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2021年山東事業(yè)單位考試資料：電池的分類

　　電池的分類

　　在選購新能源汽車時(shí)，你是否了解新能源汽車的續(xù)航電池呢？電池對新能源汽車的性能有哪些影響？今天讓我們一起了解一下電池的那些事兒。

　　總體來說，汽車領(lǐng)域的電池有三大種類：化學(xué)電池、物理電池和生物電池。

　　化學(xué)電池

　　化學(xué)電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的電池，是目前應(yīng)用最廣泛的電池種類。

　　化學(xué)電池又可分為蓄電池及燃料電池。

　　1. 蓄電池，也叫二次電池，這是因?yàn)樾铍姵卦诜烹姾螅軌蛴贸潆姷姆绞绞箖?nèi)部活性物質(zhì)再生，將電能儲存為化學(xué)能；需要放電時(shí)再次把化學(xué)能轉(zhuǎn)換為電能。我們生活中手機(jī)的電池就屬于蓄電池。目前常用的車用蓄電池有鉛酸蓄電池、鎳氫電池等。

　　○ 鉛酸蓄電池的使用歷史已有100多年，曾廣泛用作內(nèi)燃機(jī)汽車。它可靠性好、原材料易得、價(jià)格便宜；比功率也基本上能滿足電動汽車的動力性要求。但鉛酸蓄電池比能量低，質(zhì)量和體積太大，一次充電行駛里程較短，使用壽命短，使用成本過高，不適應(yīng)未來新能源汽車發(fā)展需求。

　　○ 鎳氫電池，電池能量儲備大，重量更輕，使用壽命更長，并且對環(huán)境無污染，但制造成本太高，性能表現(xiàn)不是最優(yōu)。目前代表車型有：豐田prius、福特汽車Ford Escape、雪佛蘭Chevroiet Malibu等。

　　2. 燃料電池，是一種將燃料與氧化劑的化學(xué)能通過電化學(xué)反應(yīng)直接轉(zhuǎn)換成電能的發(fā)電裝置，是繼水力發(fā)電、熱能發(fā)電和原子能發(fā)電之后的第四種發(fā)電技術(shù)。燃料電池有發(fā)電效率高，環(huán)境污染小，比能量高，噪音低，燃料范圍廣，可靠性高，易于建設(shè)等優(yōu)點(diǎn)，是公認(rèn)的最具有發(fā)展前途的發(fā)電技術(shù)。目前多用于航天飛行領(lǐng)域，民用商業(yè)化尚未實(shí)現(xiàn)。

　　物理電池

　　物理電池，以鋰電池為代表，是一類由鋰金屬或鋰合金為正/負(fù)極材料、使用非水電解質(zhì)溶液的電池。鋰電池是目前電動汽車以及新能源汽車最常用的電池，其主要優(yōu)點(diǎn)包括：

　　（1）能量比高，具有高儲存能量密度，是鉛酸蓄電池的6-7倍；（2）使用壽命長，使用壽命可達(dá)6年以上；

　　（3）具備高功率承受力；

　　（4）自放電率很低；

　　（5）重量輕，相同體積下重量約為鉛酸蓄電池的1/6-1/5。

　　（6）高低溫適應(yīng)性強(qiáng)，可以在-20℃--60℃的環(huán)境下使用；（7）綠色環(huán)保，不論生產(chǎn)、使用和報(bào)廢，都不含有也不產(chǎn)生任何鉛、汞、鎘等有毒有害重金屬元素和物質(zhì)。

　　目前在售電動汽車配備的鋰電池主要有鈷酸鋰電池、磷酸鐵鋰電池及三元鋰電池。

　　○ 鈷酸鋰電池，生產(chǎn)技術(shù)成熟，能量比高，但高溫狀態(tài)下穩(wěn)定性差。常用于筆記本電腦電池。代表車型是特斯拉MODEL S。

　　○ 磷酸鐵鋰電池，具有目前車用鋰電池中最好的穩(wěn)定性，但能量密度較小，不適應(yīng)低溫，因此磷酸鐵鋰電池應(yīng)用的車型不適合在北方行駛。代表車型有比亞迪e6、比亞迪秦、比亞迪唐等。

　　○ 三元鋰電池，相對于鈷酸鋰電池安全性更高，低溫時(shí)電池也更加穩(wěn)定，更適合未來新能源汽車電池的發(fā)展趨勢。但其電壓低，能量密度介于磷酸鐵鋰電池和鈷酸鋰電池之間。目前代表車型有北汽新能源EV200、北汽新能源EU260、特斯拉Model 3等。

　　這三類鋰電池雖然已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在生活的各個(gè)領(lǐng)域，但均存在一定的安全性差問題，有發(fā)生爆炸的危險(xiǎn)，如三星手機(jī)和蘋果手機(jī)均發(fā)生過電池爆炸事件；同時(shí)，鋰電池生產(chǎn)要求條件高，成本高，有些鋰電池對使用環(huán)境溫度還有限制，高溫或低溫都會有使用風(fēng)險(xiǎn)。因此，開發(fā)使用效能更高、更加安全的電池依然是一項(xiàng)重要課題。

　　目前，除了以上三種常見電池以外，擁有更多優(yōu)勢的石墨烯電池逐漸進(jìn)入各大車企研發(fā)部門的視野。石墨烯電池，是鋰電池內(nèi)添加石墨烯，從而開發(fā)出的一種新能源電池。石墨烯電池充電時(shí)間短，可把數(shù)小時(shí)的充電時(shí)間壓縮至不到一分鐘，石墨烯成分可以幫助鋰電池降低產(chǎn)能時(shí)的熱量，達(dá)到減少能量損失，減少了熱量對電池的損害，從而提高了電池的使用壽命。但目前石墨烯電池成本昂貴，無法大規(guī)模應(yīng)用。

　　生物電池

　　生物電池，是指將生物質(zhì)能直接轉(zhuǎn)化為電能的裝置。2013年科學(xué)家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)可以把細(xì)菌體表蛋白生成的能量收集起來作為電能。被譽(yù)為未來電動車電池的重要發(fā)展方向。目前生物電池技術(shù)多用于航天宇宙飛船供電，民用領(lǐng)域尚未實(shí)現(xiàn)。

【刷題鞏固】

　　鋰電池已廣泛用于手機(jī)和筆記本電腦等電子產(chǎn)品，鋰電池的優(yōu)點(diǎn)不包括（    ）

A. 能量密度高

　　B. 使用壽命長

　　C. 重量輕

　　D. 生產(chǎn)條件要求低、成本低

　　【解析】D。本題考查物理化學(xué)知識并選錯(cuò)誤項(xiàng)。鋰電池的優(yōu)點(diǎn)：額定電壓高、能量密度高、重量輕、使用壽命相對較長、具備高功率承受力、自放電率很低、高低溫適應(yīng)性強(qiáng)、綠色環(huán)保。缺點(diǎn)：安全性差，有發(fā)生爆炸的危險(xiǎn)；生產(chǎn)要求條件高，成本高。故鋰電池的優(yōu)點(diǎn)不包括生產(chǎn)條件要求低、成本低。因此，選擇D選項(xiàng)。