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电池知识

电动车电瓶是怎么制作的?需要准备哪些原料你知道吗?

来源:宝鄂实业    2019-04-15 09:58    点击量:

 锂电池是如何制造的?

 

  卡尔·萨根有一句至理名言:“我们生活在一个依靠科技才能精巧地运行的社会里,但这个社会里的大多数人对科技都是一知半解。”卡尔·萨根也曾直接提及锂电池。任何人只要环视一下其三英尺内的环境,他就能找到用锂电池技术制造的东西,但实际上,很多人对锂电池技术并不了解。

 

  锂电池的工作原理是怎样的?与其他电池一样,锂电池的工作原理为电池的正负两个电极与电解液发生化学反应,随即,锂电池的正极(带正电荷)和负极(带负电荷)之间产生流动的电荷,即电流。锂金属能被用于制造高性能蓄电池,因为锂金属传导性能好,是一种高品质电解质,能产生很高的电势。当然,锂电池的电化学反应过程能被逆转,让锂电池能重复充放电。

 

  虽然锂电池具有种种优点,但也有不少缺点:

 

  锂金属是一种能对环境产生危害的物质。

 

  锂金属易燃,能与众多物质发生剧烈化学反应,Tesla电动汽车的锂电池燃烧事故的照片就是佐证,但这件锂电池燃烧事故仅仅是锂金属能产生的众多危害中的一个。

 

  美国环境保护局认为用于制造锂金属电解质和电池阴极的强效熔剂能导致包括癌症和神经系统疾病在内的各种疾病。特别是用来制造压缩型高功率锂电池的钴金属,更是一种高致癌毒物。只要有人接触了钴金属,他的肺、神经、和呼吸道极有可能发生病变。

 

  现在,人们发现一个规律:只要是用来制作工业熔剂的物质都对环境和人类有危害。众所周知,在电池制造业,工业熔剂被大量使用。

 

  其他用来制造锂电池的物质可能没有这么大的危害,但他们之中没有一种是无害的。就致癌性而言,用来制造低能量密度的锂铁膜材料没有钴金属那么高,但锂铁膜材料对生物的负面影响不容忽视。

 

  电动汽车变得越来越热门了?

 

  很明显,制造电动汽车和插电式混合动力汽车要付出环境成本。那么,锂电池对北极地区有怎样的影响?挪威公布了一项关于电动汽车使用周期对全球增温潜能影响的研究报告,该报告研究了从制造电动汽车所需矿产原料的生产开始至电动汽车报废回收的全过程。在挪威公布此研究报告之前,其他研究都没有针对制造电动汽车的高耗能生产过程进行过调研,并忽视了重要的一点:电动汽车的环保效果比内燃机汽车好不了多少。

 

  在全球增温潜能影响方面,与汽油发动机汽车相比,电动汽车的负面影响要低24%,而与柴油发动机汽车相比,电动汽车的负面影响低了10%至14%。电动汽车的这些数据看起来很不错,但如果考虑到电动汽车所使用的电力来源,情况就完全不同了。如果电动汽车使用的电力是使用煤炭为燃料生产的,那么电动汽车对环境的负面影响高出柴油发动机和汽油发动机17%至27%。

 

  以上的这些数据是基于欧洲的电力生产结构进行研究得出的结论,欧洲地区的电力来源偏重于核电、水电和其他再生能源发电,其比例高于世界其他地区。

 

  电动汽车对全球增温潜能的影响直接受到天然气的影响,天然气被普遍看作清洁石化燃料,如果电动汽车使用的电力是使用天然气为燃料生产的,对环境的负面影响比汽油发动机仅仅低12%,与柴油发动机基本持平。

 

  让人感到揪心的是,如果电动汽车使用的电力是使用煤炭为燃料生产的,其对环境的负面影响将高出柴油发动机或汽油发动机17%至27%。这种情况在美国尤为严重,美国煤电的发电量占到了美国总发电量的45%;在田纳西州、宾夕法尼亚州和俄亥俄州这三个美国州,电力来源几乎全部是煤电。对于那些人口众多的美国各州而言,购买一辆电动汽车不仅将对环境产生毒害,还将对全球变暖的产生负面影响,并且其环境负面影响比汽油发动机汽车还要大得多。

 

  电动汽车曾被认为是“零尾气排放”,为什么电动汽车还会对环境产生这么多的污染?答案很简单:电动汽车电池的生产耗费了大量的电力。初期制造一辆电动汽车和电池的碳排放量占到了电动汽车整个使用周期碳排放量的40%左右,相当于制造一辆汽油发动机汽车碳排放量的两倍。

 

  如果一辆电动汽车使用的电力来自与水电或风电这样的环保能源,其初期高碳排放量就能被降下来;要是一辆电动汽车使用的电力源自化石燃料,该电动汽车的初期能源成本将很难低于汽油或柴油发动机汽车,甚至有可能高于这二者。

 

  此前的相关评估忽视了电动汽车生产所需的高额能源成本,并只看到一个情况:从技术讲,煤电的效率要高于内燃机。实际上,就碳排放量而言,如果生产出相同的能量供汽车行驶,煤电的排放量是普通内燃机汽车的两倍;因此,只有提高电动汽车的效率才能弥补其在生产线上产生的碳排放量。

 

  “不为石油发动战争!No!是不为锂发动战争!”

 

  在将内燃机汽车转换为电动汽车之前,人们还得考虑一下地缘政治的影响。有一种观点认为,只要我们使用电动汽车,就能摆脱对国外石油公司或大型石油公司的依赖。实际上,情况有可能是从“依赖大型石油公司”转变为依赖“大型锂产品公司”。

 

  在未来三年内,锂电池的销售额有望达到225亿美元,并有可能在本年代末翻一番。与石油产品的销售额相比,这些数据只是小数目,但如果顾客继续购买电动轿车或电动卡车,情况将发生变化。

 

  至于摆脱对国外原料到依赖,呵呵……锂金属并并非稀有,但值得开采的矿藏却很少。让美国和欧洲感到不安的是,大型锂金属矿产地是在玻利维亚、中国和战乱不断的阿富汗这样的国家,而在这些国家之中,没有一个有良好环保记录。

 

  考虑到市场上销售的绝大部分锂电池是中国制造,人们不禁关注起锂电池生产的污染问题,众所周知,环保是个不容忽视的问题。现在,在各种压力下,中国正以低价向其他国家出售锂电池,人们对环保问题的担忧有增无减。

 

生产工艺流程:
 

 

  第一步--电极浆料制备

 

  主要是将电极活性材料、粘结剂、溶剂等混合在一起,充分搅拌分散后,形成浆料。

 

  第二步--涂布

 

  将第一步制备的浆料以指定厚度均匀涂布到集流体(铝箔或铜箔等)上,并烘干溶剂。

 

  找一些铜片和铝片,再剪一些比铜片和铝片大一些的纸片在醋里浸一下。在一个铝片的上面放一个纸片,在纸片上放个铜片,一个简易的化学电池就做好了,铜片是正极,铝片是负极,浸湿的纸片就是电解质。不过,这样的一个“电池”产生的电实在太微弱了,只能用灵敏的电表测到。如果把许多这样的“小电池”垒起来,让一个“电池”的铝片放在另一个“电池”的铜片上(这时铝片和铜片之间不要放纸片),这时产生的电流就强了一些,几个“电池”垒起来就能点亮一个发光二极管(一种通过很小电流就能发光的半导体元件)。如果很多这样的电池垒起来,电流就会很强了。也可以把铜片和铝片插进一些蔬菜水果里,如插在西红柿、柠檬里,这样就可以做成一个有趣的“水果电池”。

 

  电瓶,也叫蓄电池,蓄电池是电池的一种,它的工作原理就是把化学能转化为电能。通常,人们所说的电瓶是指铅酸蓄电池。即一种主要由铅及其氧化物制成,电解液是硫酸溶液的蓄电池。

 

  铅酸蓄电池(LEAD-ACIDBATTERY)中使用的电解液是氢离子浓度最高时的硫酸溶液,此时硫酸液的比重大约为1.3g/cm^3.不管是免维护的还是传统的蓄电池都使的是此溶液。(免维护的只不过是用吸满硫酸的石棉材料代替了原来的隔板,使得活性物质不容易脱落,使用寿命得以延长。)

 

  极板为用铅作成的网状结构,在其上敷涂化学反应的活性物质。

 

  其中:正极板的活性物质为二氧化铅粉末,充满电以后看起来有点偏棕色。

 

  负极板的活性物质为海绵状铅粉末,充满电以后为金属铅的灰色。

 

  放完电时二级板均为灰白色。

 

  放电时:正极板二氧化铅转化为硫酸铅,酸中的氢离子得电子转化为水。

 

  负极板铅粉末也转化为硫酸铅,硫酸根失电子在负极产生电子。

 

  电子在外回路中产生电流。

 

  充电时:与上述过程相反,硫酸铅转化为具有不同能量状态的二氧化铅和纯铅。

 

  此为铅酸蓄电池的原理。要制作只需要购买到上述材料就OK了。我想你只需要了解就行,需要的话最好去购买省事!

 

  再介绍电瓶发明的背景:

 

  铅酸蓄电池早在第二次世界大战时就以发明,当时的潜水艇就是靠着这种电池来潜航的,浮出水面后使用柴油机发电来给蓄电池充电。水下就只能靠电池航行。

 

  早期的电池工作原理同现在生产的其实一模一样,只是现在的更便宜寿命更常长罢了。

 

  水电池制作方法

 

  1.棒式电池:取一根一端有开口的木炭棒,再取一张餐巾纸,紧紧地包裹在木炭棒上,用饱和食盐水浸湿,再取一张铝箔紧紧地包裹在木炭棒上面,用一个电池夹一端夹在木炭棒的开口处,一端夹在电机一极上,用另一个电池夹一端夹在铝箔上,一端夹在电机另一极上,这时电机转动,电压约0.8v左右;

 

  2.高品质电池取一个铝皮易拉罐,用剪刀剪去罐盖,再用砂纸卷成筒状(有沙面朝外)磨掉易拉罐里的胶层,再取一张餐巾纸,使其紧贴罐壁,再倒入一些饱和食盐水,使其浸润餐巾纸,再插入一根木炭棒,并在其周围填上碎木炭,用木棒压实,直至装满为止,用一个电池夹一端夹在木炭棒的开口处,一端夹在电机一极上,用另一个电池夹一端夹在铝皮上,,一端夹在电机另一极上,这时电机转动,电压约1.5v左右。

 

  摩托车,电动车,儿童汽车里面都装有水电瓶(有硫酸水的电瓶),有的时候这些车在家里放了一年,或者几个月,就不能充电了。按照卖电池的人或者是修车的说,这是电池坏了,需要购买新的电瓶,但是新的要100多块,而作简单修复才几块钱的。

 

  工具/原料

 

  待修复水电瓶

 

  电瓶补充液(稀硫酸3%溶液)

 

  方法/步骤1

 

  首先检查充电器是否完好,可以找个灯泡测试(有万用表那就更好了)。测试两输出夹是否有电,若完好(坏了的话,赶紧找个好的),对电瓶充电(正极对正极,负极对负极)1小时以上,检测电瓶是否有电压,若电压过低,则初步判断电瓶有问题。

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