氫新能源燃料電池和鋰電池工作原理解析

來源：存能電氣  日期：2019-06-18 09:23  瀏覽量：次

　　氫新能源燃料電池和鋰電池工作原理解析。除了動力鋰電池，作為新能源汽車的一個重要發展方向,氫燃料電池汽車無疑是當下的一個熱門領域。氫燃料電池具有無污染，無噪音，高效率等優點，所以這種電池一出現很快就受到了消費者和各大車企的注意。

　　氫新能源燃料電池工作原理

　　氫燃料電池是將氫氣和氧氣的化學能直接轉換成電能的發電裝置。其基本原理是電解水的逆反應，把氫和氧分別供給陽極和陰極，氫通過陽極向外擴散和電解質發生反應后，放出電子通過外部的負載到達陰極。氫能源燃料電池的基本原理是電解水的逆反應，把氫和氧分別供給陽極和陰極，氫通過陽極向外擴散和電解質發生反應后，放出電子通過外部的負載到達陰極。

　　氫能源燃料電池對環境無污染，它是通過電化學反應，而不是采用燃燒或儲能蓄電池方式，最典型的傳統后備電源方案，燃燒會釋放像COx、NOx、SOx氣體和粉塵等污染物。燃料電池只會產生水和熱。如果氫是通過可再生能源產生的，整個循環就是徹底的不產生有害物質排放的過程。

　　氫燃料電池嚴格地說是一種發電裝置，像發電廠一樣，是把化學能直接轉化為電能的電化學發電裝置。另外，氫燃料電池的電極用特制多孔性材料制成，這是氫燃料電池的一項關鍵技術，它不僅要為氣體和電解質提供較大的接觸面，還要對電池的化學反應起催化作用。

　　氫作為能源有許多優越性。水通過光分解可制得氫，水的儲量很大，又比較低廉；氫燃料燃燒后又生成水，是一種燃燒無害、十分清潔的能源。氫在儲存、輸送上比電力損失小，而且氫燃燒熱值高，1千克氫燃燒產生的熱量相當于3千克汽油或4.5千克焦炭的發熱量。但是，在應用中，氫的存儲與運輸以及利用太陽能分解水制取氫，一直是制約氫能發展的瓶頸。

　　氫燃料電池的基本原理是電解水的逆反應，把氫和氧分別供給陽極和陰極，氫通過陽極向外擴散，并與電解質發生反應，釋放出的電子通過外部的負載到達陰極，是一種將存在于燃料與氧化劑中的化學能直接轉化為電能的發電裝置。從外表上看有正負極和電解質等，像一個蓄電池，但實質上氫燃料電池車無需充電，只需加氫。打個比方說，純電動車的電池就像儲電站，而氫燃料電池就像發電站。

　　鋰電池工作原理解析

　　鋰電池的充放電過程就是Li+在正負極材料的嵌入和脫嵌并伴隨著能量的吸收和釋放的過程。給鋰離子電池充電：Li+從正極材料中脫嵌，經電解液到達負極，吸收電子后嵌入負極材料中形成能量較高嵌入化合物。鋰離子電池放電：Li+從負極材料中脫嵌并釋放電子，Li+經電解液達到正極，吸收電子后嵌入正極材料形成較為穩定的嵌入化合物。

　　鋰離子電池是一種充電電池，它主要依靠鋰離子在正極和負極之間移動來工作。在充放電過程中，Li+在兩個電極之間往返嵌入和脫嵌：充電池時，Li+從正極脫嵌，經過電解質嵌入負極，負極處于富鋰狀態；放電時則相反。一般采用含有鋰元素的材料作為電極的電池，是現代高性能電池的代表。

　　當對電池進行充電時，電池的正極上有鋰離子生成，生成的鋰離子經過電解液運動到負極。而作為負極的碳呈層狀結構，它有很多微孔，達到負極的鋰離子就嵌入到碳層的微孔中，嵌入的鋰離子越多，充電容量越高。同樣，當對電池進行放電時，嵌在負極碳層中的鋰離子脫出，又運動回正極。回正極的鋰離子越多，放電容量越高。

　　新能源汽車氫燃料電池與鋰電池誰能成為未來主流電池?氫燃料電池與鋰電池的競爭中，目前鋰電池在純電動汽車占有優勢。而氫燃料電池最大劣勢在高昂的制造成本。現階段兩種電池各有優劣，只有適用的才是好的！