电动车辆动力电池系统及应用技术教学课件作者王震坡第八章节课件幻灯片.pptVIP

8.7 燃料电池-应用与发展趋势 近年来，燃料电池在研究、开发和商品化方面取得了巨大突破，给汽车工业和能源工业的变革带来了新的希望。美国能源部的报告指出，燃料电池技术将成为21世纪汽车工业竞争的焦点。发达国家都将大型燃料电池的开发作为重点研究项目，企业界也纷纷斥以巨资，从事燃料电池技术的研坑肟ⅲ衷谝讶〉昧诵矶嘀匾晒?MW、45MW、11MW成套燃料电池发电设备已进入商业化生产，各等级的燃料电池发电厂相继在一些发达国家建成，在21世纪，燃料电池发电有望成为继火电、水电、核电后的第四代发电技术。 8.7 燃料电池-应用与发展趋势 我国科技部在“十五”、“十一五”期间持续支持燃料电池汽车的研发和产业化，研制样车的部分技术指标达到或接近国际先进水平。2008年4月底，上海大众领驭燃料电池轿车、福田欧Ⅴ燃料电池城市客车作为国内首款燃料电池轿车和客车产品已进入国家产品公告，并为2008北京奥运会提供了交通服务，如图8-25所示。2010年，上海也应用了燃料电池汽车为世博会服务。 第8章 其 他 电 池 8.1 锌空气电池 8.2 钠硫电池 8.3 Zebra电池 8.4 飞轮电池 8.5 太阳能电池 8.6 超级电容器 8.7 燃料电池 8.1 锌空气电池-反应原理 锌空气电池结构如图8-1所示，主要由空气电极、电解液和锌阳极构成。锌空气电池以空气中的氧作为正极活性物质，金属锌作为负极活性物质，多孔活性炭作为正极，铂或其他材料作为催化剂，使用碱性电解质。 8.1 锌空气电池-特点 （1）容量大 （2）能量密度高 （3）价格低廉 （4）储存寿命好 （5）锌可以回收利用、制造成本低 （6）绿色环保 8.1 锌空气电池-分类 （1）直接再充式锌空气电池 （2）机械充电式锌空气电池 锌电极更换和再利用工作由专门的充电站来完成，该过程如图8-2所示。机械更换电极或电池后锌电极的再生一般按照图8-3所示的还原方式完成。经过一系列的处理后，重新封装好的锌空气电池再次回到电池流通体系中。 8.1 锌空气电池-特点 （3） 注入式锌空气电池 图8-4和图8-5分别为注入式锌空气电池以及锌空气电池电动高尔夫球车图片。 8.1 锌空气电池-存在的问题 1）防止电解液中水分的蒸发或电解液的吸潮。 2）避免锌电极的直接氧化。 3）防止锌枝晶的生长。 4）提高空气电极催化剂活性。 5）控制电解液的碳酸化。  6）解决电池的发热和温升问题。 8.2 钠硫电池-概述 钠硫电池是20世纪60年代由福特汽车公司首先提出并应用到电动汽车上的，至今发展已经有40多年的历史。由于钠硫电池是一种特性优良的二次电池，具有能量密度高、无自放电现象、运行寿命长、便于现场安装与维护以及对环境无污染等诸多优点，近年来，钠硫电池在日本、北美、欧洲牡缌ο低持械玫窖杆俜⒄梗驯挥糜诟汉善蕉ǎ↙oad Leveling，LL）或负荷削峰（Peak Shaving，PS）、不间断电源（Uninterrupted Power Supply，UPS）或应急电源（Emergency Power Supply，EPS）、电能质量（Power Quality，PQ）维护以及风能发电等多种场合。 8.2 钠硫电池-构造和工作原理 常用的电池是由一个液体电解质将两个固体电极隔开，而钠硫电池正相反，它是由固体电解质将两个液体电极隔开。钠硫电池是由熔融液态电极和固体电解质组成的，其负极的活性物质是熔融金属钠，正极的活性物质为熔融的硫和多硫化钠熔盐，由三氧化二铝（Al2O3）和少量的氧化钠（Na2O）形成陶瓷固态电解质。外壳则一般用不锈钢等金属材料制成。其结构如图8-6所示。 8.2 钠硫电池-概述 单体电池中心为金属钠负极，向外依次为特种氧化铝陶瓷管(电解质)、硫(正极)。由于硫是绝缘体，所以硫一般是填充在导电的多孔的炭或石墨毡里。 钠硫电池为高温型电池，将单电池集合后放在绝热的容器内，成为组合模块后使用（见图8-7）。 8.2 钠硫电池-基本特性 1）能量密度大。 2）可大电流放电。  3）使用寿命长。  4）无自放电现象。 5）无污染、可回收。 6）钠硫电池是在300℃附近充放电能的高温型电池。 8.2 钠硫电池-应用领域 钠硫电池作为新型化学电源家族中的一个新成员出现后，已在世界上许多国家受到极大的重视和发展。由于钠硫电池具有高能电池的一系列诱人特点，所以一开始不少国家就首先纷纷致力于发展其作为电动汽车用的动力电池，但作为高能量密度的车用电池部分企业仍在进行该类型电池的开发工作，仍被视为未来有希望的电动车辆用动力电池之一。 8.3 Zebra电池-工作原理 由于正极材料在工作温度下仍为固态物质，所以采用熔盐电解质NaAlCl4。