Vergleich der Vor- und Nachteile der vier Routen der Leistungsbatterietechnologie

Eine Industriekette für Wasserstoffbrennstoffzellen

In der Industriekette der Wasserstoffbrennstoffzellen ist vorgelagert die Produktion, der Transport und die Speicherung von Wasserstoff an Tankstellen für Wasserstoffbrennstoffzellensysteme für die Wasserstoffabfüllung; Mitte ist die Herstellung von Schlüsselkomponenten wie Elektropfahl, Pfahl und Zubehör aus zwei Teilen zur Integration, die ein Wasserstoff-Brennstoffzellensystem bilden; In der nachgelagerten Anwendungsebene umfassen hauptsächlich Transport, tragbare Stromversorgung und stationäre Energie drei Richtungen.

Zweitens vergleicht die Leistungsbatterie die Vor- und Nachteile in

Derzeit gibt es beim Transport mit einer Stromquelle vier technische Hauptrouten: Lithium-Ionen-Batterien, Wasserstoff-Brennstoffzellen, Superkondensatoren und Aluminium-Luftbatterien. Die Lithium-Ionen-Batterie, der Superkondensator und die Wasserstoff-Brennstoffzellen sind weit verbreitet, und die Aluminium-Luftbatterie befand sich noch im Stadium der Laborforschung. Energieversorgung, Lithium-Ionen-Batterie, Superkondensator gelten für reine Elektrofahrzeuge, müssen jedoch extern aufgeladen werden, während Fahrzeuge mit Wasserstoffbrennstoffzellen eine externe Wasserstofffüllung benötigen. Aluminium-Luftbatterien müssen mit Aluminium und Elektrolyt versetzt werden.

Vier Arten von technischen Wegen zum Vergleich der Vor- und Nachteile

Eigenschaften von Wasserstoffbrennstoffzellen

(1) eine gute Umweltverträglichkeit

Wasserstoff-Brennstoffzelle ist effiziente saubere Energie, die Abgabe von Wasser ist nicht nur gering, sondern auch sehr sauber, so dass es keine Probleme mit der Wasserverschmutzung gibt. Gleichzeitig ist aufgrund der Brennstoffzelle nicht wie der Motor, Energie in mechanische Energie zu erwärmen, sondern direkt chemische Energie in elektrische Energie und Wärmeenergie umzuwandeln, hohe Energieumwandlungseffizienz, geringes Geräusch.

(2) gute Betriebsleistung

Wasserstoff-Brennstoffzellen-Stromerzeugung, keine komplizierte Konfiguration des Geräts erforderlich, Batteriestapel kann modular aufgebaut werden. Beispielsweise kann eine 4,5-MW-Stromerzeugungseinheit 460 Batteriekomponenten enthalten. Die Anlage erstreckt sich über eine Fläche, die viel kleiner ist als Kohlekraftwerke. Wasserstoff-Brennstoffzelle ist für Geräte zur dezentralen Erzeugung geeignet. Und im Vergleich zu Wärme-, Wasser- und Kernkraft ist die Bauzeit eines Wasserstoff-Brennstoffzellen-Kraftwerks kurz, die einfache Erweiterung kann vollständig dem tatsächlichen Bedarf im Ratenbau entsprechen. Der Betrieb der Wasserstoffbrennstoffzellen ist gleichzeitig von guter Qualität. Die Reaktion auf schnelle Laständerungen, wie z. B. Spitzenlastkennlinien, in wenigen Sekunden kann von der Umwandlung geringer Leistung in die Nennleistung erfolgen.

(3) die effiziente Ausgabeleistung

Wasserstoffbrennstoffzellen arbeiten, wenn der Brennstoff Energie in Strom und Wärme speichert, die Umwandlung elektrischer Energieeffizienz über 40% liegt und nur ein Drittel der Dampfturbine in Elektrizität umgewandelt werden kann.

(4) flexible strukturelle Eigenschaften

Wasserstoff-Brennstoffzellen-Baugruppe ist sehr flexibel, leicht zuzuordnen, Leistungsgröße im Vergleich zum herkömmlichen Motor, aufgrund der Wasserstoff-Brennstoffzelle kann eine gute Modularität ohne Erhöhung der Infrastrukturinvestitionen auf der Basis der Verwendung von Einzelzellen leicht Stückzahl erhöht werden oder Verringern Sie die Ausgangsleistung und die Spannungseinstellung, damit sie einfach zu bauen und für die Netzsteuerung relativ einfach zu implementieren sind. Diese Funktion kann die Systemstabilität der Brennstoffzelle verbessern.

(5) Wasserstoffquellen

Wasserstoff als Sekundärenergie kann auf verschiedene Weise gewonnen werden, beispielsweise durch Wasserstoffproduktion aus Kohle, Wasserstoffproduktion zur Reformierung der Erdgasreformierung, Wasserstoffproduktion durch Elektrolyse von Wasser usw. In der fossilen Energie ist erschöpft, wird der weltweit wichtigste Wasserstoffbrennstoff und Energie. Und nutzen Sie die solare Wasserstoffproduktion durch Elektrolyse von Wasser im Prozess ohne Kohlenstoffemissionen, kann man sich Wasserstoff als ultimative Energie vorstellen.

(6) die Engpässe

Aus heutiger Sicht ist die Beliebtheit von Wasserstoffbrennstoffzellen mit bestimmten Engpässen, wie z. B. den Batteriekosten selbst, höher, die Infrastruktur noch nicht universell usw.

Eigenschaften des lithium-ionen-akkus

(1) Spannungsplattform

Lithium-Ionen-Batterien aufgrund der Anodenmaterialien sind unterschiedlich, die Monomer-Batteriespannung im Bereich von 3,7 ~ 4 V, die Anwendung der größeren Lithium-Eisenphosphat-Monomer-Batterie-Spannung von 3,2 V, ist das Dreifache von Ni-Mh-Batterien, Blei- Säurebatterie 2 mal.

(2) ist größer als die Energie

Die derzeitige Energiedichte der Pkw-Lithium-Ionen-Batterie von fast 200 Wh / kg wird voraussichtlich 2020 300 Wh / kg erreichen.

(3) die kurze akkulaufzeit

Aufgrund der Einschränkung der Eigenschaften elektrochemischer Materialien haben Lithium-Ionen-Batteriezyklen keinen Durchbruch, im Fall von lithiumeisenphosphat können Monomer-Batteriezyklen mehr als 2000-mal erreichen, erst nach mehr als 1000-facher Gruppe. Die Anforderungen für Busfahrten von 8 Jahren können nicht erfüllt werden.

(4) den Einfluss auf die Umwelt

Eine Lithium-Ionen-Batterie, die Leichtmetall-Lithium verwendet, enthält zwar keine schädlichen Schwermetalle wie Quecksilber und Blei, gilt jedoch als umweltfreundliche Batterie, die die Umwelt weniger belastet. Da die Anodenmaterialien und der Elektrolyt, die Nickel, Mangan und andere Metalle enthalten, in den Vereinigten Staaten die Lithium-Ionen-Batterie als eine Art von entflammbarer, auslaugbarer, ätzender, ätzender, reaktiver, giftiger, gefährlicher Batterie einstufen, sind sie die giftigsten Substanzen enthalten in den verschiedenen Arten von Batteriezellen, und weil der Recyclingprozess komplizierter ist, was zu hohen Kosten führt, so dass die aktuelle Recycling-Nutzungsrate nicht hoch ist, nicht genutzte Batterie Einfluss auf die Umwelt.

(5) Die Kosten sind immer noch hoch

Die anfänglichen Kosten für Lithium-Ionen-Batterien sind hoch. Beim derzeitigen Mainstream-Bus mit Leistungsbatterieprodukten sind lithium-eisenphosphat-batterien. Zum Beispiel liegt der Preis bei etwa 2500 Yuan / kWh, wobei die Popularität von Elektroautos im Jahr 2020 voraussichtlich auf weniger als 1000 Yuan / kWh gesenkt wird. Aufgrund der Einschränkung der Monomerbatterie-Gruppenzyklen dauert der Bus in der Regel in ca. 3 Jahren die Notwendigkeit, Batterien auszutauschen, Betriebseinheit kostet Kostendruck.

(6) größerer Einfluss auf das Netz

Erste großtechnische Anwendung von reinen Elektrofahrzeugen, da der Ladebedarf größer ist, werden Ladegeräte für harmonische Netzstörungen hervorgehoben, die sich auf die Qualität der Stromversorgung auswirken. Zweitens ist beim Schnellladen, da es sich um ein großes Ladeverhältnis handelt, die Ladeleistung höher (Pkw in etwa 50 kW, Busse in 150 bis 250 kW) und die Aufpralllast auf das Netz größer.

Aufgrund des technischen Niveaus der Lithium-Ionen-Batterie liegt das Elektroauto daher hauptsächlich im Anwendungsbereich von weniger als 200 km reinen Elektrofahrzeugen.

Die Superkondensatoreigenschaften

(1) hohe Lade- und Entladerate

Superkondensatoren mit hoher Leistungsdichte, es kann in kurzer Zeit ein paar hundert bis mehrere tausend Ampere Strom, Ladegeschwindigkeit, es kann in wenigen Sekunden bis ein paar Minuten der Ladevorgang beendet werden. Superkapazitätsbus und Straßenbahn sollen diese Funktion in kurzer Zeit nutzen, um den Ladevorgang abzuschließen und das Fahrzeug vorwärts zu fahren.

(2) lange Lebensdauer

Minimaler Verlust des Lade- und Entladevorgangs des Superkondensators, sodass seine Lebensdauer theoretisch unendlich ist. Der tatsächliche Wert kann mehr als 100000-mal, 10- bis 100-mal höher als der der Batterie sein.

(3) die Niedertemperaturleistung ist gut

Das Laden und Entladen von Superkondensatoren trat während des Ladungsübertragungsprozesses auf der Oberfläche des aktiven Elektrodenmaterials auf, wobei die Dämpfung meist sehr gering ist, so dass die Kapazität mit der Temperatur und normalerweise die Dämpfungsamplitude der Lithiumionenbatteriekapazität bei der niedrigen Temperatur bis zu 70% beträgt.

(4) Die Energiedichte ist zu niedrig

Einer der Engpässe bei der Anwendung der Superkondensator-Energiedichte ist zu gering, nur etwa 1/20 der Lithium-Ionen-Batterie, etwa 10 Wh / kg. Sie können also keine Elektroautos mit Hauptantrieb, meistens als Hilfsenergie, die hauptsächlich für Schnellstartgeräte und Bremsenergierückgewinnungsgeräte verwendet werden.

Eigenschaften der Aluminium-Luftbatterie

(1) das Material mit geringen Kosten und hoher Energiedichte

Aluminium Luftbatterie Kathode aktives Material ist reichlich Metall Aluminium, billig, Umweltschutz, das positive aktive Material ist Sauerstoff in der Luft, die positive visuelle Kapazität ist unendlich. Daher hat eine Aluminium-Luftbatterie den Vorteil einer leichten Qualität, eines geringen Volumens und einer langen Lebensdauer.

(2) Die Schlüsseltechnologie ist kein Durchbruch, hat das Labor noch nicht verlassen

Das Problem der Luftelektrodenpolarisation und der Ausfällung von Aluminiumhydroxid ist eines der wichtigsten Hindernisse für die Vermarktung von Metallluftbatterien, die Verbesserung der Leistung der Aluminiumluftbatterie bei großen Engpässen. Es ist im Laborstadium, es gibt eine große Entfernung von der Kommerzialisierung.

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