ما هي أنواع بطاريات مركبات الطاقة الجديدة؟

لا تزال بطاريات الرصاص الحمضية، باعتبارها تقنية ناضجة نسبيًا، هي البطاريات الوحيدة للسيارات الكهربائية ذات الإنتاج الضخم بسبب تكلفتها المنخفضة ومعدل تفريغها المرتفع. ومع ذلك، فإن الطاقة المحددة والطاقة المحددة وكثافة الطاقة لبطاريات الرصاص الحمضية منخفضة جدًا، والمركبة الكهربائية التي تستخدم هذا كمصدر للطاقة لا يمكن أن تتمتع بسرعة جيدة ونطاق قيادة جيد.

2، بطاريات النيكل والكادميوم وبطاريات هيدريد معدن النيكل

تعد بطارية النيكل والكادميوم (غالبًا ما يتم اختصارها NiCd، وتُنطق "nye-cad") نوعًا شائعًا من بطاريات التخزين. تستخدم البطارية هيدروكسيد النيكل (NiOH) ومعدن الكادميوم (Cd) كمواد كيميائية لتوليد الكهرباء. ورغم أن أداءها أفضل من بطاريات الرصاص الحمضية إلا أنها تحتوي على معادن ثقيلة وتلوث البيئة بعد التخلي عنها.

يمكن تكرار بطارية النيكل والكادميوم أكثر من 500 مرة من الشحن والتفريغ، وهي اقتصادية ومتينة. مقاومتها الداخلية صغيرة، ليست فقط المقاومة الداخلية صغيرة، ويمكن شحنها بسرعة، ولكن يمكنها أيضًا توفير تيار كبير للحمل، وتغيير الجهد صغير جدًا عند التفريغ، وهي بطارية إمداد طاقة تيار مستمر مثالية جدًا. بالمقارنة مع الأنواع الأخرى من البطاريات، يمكن لبطاريات النيكل والكادميوم أن تتحمل الشحن الزائد أو التفريغ الزائد.

تتكون بطاريات هيدريد معدن النيكل من أيونات الهيدروجين ومعدن النيكل، واحتياطي الطاقة أكثر بنسبة 30% من بطاريات النيكل والكادميوم، وأخف وزنًا من بطاريات النيكل والكادميوم، وعمر خدمة أطول، ولا تلوث البيئة، ولكن السعر باهظ جدًا. أكثر تكلفة من بطاريات النيكل والكادميوم.

3، بطارية الليثيوم

بطارية الليثيوم هي فئة من معدن الليثيوم أو سبائك الليثيوم كمادة القطب السالب، واستخدام محلول بالكهرباء غير مائي للبطارية. يمكن تقسيم بطاريات الليثيوم بشكل عام إلى فئتين: بطاريات الليثيوم المعدنية وبطاريات أيونات الليثيوم. لا تحتوي بطاريات الليثيوم أيون على الليثيوم في الحالة المعدنية وهي قابلة لإعادة الشحن.

بطاريات معدن الليثيوم هي بشكل عام بطاريات تستخدم ثاني أكسيد المنغنيز كمادة إلكترود موجب، ومعدن الليثيوم أو معدن السبائك كمادة إلكترود سالبة، وتستخدم محاليل إلكتروليت غير مائية. التركيب المادي لبطارية الليثيوم هو بشكل أساسي: مادة القطب الموجب، مادة القطب السالب، الحجاب الحاجز، المنحل بالكهرباء.

ومن بين المواد الكاثودية، فإن المواد الأكثر استخدامًا هي كوبالت الليثيوم ومنجنات الليثيوم وفوسفات حديد الليثيوم والمواد الثلاثية (بوليمرات النيكل والكوبالت والمنجنيز). تشغل مادة القطب الموجب نسبة كبيرة (نسبة كتلة مواد القطب الموجب والسالب هي 3:1 ~ 4:1)، لأن أداء مادة القطب الموجب يؤثر بشكل مباشر على أداء بطارية الليثيوم أيون، وتكلفتها يحدد مباشرة تكلفة البطارية.

من بين مواد القطب السالب، فإن مواد القطب السالب الحالية هي بشكل أساسي الجرافيت الطبيعي والجرافيت الاصطناعي. مواد الأنود التي يتم استكشافها هي النتريدات، PAS، أكاسيد القصدير، سبائك القصدير، مواد الأنود النانوية، وبعض المركبات المعدنية الأخرى. باعتبارها واحدة من المكونات الأربعة الرئيسية لبطاريات الليثيوم، تلعب مواد القطب السالب دورًا مهمًا في تحسين سعة البطارية وأداء الدورة، وهي في قلب الروافد الوسطى لصناعة بطاريات الليثيوم.

4. خلايا الوقود

خلية الوقود عبارة عن جهاز لتحويل الطاقة الكهروكيميائية بدون عملية احتراق. يتم تحويل الطاقة الكيميائية للهيدروجين (أنواع الوقود الأخرى) والأكسجين بشكل مستمر إلى كهرباء. مبدأ العمل هو أن H2 يتأكسد إلى H+ وe- تحت تأثير محفز الأنود، H+ يصل إلى القطب الموجب من خلال غشاء تبادل البروتون، ويتفاعل مع O2 لتكوين الماء عند الكاثود، وe- يصل إلى الكاثود من خلال دائرة خارجية، والتفاعل المستمر يولد تيارًا. ورغم أن خلية الوقود تحمل كلمة "بطارية"، إلا أنها ليست جهاز تخزين الطاقة بالمعنى التقليدي، بل جهاز توليد الطاقة، وهو الفرق الأكبر بين خلايا الوقود والبطاريات التقليدية.

لاختبار التعب وعمر البطاريات، تستخدم شركتنا معدات اختبار مختلفة مثل غرفة اختبار درجة الحرارة والرطوبة الثابتة، وغرفة اختبار الصدمة الحرارية، وغرفة اختبار تقادم مصباح الزينون، وغرفة اختبار تقادم مصباح زينون.

غرفة اختبار درجة الحرارة والرطوبة الثابتة: توفر هذه المعدات ظروف درجة حرارة ورطوبة يمكن التحكم فيها لمحاكاة السيناريوهات البيئية المختلفة. ومن خلال إخضاع البطاريات لاختبار طويل الأمد في ظل ظروف درجات الحرارة والرطوبة المختلفة، يمكننا تقييم تغيرات استقرارها وأدائها.

غرفة اختبار الصدمة الحرارية: تحاكي هذه الغرفة التغيرات السريعة في درجات الحرارة التي قد تتعرض لها البطاريات أثناء التشغيل. ومن خلال تعريض البطاريات لتغيرات شديدة في درجات الحرارة، مثل الانتقال السريع من درجات الحرارة العالية إلى درجات الحرارة المنخفضة، يمكننا تقييم أدائها وموثوقيتها في ظل تقلبات درجات الحرارة.

غرفة اختبار تقادم مصابيح زينون: يقوم هذا الجهاز بتكرار ظروف ضوء الشمس عن طريق تعريض البطاريات لإشعاع ضوئي مكثف من مصابيح زينون. تساعد هذه المحاكاة في تقييم مدى تدهور أداء البطارية ومتانتها عند تعرضها للضوء لفترة طويلة.

غرفة اختبار الشيخوخة بالأشعة فوق البنفسجية: تحاكي هذه الغرفة بيئات الأشعة فوق البنفسجية. ومن خلال تعريض البطاريات للأشعة فوق البنفسجية، يمكننا محاكاة أدائها ومتانتها في ظل ظروف التعرض للأشعة فوق البنفسجية لفترة طويلة.
يسمح استخدام مجموعة من معدات الاختبار هذه بإجراء اختبار شامل للتعب وعمر البطاريات. من المهم ملاحظة أنه قبل إجراء هذه الاختبارات، من الضروري الالتزام بإرشادات السلامة ذات الصلة واتباع تعليمات التشغيل الخاصة بمعدات الاختبار بدقة لضمان إجراءات اختبار دقيقة وآمنة.