电池

电池是一种可以从外部来源接收电能然后将其回馈的装置。将电能传送到电池的过程称为 给电池充电。电池向外部电路提供电能的过程称为对电池放电。在放电过程中，由于充电过程中形成的活性物质的化学能而获得电能，在放电过程中，发生反向化学过程。在充电过程中，电池极板的化学成分发生变化，化学能在其中积累。当电能释放时（在放电过程中），化学过程以相反的方向发生，放电电池的极板获得其原始状态（充电前），即相同的化学成分。电池不会破坏电池中包含的材料，会发生可逆的化学反应。这就是电池将化学能转化为电能的方式。电池由阳极 （+） 和阴极 （-） 组成。电池的特征是其容量，即电池从完全充电状态放电到最大允许放电时可以提供的电能。电池的容量以安培小时为单位，取决于其设计、极板数量、厚度、极板隔板的材料和其他因素。在运行中，电池的容量取决于放电电流、电解液的温度、放电模式（间歇或连续）、充电状态和电池的磨损。因此，随着放电电流的增加和电解液温度的降低，电池的容量会降低。电池 C 的容量取决于电极 S 的表面积、电极 d 之间的距离以及电解质的电导率。电极 S 的表面积越大，电池的容量就越大。

C ~ S，

电极 d 之间的距离越小，电池的容量就越大。

C ~ 1 / d，

电解质的导电性越大，电池的容量就越大。

C ~ ε，

电池容量的一般公式。

C = εε0 S / d，

锂电池能量密度和电压高，使用寿命长，自放电低，可在市场上买到并得到广泛应用。该车使用锂离子电池，该电池电阻低，能够在几秒钟内提供数百安培的电流。该电池由高效、高能量的圆柱形电池组成，具有 NMC（镍锰钴）型锂离子 （Li-ion） 化学成分，具有石墨阳极和锂钴阴极。

电池由 16 个模块组成，每个模块的标称电压为 25 V。16 个电池模块串联，形成标称电压为 400 V 的电池。每个电池模块由 360 节 18650 电池组成，外观与简单的手指电池非常相似（一节电池的重量为 45 克），按照 6s60p 方案连接：6 个元件串联，60 个这样的组并联。此类元件的每个电池模块的能量容量为 5.3 kW h。电池总共有 5760 个这样的电池。为了便于使用，电池的电压为 400 V。这是通过以混合方式连接电池来实现的。电池的并联用于在相同电压下获得更高的电流。电池的串联在电池中交替连接 - 一个电池的正值与另一个电池的负值用于在恒定电流下获得更高的电压。在这种情况下，总电流将等于每个元件允许的最大值。通过混合连接，元件并联成组，然后串联。将元件连接到电池时，必须记住，只有当其中包含的所有元件具有相同的容量和电压时，电池才能正常工作。单个元件的参数不匹配，尤其是在并联时，会导致整个电池过早失效并降低其效率。电池由碳纤维外壳保护，不受环境影响。在碳纤维盖的内侧有薄膜形式的垫子。盖子用带橡胶垫圈的螺钉固定，这些垫圈还用硅酮密封剂密封。电池块分为 16 个隔间，每个隔间包含一个电池模块。16 个电池模块中的每一个都有一个内置的 BMU 单元，该单元连接到通用的 BMS 系统，该系统控制运行、监控参数，并为整个电池提供保护。电池有两个端子：正极和负极。公共输出端子位于电池块的后部。电池用螺丝固定在硬壳式车身和汽车的后框架上。它为汽车的所有设备和电机提供动力。电池具有较小的内阻，能够在几秒钟内提供数百安培的电流，立即为电动机提供动力。电动势 （emf） 的值 - 空载时其端子上的电压 - 不取决于极板的尺寸和形状，而只取决于电池的设计。端子上的电压取决于负载电阻的值和电池的内阻。电池的内阻值越大，负载电阻越低，其端子上的电压就越低。内阻由电解质和电极的电阻组成，以欧姆为单位。容量是电池在一定时间内发出一定量电力的能力，以安培小时 （Ah） 为单位。容量值取决于放电电流的大小、电解液的密度和环境温度。因此，它可以波动很大。效率是电池在放电过程中发出的能量与在放电过程中提供给它的能量之比充电时，效率永远不能等于 1（充电过程中的部分能量浪费在极板和电解液的无用加热上，因为它们有一定的电阻）。电池的特点是允许的充电和放电电流值。超过这些电流会导致电池过早失效。电池充电速率降低。这是由于电子密度的增加而发生的。电池由恒流充电器充电。充电电流不超过电池容量的一半。电池充电不均匀。起初，电池充电很快，然后充电速度变慢。这是由于电池中电荷密度的增加而发生的。在充电过程中，阳极上带正电的 LIC6 分子的数量增加，它们的密度变得更高。电池中的电阻和电压增加。要为电池充满电，需要更多的能量来形成新分子。电池充电与时间的关系图具有函数 y = x ^ 1 / 2 的形式。

电池阴极由铝集流体制成，并涂有 LiNiMnCoO2 涂有。铝用作阴极集流体，因为与其他材料相比，铝具有高导电性、重量轻和成本低。阴极悬浮液由 LiNiMnCoO2、粘合剂、导电添加剂和溶剂组成。电池阳极由 100 μm 厚的石墨箔制成。隔膜位于阴极和阳极之间。使用具有高离子渗透性和机械强度的绝缘薄膜作为隔膜。分离器的孔径为 0.05 μm，厚度为 10 μm。无纺聚丙烯用作隔板。通过增加阴极和阳极的表面积来增加电池容量。为了在板面积不变的情况下增加电池容量，通过在板的表面开槽以及填充晶格板来增加电池的面积。因此，电池比光滑的极板具有更大的容量。由石墨箔制成的阳极表面积的增加是通过热化学反应进行的。铝板制成的阴极表面积的增加以类似的方式进行。