电池发展历史现状及趋势课件
合集下载
电池的发展
03
电池的应用领域
电子产品领域
手机、笔记本电脑等便携式电子产品
电动车、电动汽车等交通工具
电力存储和备用电源
航空航天、军事等领域
电动汽车领域
电池作为能源提供者，为电动汽车提供动力。
电池的能量密度和功率密度直接影响了电动汽车的续航里程和充电时间。
目前市场上，电动汽车的电池主要以锂离子电池为主，具有高能量密度、长寿命、环保等优点。
未来随着技术的不断发展，电池将会在电动汽车领域发挥更加重要的作用。
储能领域
家庭储能：作为家庭备用电源，提供电力
电力公司：为电力公司提供辅助服务，稳定电网
工业领域：为工业生产提供可靠的电力支持
交通领域：为电动汽车、无人机等提供能源
其他领域应用
航空航天
移动设备
军事领域
电力存储
04
电池技术的发展趋势
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
1859年：法国物理学家普朗特发明了铅酸电池，是最早的电池类型之一
1800年代初期：伏打电堆，将化学能转化为电能
20世纪初：镍镉电池问世，具有更高的能量密度和更长的寿命
1990年代：锂离子电池的发明，具有高能量密度、长寿命、环保等优点，成为目前最常用的电池类型之一
电池行业的快速发展
更广泛的应用领域和市场规模
电动汽车的普及将推动电池市场的增长
储能领域的应用将扩大市场规模
电池技术的进步将拓展应用领域
政府政策支持将促进电池产业的发展
大数据在医疗保健中的应用
低脂饮食的益处
地热能源的勘探和采集技术
电池储能技术的历史沿革与发展
地热能源的发展
低碳生活方式
地热能源：一种可再生能源
电池的应用领域
电子产品领域
手机、笔记本电脑等便携式电子产品
电动车、电动汽车等交通工具
电力存储和备用电源
航空航天、军事等领域
电动汽车领域
电池作为能源提供者，为电动汽车提供动力。
电池的能量密度和功率密度直接影响了电动汽车的续航里程和充电时间。
目前市场上，电动汽车的电池主要以锂离子电池为主，具有高能量密度、长寿命、环保等优点。
未来随着技术的不断发展，电池将会在电动汽车领域发挥更加重要的作用。
储能领域
家庭储能：作为家庭备用电源，提供电力
电力公司：为电力公司提供辅助服务，稳定电网
工业领域：为工业生产提供可靠的电力支持
交通领域：为电动汽车、无人机等提供能源
其他领域应用
航空航天
移动设备
军事领域
电力存储
04
电池技术的发展趋势
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
1859年：法国物理学家普朗特发明了铅酸电池，是最早的电池类型之一
1800年代初期：伏打电堆，将化学能转化为电能
20世纪初：镍镉电池问世，具有更高的能量密度和更长的寿命
1990年代：锂离子电池的发明，具有高能量密度、长寿命、环保等优点，成为目前最常用的电池类型之一
电池行业的快速发展
更广泛的应用领域和市场规模
电动汽车的普及将推动电池市场的增长
储能领域的应用将扩大市场规模
电池技术的进步将拓展应用领域
政府政策支持将促进电池产业的发展
大数据在医疗保健中的应用
低脂饮食的益处
地热能源的勘探和采集技术
电池储能技术的历史沿革与发展
地热能源的发展
低碳生活方式
地热能源：一种可再生能源
动力电池发展现状与趋势PPT课件
2021
33
铅酸电池的主要优缺点
优点：
1. 原料易得，价格相对低廉； 2. 高倍率放电性能良好； 3. 温度性能良好,可在-40～＋60℃的环境下工作； 4. 适合于浮充电使用,使用寿命长,无记忆效应； 5. 废旧电池容易回收,有利于保护环境.
缺点：
1. 比能量低,一般为30～40Wh/kg； 2. 使用寿命不及Cd/Ni电池； 3. 制造过程容易污染环境,必须配备三废处理设备.
差
2021
38
镍氢电池主要应用
目前市场上销售的混合动力汽车，主要以镍氢 电池作为动力电源。在HEV所用的动力电池中， 镍氢动力电池的技术仍是最成熟，综合性能最 高的。
纯电动方面，较小的比能量使得镍氢电池续航 能力较低，优势不比锂离子电池。
主要应用领域——混合动力汽车
2021
39
第三代 锂离子电池
140
复合碳源
130 成膜催化剂
优化掺杂
1200 10 20Cyc3l0e Nu40mbe5r0 60 70
160
碳包覆磷酸铁锂，2C 充放电循环
150
140
130
120 2021
110
Nb+F 掺杂 Nb 掺杂 F 掺杂
未掺杂
48
尖晶石锰酸锂材料
优点：
成本低
易合成
工作电压高
安全性能好
对环境无污染
负极材料 涂覆 负极片
铜箔
卷绕 卷好的负 放入电池外外壳里 正负极片
抽真空 封装后
注入电池外外壳里 成为单体
电解液
电池
cell→pack生产流程简图
电芯
预化成
化成
老化
pack
小学教育ppt课件教案电化学电池的历史与发展
电化学电池具有体积小、重量轻、能量密度高等优点，能够满足便携式电子设备对 电源的需求。
随着技术的发展，电化学电池的性能不断提升，为便携式电子设备的续航时间和使 用体验提供了有力保障。
电动汽车中的应用
电动汽车是未来交通的发展方 向，而电化学电池则是电动汽 车的主要动力来源。
电动汽车使用电化学电池代替 传统的燃油发动机，具有环保 、节能、噪音小等优点。
详细描述
超级电容器是一种具有快速充放电、高功率密度和长寿命的电化学电池。它通过极化电 解质来存储电荷，具有较大的电容和较高的电荷传输速率。超级电容器广泛应用于电力
系统的稳定运行、电动车的启动和加速等领域，是一种具有发展潜力的电池技术。
05
CATALOGUE
电化学电池技术发展趋势
高能量密度方向
总结词
氧化钾。
04
CATALOGUE
现代电化学电池
锂离子电池
总结词
高效、环保、高能量密度
详细描述
锂离子电池是一种高效、环保且具有高能量密度的电化学电池。它利用锂离子在正负极之间移动产生电流，具有 较高的能量密度和较低的自放电率。锂离子电池广泛应用于手机、笔记本电脑、电动汽车等领域，是现代电池技 术的代表之一。
丹尼尔电池
总结词
丹尼尔电池是一种改进型的电化学电池，其特点是采用了碳棒作为电极，提高了 电池的效率。
详细描述
丹尼尔电池由英国科学家威廉·丹尼尔在19世纪初发明，其电极由碳棒制成，电 解质为稀硫酸。与伏打电池相比，丹尼尔电池的电流更强，效率更高，因此在当 时得到了广泛应用。
本生电池
பைடு நூலகம்
总结词
本生电池是一种以气体为电解质的电化 学电池，其特点是采用了金属钠作为电 极。
随着技术的发展，电化学电池的性能不断提升，为便携式电子设备的续航时间和使 用体验提供了有力保障。
电动汽车中的应用
电动汽车是未来交通的发展方 向，而电化学电池则是电动汽 车的主要动力来源。
电动汽车使用电化学电池代替 传统的燃油发动机，具有环保 、节能、噪音小等优点。
详细描述
超级电容器是一种具有快速充放电、高功率密度和长寿命的电化学电池。它通过极化电 解质来存储电荷，具有较大的电容和较高的电荷传输速率。超级电容器广泛应用于电力
系统的稳定运行、电动车的启动和加速等领域，是一种具有发展潜力的电池技术。
05
CATALOGUE
电化学电池技术发展趋势
高能量密度方向
总结词
氧化钾。
04
CATALOGUE
现代电化学电池
锂离子电池
总结词
高效、环保、高能量密度
详细描述
锂离子电池是一种高效、环保且具有高能量密度的电化学电池。它利用锂离子在正负极之间移动产生电流，具有 较高的能量密度和较低的自放电率。锂离子电池广泛应用于手机、笔记本电脑、电动汽车等领域，是现代电池技 术的代表之一。
丹尼尔电池
总结词
丹尼尔电池是一种改进型的电化学电池，其特点是采用了碳棒作为电极，提高了 电池的效率。
详细描述
丹尼尔电池由英国科学家威廉·丹尼尔在19世纪初发明，其电极由碳棒制成，电 解质为稀硫酸。与伏打电池相比，丹尼尔电池的电流更强，效率更高，因此在当 时得到了广泛应用。
本生电池
பைடு நூலகம்
总结词
本生电池是一种以气体为电解质的电化 学电池，其特点是采用了金属钠作为电 极。
电动汽车用动力电池国内外发展状况及发展趋势资料课件
实现能量回收
电动汽车在制动或滑行时 ，动力电池可以回收能量 ，提高能源利用效率。
优化车辆性能
动力电池的性能直接影响 电动汽车的续航里程、加 速性能和爬坡能力等。
02
国内外电动汽车用动力电池 发展状况
国际电动汽车用动力电池发展状况
技术进步
国际上，电动汽车用动力电池技术持 续进步，能量密度不断提高，充电速 度和循环寿命也得到显著提升。
企业应注重产品差异化，研发具有竞争力的动力电池产品，满足不 同消费者需求。
产业链合作
加强产业链上下游企业合作，共同推动电动汽车及动力电池产业发展 。
硅碳复合材料
硅碳复合材料具有高容量和良好的循环性能，是 下一代动力电池正极材料的候选者。
钛酸锂负极材料
钛酸锂负极材料具有高能量密度和良好的循环寿 命，是下一代动力电池负极材料的候选者。
动力电池充电技术的发展趋势
快速充电技术
快速充电技术能够缩短充电时间，提高电动汽车的使用便利性。
无Hale Waihona Puke 充电技术无线充电技术能够实现快速充电和便捷的充电方式，提高电动汽车 的使用便利性。
动力电池定义
动力电池是指为电动汽车、混合 动力汽车等提供动力的蓄电池， 是电动汽车的重要组成部件。
动力电池的作用
为电动汽车提供能源，保证车辆 的正常运行。同时，动力电池的 性能直接影响电动汽车的续航里 程、加速性能和爬坡能力等。
动力电池的分类与特点
锂离子电池
具有高能量密度、长寿 命、环保等优点，是目 前电动汽车主流的动力
智能充电技术
智能充电技术能够根据用户需求和电网状况实现智能调度和优化充 电，提高充电的效率和安全性。
动力电池回收与再利用技术的发展趋势
动力电池行业发展趋势报告PPT
动力电池行业需要大量的资金 投入，资金短缺或资金链断裂 都可能对企业的经营产生重大 影响。
行业发展的机遇
01
新能源汽车市场的快 速增长
随着环保政策的推动和消费者对新能 源汽车的需求增加，动力电池行业将 迎来更多发展机遇。
02
技术进步
随着技术的不断进步，如固态电池等 新技术的出现，将为动力电池行业带 来新的发展机遇。
宁德时代、比亚迪等动力电池龙头企业，由 于其技术、品牌和规模优势，将继续保持市 场领先地位。
新兴企业将逐渐崭露头角
一些新兴企业如国轩高科、亿纬锂能等也将 逐渐崭露头角，成为市场的新生力量。
行业趋势预测
能量密度和安全性能将进一步提高
随着技术的不断进步，动力电池的能量密度和安全性能将进一步提高，新能源汽车的续航里程和安全性也将不 断提升。
市场竞争程度
1 2 3
技术竞争
动力电池企业之间的技术竞争十分激烈，各家 企业都在不断研发新技术、提高产品性能，以 获得更大的市场份额。
价格竞争
由于动力电池市场竞争日益激烈，价格竞争也 愈演愈烈。企业通过降低成本、提高生产效率 等方式来应对价格竞争。
市场拓展竞争
各家动力电池企业都在努力拓展市场，特别是 在新能源汽车市场增长迅速的背景下，企业都 在努力扩大自己的客户群体。
技术变革可能带来行业洗牌，具有技 术优势的企业有望在竞争中脱颖而出 。
技术进步也将推动电池回收和再利用 产业的发展，提高资源的循环利用率 。
04
行业发展趋势
政策环境分析
新能源汽车政策推动
国家和地方政府出台了一系列鼓励新能源汽车发展的政策，包括购置税减免 、补贴优惠等。
碳排放政策约束
随着全球对环保要求的提高，各国政府逐步加强对碳排放的限制，动力电池 作为新能源汽车的核心部件，其技术研发和产业布局受到关注。
燃料电池发展历程及研究现状PPT课件
金属催化剂、金属氧化物催化剂
金属能带
但也不是d带空穴越多，其催化活性就越大。因 为过多可能造成吸附太强，不利于催化反应。
燃料电池催化剂
铂被证明是用于低温燃料电池的最佳催化剂活性组分.
Pt,Pd作为贵金属的一种都是具有空的d轨 道，能够与很多带电物种发生吸附作用， 并且强度适中，形成活性物种而促进反应 的进行
直接醇类燃料电池
直接乙醇燃料电池(DEFC)
在酸性介质中乙醇的反应如下：
阳极反应：C2H5OH+3H2O→2CO2+ 12H++12e- E=0.087V
阴极反应：3O2+12H++12e-→6H2O
E=1.229V
总反应： C2H5OH +3O2 →2CO2+ 3H2O
△E=1.142V
直接醇类燃料电池
1 毒性高 2 会刺激人类神经，过量导致 失明。
[21] Fujiwara N, Friedrich K A, Stimming U. Ethanol oxidation on PtRu electrodes studied by differential electrochemical mass spectrometry. Journal of Electroanalytical Chemistry, 1999, 472: 120-125
1993 年, 加拿大
Ballard 电力公司展示
了一辆零排放、最高
时速为72km/ h、以质
子交换膜燃料电池
( PEMFC) 为动力的
公交车[ 2] , 引发了全球
性燃料电池电动车的
研究开发热潮.
[ 2 ] Prater K B. J. Power Sources, 1993, 37: 181
电池的发展与研究现状
电池的发展与研究现状电池的诞生电池的诞生，基于人们对于获取持续而稳定的电流的需要。
不过，电池的发明，是来源于一次青蛙的解剖实验所产生的灵感，多少有些偶然。
1780年的一天，意大利解剖学家伽伐尼在做青蛙解剖时，两手分别拿着不同的金属器械，无意中同时碰在青蛙的大腿上，青蛙腿部的肌肉立刻抽搐了一下，仿佛受到电流的刺激，而如果只用一种金属器械去触动青蛙，就无此种反应。
伽伐尼认为，出现这种现像是因为动物躯体内部产生的一种电，他称之为“生物电”。
电池的历史伽伐尼的发现引起了物理学家们的极大兴趣，他们竞相重复伽伐尼的实验，企图找到一种产生电流的方法。
而意大利物理学家伏特在多次实验后则认为:青蛙的肌肉之所以能产生电流，大概是肌肉中某种液体在起作用。
为了论证自己的观点，伏特把两种不同的金属片浸在各种溶液中进行试验。
结果发现，这两种金属片中，只要有一种与溶液发生了化学反应，金属片之间就能够产生电流。
1799年，伏特成功制成了世界上第一个电池“伏特电堆”。
这个“伏特电堆”实际上就是串联的电池组。
1836年，英国的丹尼尔对“伏特电堆”进行了改良，又陆续有效果更好的“本生电池”和“格罗夫电池”等问世。
然而在当时，无论哪种电池都需在两个金属板之间灌装液体，搬运很不方便，特别是蓄电池所用液体是硫酸，在挪动时很危险。
干电池的诞生干电池的鼻祖在19世纪中期诞生。
1860年，法国的雷克兰士发明了碳锌电池，这种电池更容易制造，且最初潮湿水性的电解液，逐渐被黏浊状类似糨糊的方式取代，于是装在容器内时，“干”性的电池出现了。
1887年，英国人赫勒森发明了最早的干电池。
相对于液体电池而言，干电池的电解液为糊状，不会溢漏，便于携带，因此获得了广泛应用。
如今，干电池已经发展成为一个庞大的家族，种类达100多种。
常见的有普通锌-锰干电池、碱性锌-锰干电池、镁-锰干电池等。
不过，最早发明的碳锌电池依然是现代干电池中产量最大的电池。
在干电池技术的不断发展过程中，新的问题又出现了。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
23
一次电池
锌银电池
24
一次电池
金属空气电池
• 金属作阳极作活性物质 Li, Mg, Zn, Al, Fe • 用不完的空气作阴极活性物质
25
一次电池
铝空气电池
26
一次电池
锌空气电池
27
二次电池
28
二次电池
阀控式铅酸电池
29
二次电池
Ni-MH电池
Alloy (H) + OH- Alloy + H2O + eNiOOH + H2O + e- Ni(OH)2 + OH-
8
电池的定义、特点和应用价值
电池发电的特点
• 能量转化效率高 • 无噪音 • 操作方便 •……
9
电池的定义、特点和应用价值
电池为人类带来了极大的便利
• 最早的手提电话： 第一部手提电话重量为9.8kg 1982年，Nokia • 现在的大多数手提电话重量小于100g
10
电池的定义、特点和应用价值
Li2CO3 + K2CO3 in LiAlO2
CO32-
YSZ O2-
O2 + 4H+ + 4e- 2H2O O2 + 4H+ + 4e- 2H2O O2 + 2CO2 + 4e- 2CO32-
1836 Daniell cell: copper zinc
1838 Grove: principle of air cell
1859 Planté: lead-acid cell
1868 Leclanché: carbon zinc wet cell
1888 Gassner: carbon zinc dry cell
新世纪更需要电池
• 社会可持续发展 ❖减少自然资源的使用 ❖减少环境污染
人类生活更加舒适便利 ❖电器越来越多 ❖电器变小 ❖使用时间延长 ❖电动汽车
11
电池的定义、特点和应用价值
电池的新应用
• 高价值的电子设备 • 电动工具 • 工业牵引 • 军事 • 固定备用电源 • 电动汽车 • 可再生能源利用的储能装备
电池发展历史、现状及趋势
1
主要内容
• 电池发展简史 • 电池的定义、特点和作用 • 一次电池 • 二次电池 • 电化学电容器 • 燃料电池
2
电池发展简史
Baghdad 电池
2200年前… …
3
电池发展简史
主要电池的发明时间
-2200 Baghdad battery
1800 Voltaic pile: silver zinc
Acid or polymer
H+ H3PO4 H+
MCFC
2H2 + 2CO32- 2CO2 + 2H2O + 4eor
2CO + 2CO32- 4CO2 + 4e-
SOFC
2H2 + 2O2-
2H2O + 4eor
2CO + 2O2- 2CO2 + 4eor
½ CH4 + 2O2- ½ CO2 + H2O + 4e-
12
电池的定义、特点和应用价值
电池工业发展趋势
• 环保 ❖电池本身对环境无污染 ❖电池可回收
二次化 高能 高功率
13
电池的定义、特点和应用价值
发展需求与电池化学的矛盾
• 能用于设计成电池的化学反应相当有限 • 需求 ❖能量：从100mWh 的扣式电池到20kWh的动
力电池 ❖功率：从25-100µW的心脏起搏器电池到
1899 Junger: nickel cadmium cell
4
电池发展简史
电池的历史
1946 Neumann: sealed NiCd 1956 Bacon: alkaline fuel cell 1959 Urry: alkaline primary battery 1960s Rechargeable NiCd 1970s Lithium, sealed lead acid 1990 Nickel metal hydride (NiMH) 1991 Lithium ion 1992 Rechargeable alkaline 1999 Lithium ion polymer
KOH OH-
Residual oxidant
and water
O2 + 2H2O + 4e- 4OH-
PEMFC
2H2 4H+ + 4e-
Polymer H+
O2 + 4H+ + 4e- 2 H2O ⅔ CO2 + 4H+ + 4e-
PAFC
2H2 4H+ + 4e-
MW级的备用电源
14
电池的定义、特点和应用价值
对策
材料的变革 结构设计的进步
15
一次电池
16
一次锂电池
• 优点 高能
• 缺点 成本高
17
一次电池
锂二氧化锰电池
18
一次电池
Li-CFx电池
19
一次电池
锌锰电池
20
一次电池
智能卡(Smart Card)
21
一次电池
纸电池
22
一次电池
锌二氧化锰薄电池
• Gold • Mercury • Silver • Copper • Lead • Nickel • Cadmium
• Iron • Zinc • Aluminum • Magnesium • Sodium • Potassium
• Lithium
Most wants to oxidize (lose electrons)
30
二次电池
锌镍电池
31
二次电池
锂离子电池
32
二次电池
锂离子电池
二次电池
33
二次电池
锂电池材料
34
二次电池
聚合物
干聚合物
聚合物－凝胶
聚合物－溶液
35
二次电池
锂二次电池
36
二次电池
可充碱性锌锰电池
37
电化学电容器
38
电化学电容器
电容器
39
电化学电容器
电解电容器
40
电化学电容器
电化学电容器
5
电池发展简史
1980年代前后
• 1980年代，电池工业被认为已相当成熟， 无太多的发展空间
• 最近二十年，新型电池层出不穷 ❖传统电池的性能显著的改善 ❖新概念电池发明
6
电池的定义、特点和应用价值
定义
电池是将化学能转化成电能的一种装置
7
电池的定义、特点和应用价值
电活性物质
Most wants to reduce (gain electrons)
• 电化学电容器
1000m2/g * 5uF/cm2 * 10000 = 50F/g 41
电化学电容器
电化学电容器
42
燃料电池的类型
Current Load
e-
e-
Residual fuel
AFC and product gases
2H2 + 4OH- 4H2O + 4e-
Electrolyte +
一次电池
锌银电池
24
一次电池
金属空气电池
• 金属作阳极作活性物质 Li, Mg, Zn, Al, Fe • 用不完的空气作阴极活性物质
25
一次电池
铝空气电池
26
一次电池
锌空气电池
27
二次电池
28
二次电池
阀控式铅酸电池
29
二次电池
Ni-MH电池
Alloy (H) + OH- Alloy + H2O + eNiOOH + H2O + e- Ni(OH)2 + OH-
8
电池的定义、特点和应用价值
电池发电的特点
• 能量转化效率高 • 无噪音 • 操作方便 •……
9
电池的定义、特点和应用价值
电池为人类带来了极大的便利
• 最早的手提电话： 第一部手提电话重量为9.8kg 1982年，Nokia • 现在的大多数手提电话重量小于100g
10
电池的定义、特点和应用价值
Li2CO3 + K2CO3 in LiAlO2
CO32-
YSZ O2-
O2 + 4H+ + 4e- 2H2O O2 + 4H+ + 4e- 2H2O O2 + 2CO2 + 4e- 2CO32-
1836 Daniell cell: copper zinc
1838 Grove: principle of air cell
1859 Planté: lead-acid cell
1868 Leclanché: carbon zinc wet cell
1888 Gassner: carbon zinc dry cell
新世纪更需要电池
• 社会可持续发展 ❖减少自然资源的使用 ❖减少环境污染
人类生活更加舒适便利 ❖电器越来越多 ❖电器变小 ❖使用时间延长 ❖电动汽车
11
电池的定义、特点和应用价值
电池的新应用
• 高价值的电子设备 • 电动工具 • 工业牵引 • 军事 • 固定备用电源 • 电动汽车 • 可再生能源利用的储能装备
电池发展历史、现状及趋势
1
主要内容
• 电池发展简史 • 电池的定义、特点和作用 • 一次电池 • 二次电池 • 电化学电容器 • 燃料电池
2
电池发展简史
Baghdad 电池
2200年前… …
3
电池发展简史
主要电池的发明时间
-2200 Baghdad battery
1800 Voltaic pile: silver zinc
Acid or polymer
H+ H3PO4 H+
MCFC
2H2 + 2CO32- 2CO2 + 2H2O + 4eor
2CO + 2CO32- 4CO2 + 4e-
SOFC
2H2 + 2O2-
2H2O + 4eor
2CO + 2O2- 2CO2 + 4eor
½ CH4 + 2O2- ½ CO2 + H2O + 4e-
12
电池的定义、特点和应用价值
电池工业发展趋势
• 环保 ❖电池本身对环境无污染 ❖电池可回收
二次化 高能 高功率
13
电池的定义、特点和应用价值
发展需求与电池化学的矛盾
• 能用于设计成电池的化学反应相当有限 • 需求 ❖能量：从100mWh 的扣式电池到20kWh的动
力电池 ❖功率：从25-100µW的心脏起搏器电池到
1899 Junger: nickel cadmium cell
4
电池发展简史
电池的历史
1946 Neumann: sealed NiCd 1956 Bacon: alkaline fuel cell 1959 Urry: alkaline primary battery 1960s Rechargeable NiCd 1970s Lithium, sealed lead acid 1990 Nickel metal hydride (NiMH) 1991 Lithium ion 1992 Rechargeable alkaline 1999 Lithium ion polymer
KOH OH-
Residual oxidant
and water
O2 + 2H2O + 4e- 4OH-
PEMFC
2H2 4H+ + 4e-
Polymer H+
O2 + 4H+ + 4e- 2 H2O ⅔ CO2 + 4H+ + 4e-
PAFC
2H2 4H+ + 4e-
MW级的备用电源
14
电池的定义、特点和应用价值
对策
材料的变革 结构设计的进步
15
一次电池
16
一次锂电池
• 优点 高能
• 缺点 成本高
17
一次电池
锂二氧化锰电池
18
一次电池
Li-CFx电池
19
一次电池
锌锰电池
20
一次电池
智能卡(Smart Card)
21
一次电池
纸电池
22
一次电池
锌二氧化锰薄电池
• Gold • Mercury • Silver • Copper • Lead • Nickel • Cadmium
• Iron • Zinc • Aluminum • Magnesium • Sodium • Potassium
• Lithium
Most wants to oxidize (lose electrons)
30
二次电池
锌镍电池
31
二次电池
锂离子电池
32
二次电池
锂离子电池
二次电池
33
二次电池
锂电池材料
34
二次电池
聚合物
干聚合物
聚合物－凝胶
聚合物－溶液
35
二次电池
锂二次电池
36
二次电池
可充碱性锌锰电池
37
电化学电容器
38
电化学电容器
电容器
39
电化学电容器
电解电容器
40
电化学电容器
电化学电容器
5
电池发展简史
1980年代前后
• 1980年代，电池工业被认为已相当成熟， 无太多的发展空间
• 最近二十年，新型电池层出不穷 ❖传统电池的性能显著的改善 ❖新概念电池发明
6
电池的定义、特点和应用价值
定义
电池是将化学能转化成电能的一种装置
7
电池的定义、特点和应用价值
电活性物质
Most wants to reduce (gain electrons)
• 电化学电容器
1000m2/g * 5uF/cm2 * 10000 = 50F/g 41
电化学电容器
电化学电容器
42
燃料电池的类型
Current Load
e-
e-
Residual fuel
AFC and product gases
2H2 + 4OH- 4H2O + 4e-
Electrolyte +