新能源汽车需要什么样的稀土?
新能源汽车电池以镧、铈等稀土元素作为电极材料的主要成分,安全性高,抗衰减,耐低温,充电时间快。
稀土在新能源汽车中的应用:
一、稀土永磁电机
稀土永磁电机是20世纪70年代初出现的一种新型永磁电机。其工作原理与电励磁同步电机相同,不同的是前者采用永磁体代替励磁绕组进行励磁。
与传统的电励磁电机相比,稀土永磁电机具有结构简单、运行可靠、体积小、重量轻、损耗低、效率高等明显优势,并且电机的形状和尺寸可以灵活设计,使其在新能源汽车领域受到高度重视。
汽车中的稀土永磁电机主要是将动力电池的电能转化为机械能,驱动发动机的飞轮转动,实现发动机的启动。
二、稀土动力电池
稀土元素不仅可以参与目前主流锂电池电极材料的制备,还可以作为制备铅酸电池或镍氢电池正极的原料。
1.锂电池:由于稀土元素的加入,极大地保证了材料的结构稳定性,也一定程度上拓展了活性锂离子迁移的三维通道,使得制备的锂离子电池具有更高的充电稳定性、电化学循环可逆性和更长的循环寿命。
2.铅酸蓄电池:国内研究表明,稀土的加入有利于提高电极板铅基合金的抗拉强度、硬度、耐腐蚀性和析氧过电位,活性组分中加入稀土可以减少正极处的析氧量,提高正极活性物质的利用率,从而提高电池的性能和使用寿命。
3.镍氢电池:镍氢电池具有比容量高、电流大、充放电性能好、无污染等优点,因此被称为“绿色电池”,广泛应用于汽车、电子等领域。为了保持镍氢电池优良的高速放电特性,抑制其寿命衰减,日本专利JP2004127549介绍了电池的负极可以由稀土-镁-镍基储氢合金组成。
第三,三元催化转化器中的催化剂
并不是所有的新能源汽车都能做到零排放,比如混合动力汽车、增程式电动汽车,在使用过程中都会释放一定量的有毒物质。
为了减少汽车尾气的排放,有些车辆在出厂时会被强制安装三元催化转化器。当高温的汽车尾气经过时,会增强CO、HC、氮氧化合物三种气体通过内置净化剂的活性,促使它们完成氧化还原反应,生成无害气体,有利于环保。
三元催化转化器的主要成分是稀土元素,稀土在其中起着关键作用,如储存材料、替代部分主催化剂、充当催化添加剂等。尾气净化催化剂中使用的稀土主要是氧化铈、氧化镨和氧化镧的混合物,这些稀土矿物在我国都很丰富。
四。氧传感器中的陶瓷材料
稀土元素因其特殊的电子结构而具有独特的储氧功能,常被用于制备电子燃油喷射系统中氧传感器的陶瓷材料,使其具有更好的催化效果。电子燃油喷射系统是无化油器汽油机采用的先进燃油喷射装置,主要由空气系统、燃油系统和控制系统组成。
除了这次,稀土元素还广泛应用于齿轮、轮胎、车身钢等零部件。可以说,稀土是新能源汽车领域必不可少的元素。