文本描述
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(Al2O3)和少量的氧化钠(Na2O)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。