dışarıdan bakıldığında, bir pil gibi pozitif ve negatif elektrotları ve elektrolitleri vb. vardır, ancak gerçekte"depolama" ama bir"elektrik santrali".
Sıradan kimyasal pillerle karşılaştırıldığında, yakıt hücreleri, genellikle hidrojen olmak üzere yakıtı tamamlayabilir. Bazı yakıt hücreleri yakıt olarak metan ve benzin kullanabilir, ancak bunlar genellikle enerji santralleri ve forkliftler gibi endüstriyel uygulamalarla sınırlıdır. Bir hidrojen yakıt hücresinin temel prensibi, suyun elektrolizinin ters reaksiyonudur. Anot ve katoda sırasıyla hidrojen ve oksijen verilir. Hidrojen anottan difüze edildikten ve elektrolit ile reaksiyona girdikten sonra, elektronlar harici bir yük vasıtasıyla katoda salınır.
Bir hidrojen yakıt hücresinin çalışma prensibi şu şekildedir: hidrojen gazının yakıt hücresinin anot plakasına (negatif elektrot) gönderilmesi. Katalizörün (platin) etkisinden sonra hidrojen atomundaki bir elektron ayrılır ve elektronunu kaybetmiş hidrojen iyonu (proton) protondan geçer. Değişim zarı yakıt hücresinin katot plakasına (pozitif elektrot) ulaşır ve elektronlar proton değişim zarından geçemez. Bu elektron, yakıt hücresinin katot plakasına ulaşmak için sadece dış devreden geçerek dış devrede akım üretir.
Elektronlar katot plakasına ulaştıktan sonra oksijen atomları ve hidrojen iyonları ile su oluşturmak üzere yeniden birleşirler. Katot plakasına verilen oksijen havadan elde edilebildiğinden, anot plakasına sürekli hidrojen verildiği, katot plakasına hava verildiği ve zamanla su buharı alındığı sürece, elektrik enerjisi sürekli olarak alınabilir. tedarik edildi.
Yakıt hücresi tarafından üretilen elektrik, elektrik motoruna invertörler, kontrolörler ve diğer cihazlar aracılığıyla sağlanır ve daha sonra tekerlekler, aracın yolda gidebilmesi için şanzıman sistemi, tahrik aksı vb. Geleneksel araçlarla karşılaştırıldığında, yakıt hücreli araçların enerji dönüşüm verimliliği, içten yanmalı motorların 2 ila 3 katı olan %60 ila %80 kadar yüksektir.
Yakıt hücresinin yakıtı hidrojen ve oksijen, ürün ise temiz sudur. Karbon monoksit ve karbondioksit üretmez, kükürt ve partikül yaymaz. Bu nedenle, hidrojen yakıt hücreli araçlar gerçekten sıfır emisyonlu ve sıfır kirlilikli araçlardır ve hidrojen yakıtı mükemmel bir araç enerji kaynağıdır!
