电池百科

质子交换膜燃料电池(Proton Exchange Membrane FuelCell)，简称PEMFC，也有人称之为聚合物电解质膜燃料电池(Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell)，还有一些其他的叫法。

燃料电池性能的评价，除工作寿命、重量、成本等因素外，最重要的就是效率。一般来讲，能量转换装置的效率是指装置输出的能量占输人能量的百分数比，即输出能量/输人能量x 100%除电化学能量转换装置以外.其他能量转换装置是将化学反应能转换为机械能或热能，然后再转换成电能。

一般认为燃料电池性能的衰退是由于铂催化剂颗粒的烧结、碳载体的腐蚀及酸涌等现象，而衰退的速度阴极高于阳极。提高电池寿命应考虑的几个重要问题如下:

影响牵引蓄电池使用寿命的因素：电解液液面高度。当充电时，电解液中的水分成为氢气和氧气损失掉，这样就会使电解液之量减少。当电解液液位低於极板时，极板材料会暴露在空气中，这样材料会变 硬而不易起化学作用。另外，剩下的电解液浓度会太高，这样会使极板性能退化，电解液太多，较容易溅出而造成桩头之腐蚀，增加电阻。

磷酸燃料电池(Phosphorous Acid Fuel Cell)也就是以磷酸为电解质的燃料电池，简称PAFC。阳极通以富氢并含有CO:的重整气体，阴极通以空气。

碱性燃料电池系统具备：膜电极复合体，包含阴离子传导性电解质膜、层叠在阴离子传导性电解质膜的第一表面上的阳极和层叠在与阴离子传导性电解质膜的第一表面相对的第二表面上的阴极。

高效环保型的质子交换膜燃料电池，具有广阔应用前景，在实现其商业化并提高其应用性能的过程中，人们对它已经做出了大量的研究。从质子交换膜燃料电池工作原理出发，在对其发展历程了解的基础上，对质子交换膜燃料电池的催化剂、电极、气体扩散层、质子交换膜和双极板的研究现状进行了综述。

燃料电池的分类多样式变化，根据产电原理、电池结构以及操作条件等特点可以分为以下几类，燃料电池根据产电原理不同可分为间接和直接。

质子交换膜燃料电池（PEMFC）最早是在20世纪60年代由通用电气(GE)公司为美国宇航局(NASA)开发的，与其他燃料电池相比，其优点是能量密度高，不使用流动的、腐蚀性的电解质，结构简单。

二次电池都存在自放电现象，电压相对高而自放电率又相对低，是锂电池的一个卖点。什么是自放电？初始具备一定电量的电池，在规定环境下开路搁置一段时间，由于种种原因电量会损失一部分。电池保有尽可能多的电量不损失的能力，是电池的荷电保持能力，而剩余电量与原有电量的比，就是自放电率。

电池组的性能与电流密度、电池电压直接相关，对于18650锂电池的电池性能的影响因素主要有电极成分(如催化剂)的量及成本、氧化剂的种类(空气或纯氧)、工作压力和温度、电解质浓度以及燃料气体及氧化剂气体中的杂质等。

锂离子电池使用的有机液体电解质是以适当锂盐溶解在有机非质子混合溶剂中形成的电解质溶液。为了表述的方便，本书中均简称为有机电解液或电解液。常见的有机液体电解质一般是1 mol/L锂盐/ 混合碳酸脂溶剂构成的体系。

衡量燃料电池的性能以及燃料电池与其他发电装置进行比较时，要用到一些技术指标或参数，包括电流密度、功率密度、寿命、成本和效率。

免维护蓄电池并不是无需维护，只是少了加水这个步骤，一般用于工业设备、电动叉车、汽车、太阳能领域，因为免维护蓄电池在正常运行时以浮充电方式运行，按照电力部门的相关标准，浮充电压值一般控制为2.25V。在蓄电池的支持运行中，要监视蓄电池组的端电压，浮充电流，以及每只蓄电池的电压。

无机非金属类负极材料用作锂离子电池负极的无机非金属负极材料主要是碳材料、硅材料以及其它不同非金属的复合材料。 碳材料主要包括石墨类碳材料和非石墨化碳材料。石墨类碳材料包括天然石墨、中间打I石墨微球和碳纤维等。

锂电池金属类负极材料主要包括金属单质和金属间化合物。这类材料都具有超高的嵌锂容量，但作为锂电池负极材料时会产生巨大的体积效应，即储存大量的锂时，体积可膨胀到原来的数倍，极大程度地造成电极粉化，

金属-无机非金属复合负极材抖主要包括金属-碳复合物和金-硅复合物等。这些材料在嵌锂容量、电极导电性和倍率充放电性能方而明显优于相应的单相材料。金属与碳的复合可以使材料兼有金属的高容量和碳材料的优良的循环性能。如金属与碳纳米管的复合材料不仅可以大幅度增加材料的嵌、脱锂容量。

锂电池的隔膜一个重要功能是隔离正负极并阻止电池内电子穿过，同时能够允许离子的通过，从而完成在电化学充放电过程中锂离子在正负极之间的快速传输，锂电池隔膜性能的优劣直接影响着电池的放电容量和循环使用寿命

决定锂电池隔膜性能的主要指标有隔膜的厚度、力学性能、孔隙率、透气率、孔径大小及其分布、热性能及自关闭性能等。隔膜越薄，溶剂化锂离子穿越时遇到的阻力越小，离子传导性越好。

电解质是电池的重要组成部分，在电池正负极之间起着输送和传导电流的作用，是连接正负极材料的桥梁。不仅如此，电解质的选择在很人程度上决定着电池的工作机制，影响着电池的比能量、安全性、循环性能、倍率充放电性能、储存性能和造价等。