氢新能源燃料电池和锂电池工作原理解析

来源：存能电气  日期：2019-06-18 09:23  浏览量：次

　　氢新能源燃料电池和锂电池工作原理解析。除了动力锂电池，作为新能源汽车的一个重要发展方向,氢燃料电池汽车无疑是当下的一个热门领域。氢燃料电池具有无污染，无噪音，高效率等优点，所以这种电池一出现很快就受到了消费者和各大车企的注意。

　　氢新能源燃料电池工作原理

　　氢燃料电池是将氢气和氧气的化学能直接转换成电能的发电装置。其基本原理是电解水的逆反应，把氢和氧分别供给阳极和阴极，氢通过阳极向外扩散和电解质发生反应后，放出电子通过外部的负载到达阴极。氢能源燃料电池的基本原理是电解水的逆反应，把氢和氧分别供给阳极和阴极，氢通过阳极向外扩散和电解质发生反应后，放出电子通过外部的负载到达阴极。

　　氢能源燃料电池对环境无污染，它是通过电化学反应，而不是采用燃烧或储能蓄电池方式，最典型的传统后备电源方案，燃烧会释放像COx、NOx、SOx气体和粉尘等污染物。燃料电池只会产生水和热。如果氢是通过可再生能源产生的，整个循环就是彻底的不产生有害物质排放的过程。

　　氢燃料电池严格地说是一种发电装置，像发电厂一样，是把化学能直接转化为电能的电化学发电装置。另外，氢燃料电池的电极用特制多孔性材料制成，这是氢燃料电池的一项关键技术，它不仅要为气体和电解质提供较大的接触面，还要对电池的化学反应起催化作用。

　　氢作为能源有许多优越性。水通过光分解可制得氢，水的储量很大，又比较低廉；氢燃料燃烧后又生成水，是一种燃烧无害、十分清洁的能源。氢在储存、输送上比电力损失小，而且氢燃烧热值高，1千克氢燃烧产生的热量相当于3千克汽油或4.5千克焦炭的发热量。但是，在应用中，氢的存储与运输以及利用太阳能分解水制取氢，一直是制约氢能发展的瓶颈。

　　氢燃料电池的基本原理是电解水的逆反应，把氢和氧分别供给阳极和阴极，氢通过阳极向外扩散，并与电解质发生反应，释放出的电子通过外部的负载到达阴极，是一种将存在于燃料与氧化剂中的化学能直接转化为电能的发电装置。从外表上看有正负极和电解质等，像一个蓄电池，但实质上氢燃料电池车无需充电，只需加氢。打个比方说，纯电动车的电池就像储电站，而氢燃料电池就像发电站。

　　锂电池工作原理解析

　　锂电池的充放电过程就是Li+在正负极材料的嵌入和脱嵌并伴随着能量的吸收和释放的过程。给锂离子电池充电：Li+从正极材料中脱嵌，经电解液到达负极，吸收电子后嵌入负极材料中形成能量较高嵌入化合物。锂离子电池放电：Li+从负极材料中脱嵌并释放电子，Li+经电解液达到正极，吸收电子后嵌入正极材料形成较为稳定的嵌入化合物。

　　锂离子电池是一种充电电池，它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。在充放电过程中，Li+在两个电极之间往返嵌入和脱嵌：充电池时，Li+从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极，负极处于富锂状态；放电时则相反。一般采用含有锂元素的材料作为电极的电池，是现代高性能电池的代表。

　　当对电池进行充电时，电池的正极上有锂离子生成，生成的锂离子经过电解液运动到负极。而作为负极的碳呈层状结构，它有很多微孔，达到负极的锂离子就嵌入到碳层的微孔中，嵌入的锂离子越多，充电容量越高。同样，当对电池进行放电时，嵌在负极碳层中的锂离子脱出，又运动回正极。回正极的锂离子越多，放电容量越高。

　　新能源汽车氢燃料电池与锂电池谁能成为未来主流电池?氢燃料电池与锂电池的竞争中，目前锂电池在纯电动汽车占有优势。而氢燃料电池最大劣势在高昂的制造成本。现阶段两种电池各有优劣，只有适用的才是好的！