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纯电动汽车热类型、结构及维护操作常识(四)
来源:汽车维修与保养  作者:佚名  2019-06-11 08:49:18

    四、其他动力电池介9 .717M
    目前除主流的锂离子动力电池外,动力电池还包括空气电池、超级电容和飞轮电池等。这里对这些动力电池进行简单的说明,以使读者对动力电池有更加全面的了解。
1.空气电池
    空气电池是以空气中的氧气作为正极活性物质,常用金属为负极活性物质的一类电池,其电解质常用碱性氢氧化钾(KOH)溶液。因为做负极的金属材料可以有很多选择,所以空气电池的种类也较多,一般以所选负极材料的金属名为电池名称的第一个字,后加空气电池即为电池名,常见的有用锌(Zn)做负极的锌空气电池和以铝(AI)为负极材料的铝空气电池。
   (1)锌空气电池用空气(氧)作正极,以金属锌(Zn)作负极,电解质采用氢氧化钾(KOH)水溶液。锌空气电池的电化学反应与普通碱性电池类似,在放电时,蓄电池负极上的锌与电解质中的OH一发生电化学反应,释放出电子,与此同时蓄电池正极反应层中的催化剂与电解液及氧气(通过扩散作用进入蓄电池的空气中)相接触而发生电化学反应吸收电子。锌空气电池充电过程进行得十分缓慢。锌空气电池正极的锌板或锌粒在放电过程中被氧化成氧化锌而失效后,通常要采用直接更换锌板或锌粒和电解质的办法使锌空气电池恢复性能。
   (2)铝空气电池以高纯度铝AI(铝的质量为99.99%)为负极,以空气(氧)为正极,以氢氧化钾(KOH)或氢氧化钠(NaOH)为电解质。铝空气电池的化学反应与锌空气电池类似,摄取空气中的氧气在蓄电池放电时产生电化学反应,铝和氧气相互作用产生氧化铝。相比新能源汽车用的其他蓄电池,铝空气电池具有以下特点:
    ①比能量大:铝空气电池的理论比能量可达8 100Wh/kg、目前铝空气电池的实际比能量只达到350Wh/kg,但这也已是铅酸电池的7~8倍,镍氢电池的 5.8倍,锂电池的2.3倍。
    ②质量轻:铝空气电池质量仅为铅酸电池质量的j2%,由于蓄电池质量大大减轻,车辆的整备质量也大幅度降低,因而可以提高车辆的装载量或延长续驶里程。
    ③更安全:铝没有毒性和危险性,铝对人体不会造成伤害,铝可以回收循环使用且不污染环境。
    ④生产成本较低:铝原材料丰富,生产成本较低。铝回收再生方便,回收再生成本也较低。与锌空气电池一样,铝空气电池也可采用更换铝电极的方法来解决铝电池充电较慢的问题。由于铝空气电池比功率较低,充电和放电速度比较缓慢,电压滞后,自放电率较大,需要采用热管理系统来防止铝空气电池工作时的过热。
2.超级电容器
    一对浸在电解质溶液中的固体电极在外加电场的作用下,电极表面与电解质接触的界面解电荷会重新分布、排列,作为补偿带正电的正电极吸引电解液中的负离子,负极吸引电解液中的正离子,从而在电极表面形成紧密的双电层,由此产生的电容称为双电层电容。双电层由相距为原子尺寸微小距离的两个相反电荷层构成,这两个相对的电荷层就像平板电容器的两个平板一样,亥姆霍兹首次提出此模型,如图37所示。超级电容器主要由集电极(电容板)、电解液和绝缘层等组成,能量以电荷形式存储在电极材料的界面。充电时电子通过外加电源从正极流向负极,同时正、负离子从溶液体相中分离并分别移动到表面,形成双电层。充电结束后,电极上的正负电荷与溶液中的相反电荷离子相吸引而使双电稳定后在正负极间产生相对稳定的电位差。在放电时电子通过负载从负极流到正极,在外电路产生电流,正负离子从电极表面被释放进入溶体相呈电中性,双电层电容的大小与电极电位和表面积的大小有关,双电层电容器电极通常由具有高比表面积的多孔炭材料组成。炭材料具有优良的导热和导电性能,其密度低,抗化学腐蚀性能好,热膨胀系数小,可以通过不同方法制得粉末、颗粒、块状、纤维、毡等多种形态。

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