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      化學電池的綜合對比(二)

      材料與工藝

      1. 鉛酸電池:鉛酸電池由外殼、正極、負極、端子、隔膜、安 全閥組成。外殼一般由 ABS,PP 材料注塑而成;正極由氧化鉛 PbO2 組成;負極是金屬鉛Pb,端子為銅質;隔膜為 PP 或 PE 微孔膜;安 全閥一般為氣體排出通道。

      2. 鉛炭電池:鉛碳材料與工藝,即包括正極板、負極板、隔膜與電解液。正極為 PbO2 柵板,負極為 Pb 膏柵板電極,電解液為硫酸溶液,隔膜為PP 或 PE 微孔膜。經過各種焊接和密封工藝,*終組裝成一個電池組。鉛碳電池的改進是在負極鉛膏內混入碳元素。

            3. 鋰離子電池:按照內部材料的組成可分為:鈷酸鋰(錳酸鋰,鎳酸鋰、三元材料、磷酸亞鐵鋰)、石墨類負極(人造石墨、天然石墨、MCMB、改性天然石墨)、隔膜、電解液、導電劑等。但鋰電池的隔膜同樣采用微孔膜,而且可以通用,用料一樣,加工工序一樣,價格一樣,唯 一不同的是厚度,手機電池可做到 40μm,儲能鋰電池 200μm 左右。電堆部分,鋰電池叫 pack,是將數個單體串聯組裝而成,作為能量供應主體或者儲能系統的一個單元。如 15 個單體串聯,組成一個

      48VPack。

          4. 釩電池:釩電池的結構,主要是塑料件構成,包括雙極板,液流框等,在通過固定螺栓,以及終端板將組件固定及密封。釩電池的隔膜為離子膜,隔離 V2+、V3+與 V4+、V5+,防止非相鄰價態的釩離子相遇,導致容量衰減。離子膜的價格較高,進口隔膜在 5000 元/平方。釩電池的工藝包括極板與液流框的焊接,隔膜與模框的焊接,極板之間的密封,電堆的

       

      密封等。

      5. 鋅溴電池:同釩電池,鋅溴電池的結構,主要也是由塑料件構成,包括雙極板,液流框等,在通過固定螺栓,以及終端板將組件固定及密封。但鋅溴的隔膜可與鉛酸電池一樣,基本可以通用。同樣鋅溴電池的工藝也是包括極板與液流框的焊接,隔膜與模框的焊接,極板之間的密封,電堆的密封等。

      6. 鈉硫電池:鈉硫電池的材料中包含了多種無機材料,這些材料有電解質陶瓷隔膜、正負極之間的絕緣陶瓷、密封玻璃、金屬焊料、導電碳、集流用金屬電極及活性物質鈉和硫等。鈉硫電池性能的好壞在很大程度上由這些材料的特性所決定, 高性能的材料及部件是保證鈉硫電池性能和可靠性的基礎。Beta-氧化鋁電解質陶瓷是其中的核心材料,它是具有鈉離子導電性的鋁酸鈉,具有層狀結構、組成復雜、液相燒結等特征。電池的絕緣材料主要用 a-氧化鋁等絕緣陶瓷,它與電解質陶瓷之間主要采用玻璃材料進行封接;集流用金屬電極主要采用不銹鋼等高導電材料,與絕緣部材料采用低熔點金屬進行封接。

          7. 氫燃料電池:氫燃料電池的基本結構和基本燃料電池的結構相同包括:電極、電解質隔膜與集電器等。電極是燃料氧化和還原的電化學反應發生的場所,可分成陰極與陽極兩部分。電解質隔膜的功能是分隔氧化劑與還原劑并同時傳導離子。目前燃料電池所采用的電解質隔膜可以分為兩類,一類為以絕緣材料制作多孔隔膜,例如石棉膜、碳化硅膜和鋁酸鋰膜等, 再將電解液,例如氫氧化鉀、磷酸和熔融碳酸鹽等,浸入多孔隔膜:另一類電解質隔膜為固態離子交換膜,例如質子交換膜燃料電池中采用的全氟磺酸樹脂膜。集電器也稱做雙極板,它只有收集電 流、疏導反應氣體及分隔氧化劑與還原劑的作用;雙極板的性能取決于材料特性、流場設計與加工技術。

      8. 鋅空氣電池:鋅空氣電池是由金屬鋅、集流體、隔膜紙、氣體擴散電極(碳電極)、塑料電池槽和電解液組成,氣體擴散電極和金屬鋅分別構成電池的正極和負極。電池的封裝方式:將碳電極與金屬外框焊接,電流則是靠焊接點接觸方式導出。

       


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