動力電池的工作原理是什么?

動力電池的工作原理是通過化學反應來實現(xiàn)充電和放電的。

以鋰電池為例,充電時鋰離子從正極“搬到”負極,放電時鋰離子從負極“搬到”正極,在“搬運”過程中產(chǎn)生電流,為汽車提供電能動力。當鋰離子全部跑到正極,電池沒電,外接電源到正極能把鋰離子“搬回”負極,鋰離子全部到達負極則電充滿。

電池的一些關鍵概念包括電壓和電池容量。電壓方面,有開路電壓,指電池未連接外電路或負載時的電壓,與電池剩余能量有關,也是電量顯示依據(jù);工作電壓是電池工作狀態(tài)下正負極之間的電勢差,因電流通過內阻會有阻力,所以工作電壓低于開路電壓;放電截止電壓是充滿電后放電結束時達到的電壓,繼續(xù)放電會損傷電池;充電限制電壓是恒流變?yōu)楹銐撼潆姷碾妷骸?/p>

電池容量指電池儲存的電量多少,由電極活性物質決定,單位用 Ah 或 mAh 表示,容量大小受活性物質數(shù)量、質量和利用率影響。

鉛酸蓄電池基本單元是單體電池,由正負極板和隔板組成,單體電池基本電壓 2V,按需求組合裝在塑料外殼中。有的鉛酸蓄電池采用密封等技術,形成“膠體”電解質,使用更方便。典型的如閥控式密封鉛酸蓄電池,在充電中利用負極吸收反應消耗正極產(chǎn)生的氧氣,剩余氧氣通過控制閥排出。

以磷酸鐵鋰電池為例,正極材料是磷酸鐵鋰,負極材料是石墨,充電和放電中鋰離子在正負極材料上嵌入和脫落。內部集流體是電池正負極材料的載體,正負極集流體由鋁箔和銅箔制成。電池由電芯、模組、電池包和電池管理系統(tǒng)構成,電芯是基本單位,由正負極、隔膜和電解液等組成,模組由多個電芯連接提升電壓和容量,電池包是若干模組集合在保護殼中。

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