分析新能源燃料电池和锂电池的工作原理
来源：宝鄂实业
2019-12-29 14:15
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分析了氢新能源燃料电池和锂电池的工作原理。除锂电池外，氢燃料电池汽车作为新能源汽车的重要发展方向，无疑是目前的一个热点领域。氢燃料电池具有无污染、无噪音、高效率等优点，因此这种电池的出现迅速受到消费者和各大汽车公司的关注。
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氢新能源燃料电池的工作原理
氢燃料电池是将氢和氧的化学能直接转化为电能的发电机。其基本原理是电解水的逆反应。氢和氧分别供给阳极和阴极。氢气通过阳极向外扩散，并与电解液发生反应。氢燃料电池的基本原理是电解水的逆反应。氢和氧分别供给阳极和阴极。氢气通过阳极向外扩散，并与电解液发生反应，通过外部负载释放电子到达阴极。
氢燃料电池对环境没有污染。他们使用电化学反应而不是燃烧或储存电池。典型的传统备用电源解决方案，燃烧释放污染物，如COx, NOx, SOx气体和灰尘。燃料电池只产生水和热。如果氢是由可再生能源生产的，那么这个循环就完成了，没有任何有害的排放。
氢燃料电池是一个严格意义上的发电机，一个电化学发电机，就像一个发电厂，将化学能直接转化为电能。此外，氢燃料电池电极是由一种特殊的多孔材料制成的，这是氢燃料电池的关键技术。它不仅为气体和电解质提供了一个大的接触面，而且还可以作为电池化学反应的催化剂。
氢作为一种能源有许多优点。水的光解可以产生氢气，储量大，成本低。氢燃料燃烧后产生水，水是一种无害、清洁的能源。氢的储存和运输成本比电要低，而且它有更高的热值。一公斤氢燃烧的热量相当于三公斤汽油或4.5公斤可乐。然而，氢气的储运和利用太阳能分解水制氢一直是制约氢能发展的瓶颈。
氢燃料电池的基本原理是反向反应电解水,分别是阳极和阴极的氢气和氧气供应,氢在阳极向外传播,并与电解液发生反应,释放电子通过外部负载到阴极,它是一种将存在于燃料和氧化剂的化学能直接转化为电能的发电装置。它看起来像一个带有正极和负极以及电解质的电池，但是氢燃料电池汽车不需要充电，它们只需要被氢化。例如，纯电动汽车的电池就像一个储能发电站，而氢燃料电池就像一个发电站。
分析了锂电池的工作原理
锂电池的充放电过程是锂离子在正极和负极材料中的嵌入和去嵌入，同时伴随着能量的吸收和释放。充电锂离子电池:锂离子与正极材料脱离，通过电解液到达负极。吸收电子后，将其嵌入阳极材料中，形成高能嵌入化合物。锂离子电池放电:锂离子从负极材料中脱开并释放电子。Li+通过电解液到达正极，吸收电子，插入正极材料中形成相对稳定的嵌入化合物。
锂离子电池是一种可充电电池，其工作原理是锂离子在正极和负极之间移动。在充放电过程中，Li+在两个电极之间来回嵌入和去嵌入。在可充电电池中，锂离子从正极脱嵌，通过电解液嵌入负极。负极处于富含锂的状态。当卸货时，情况正好相反。一般来说，以锂为电极的电池是现代高性能电池的代表。
当电池充电时，锂离子在电池正极形成，锂离子通过电解液到达负极。负碳呈层状结构，有许多微孔。到达负极的锂离子被嵌入碳层的微孔中。
