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电动汽车最常用的有什么电池?

钜大LARGE  |  点击量:2893次  |  2020年11月11日  

铅酸电池和锂离子电池


其中铅酸电池最便宜,但体积大,重量重,寿命短。


锂离子电池也可分为两种,其单体电压分别是3.7V各3.2V,其中3.2V的聚合物电池据说较另一种安全。


锂离子电池的缺点是价格贵,但重量轻,体积小,寿命较长(据我了解,铅酸电池日常使用修复器后,寿命应不小于锂电)。


还有研究用电容的。其寿命相对来说几乎无限,但即使是采用容量大的超级电容,其体积,重量与铅酸电池相比也要大几倍,个人觉得基本上没戏。


电动汽车电池是电动汽车上的动力来源,现在的电动汽车上绝大多数装的是铅酸蓄电池,铅酸蓄电池成本低,性价比高。因为这种电池能充电,可以反复使用,所以称它为铅酸蓄电池。


1860年,法国的普朗泰发明出用铅做电极的电池,这是铅酸蓄电池的前身。


能够被电动自行车采用的有以下四种动力蓄电池,即阀控铅酸免维护蓄电池、胶体铅酸蓄电池、镍氢蓄电池和锂离子电池。

纯电动汽车用蓄电池


早期纯电动汽车用的开口式蓄电池采用了八·五规划期间的研究成果,已取得了可用19个月(12万公里)的成功相关经验,关键是积累了控制好充电方式、放电深度、及时补水等一套系统匹配的工作相关经验和精心维护的相关经验。近年来四轮微型电动汽车(包括游览车、巡逻车、高尔夫球车、短距离道路车等)发展很快,车上采用的大多是开口式蓄电池。相应型号的电池受到蓄电池制造厂家的青睐。[1]


电动汽车采用的是阀控式密封蓄电池新产品,其性能为:3h率容量55Ah;3h率下比能量为33Wh/kg和84Wh/L;75%放电深度的循环寿命达到400次以上。相信电动自行车用的阀控蓄电池成功的相关经验可推广到纯电动汽车用阀控蓄电池,性能将会有进一步的提高。[1]


混合电动汽车用蓄电池


现在混合电动汽车基本分为3类:轻度混合型(即电动系统重要用于起动和回收制动能量,即将在所有汽车上推广的42V电系统属于此型)、中度混合型(即电动系统用于起动、回收制动能量和中、短距离的行驶)、重度混合型(即电动系统用于起动、回收制动能量和较长距离的行驶,也称为Plug-in)。[1]


在国内外文献中已明确:在轻度混合的电动汽车中,阀控蓄电池是有优势的,重要因其成本低,技术成熟,性能可靠;中度混合的电动汽车用的阀控蓄电池,ALABC(先进铅酸蓄电池联合体)正在组织研制,准备与MH-Ni蓄电池争夺中度混合电动汽车的市场,现已推出并进行了车上试验的卷绕式双极耳电池和TMF(金属薄膜)电池;在重度混合的电动汽车领域,蓄电池的比能量低,无法满足电动系统较长距离的行驶要求。[1]


它和镍镉蓄电池同属碱性蓄电池,只是以吸藏氢气的合金材料(mh)取代镍镉蓄电池中的负极材料镉cd、电动势仍为1.32v。它具备镍镉蓄电池的所有优异特性,而且能量密度还高于镍镉蓄电池。重要优点是:比能量高(一次充电可行使的距离长);比功率高,在大电流工作时也能平稳放电(加速爬坡能力好);低温放电性能好;循环寿命长;安全可靠,免维护;无记忆效应;对环境不存在任何污染问题,可再生利用,符合持续发展的理念。但是,Ni-MH蓄电池成本太高,价格昂贵。


锂离子电池


锂离子电池是1990年由日本索尼公司首先推向市场的新型高能蓄电池。其优点是比能量高,是当前比能量最高的蓄电池。已经在便携式信息产品中获得推广应用。


锂离子电池被普遍认为具有如下的优点:比能量大;比功率高;自放电小;无记忆效应;循环特性好;可快速放电,且效率高;工作温度范围宽;无环境污染等,因此有望进入21世纪最好的动力电源行列。预计在2006~2012年期间,当锂离子电池进一步发展时,MH/Ni蓄电池的市场份额将缩小。锂离子市场份额将会扩大。已经有采用锂离子蓄电池的电动自行车产品出售。


在安全性好、循环性能好、比容量高的新型价廉正极材料发展的推动下,电动自行车用的锂离子蓄电池已接近实用。有几家已可供应较成熟的、装有电池管理系统(BMS)的电动自行车用锂离子蓄电池。也有专门生产用锂离子蓄电池的电动自行车厂家。笔者认为电动自行车用的锂离子蓄电池将是首先商业化、大批量在车上使用的动力型电池;它将是继蓄电池之后所占比例较大的实用化电池,也将成为用于高端电动自行车产品的电池。有关大型锂离子蓄电池在纯电动轿车和电动巴士,以及在混合电动汽车上试用,展览示范的已有不少报道。根据现在的锂离子蓄电池发展水平和相关经验,认为电动自行车用48V10Ah以下电池组的安全性是有保障的,但大型锂离子蓄电池要在商业化电动汽车辆上使用还要做许多艰苦的工作,其原因重要是:纯电动轿车和电动巴士,以及混合电动汽车上使用的电池数量多、系统复杂,安全性难度更大,对可靠性和一致性的要求更高,价格太高等。曾经报道过深圳比亚迪要在2005年供应200辆以锂离子蓄电池为动力源的电动轿车组成出租车队之事,现在已推迟到2007年了。[1]


燃料动力电池


燃料动力电池将化学能直接转换成电能供给电动机来驱动车辆。它的重要优点是:效率高,可节省燃料;零排放;噪音小等,特别适合于做车辆动力源。氢燃料动力电池车将是理想的、最终取代以石油产品为燃料的汽车。[1]


锌-镍蓄电池(Zn-Ni)


Zn-Ni蓄电池曾被认为是应提倡的电动汽车用蓄电池。从4~5年的市场筛选来看,在商业化的电动汽车上几乎没有使用。这重要是由于Zn-Ni蓄电池的价格贵(每VAh要2.5~4元,为蓄电池的4~6倍);循环过程中,初期容量衰减率大,影响了蓄电池组实际可使用的寿命。另外,锂离子蓄电池的迅速发展和价格降低,使Zn-Ni蓄电池在电动汽车上应用更加缺乏竞争力。[1]


锌空气电池


锌空电池是金属-空气电池的一种,属于半燃料动力电池范畴。它有比能量高、原材料丰富、价格不高、无污染等优点,被认为是电动汽车用电池的有竞争力的候选者。

铅酸蓄电池


蓄电池因其价格便宜、材料来源丰富、比功率较高、技术和制造工艺较成熟、资源回收率高等综合因素被各国各种电动汽车普遍采用和广泛研究。电动自行车作为省力、方便、快速、舒适、价廉、零排放的个人交通工具已被人们广泛接受,并受到国家有关部门的重视。由国务院发展研究中心、国家发改委、建设部、科技部等部委参与的《轻型电动汽车产业发展战略研究》课题组提出了轻型电动汽车产业发展战略研究报告。电动自行车的全国保有量已达3000万辆以上。95%以上的电动自行车都用阀控蓄电池。[1]


已商品化的电动自行车的绝大多数是使用的密封式铅酸蓄电池,使用中不要经常补充水分,免维护。其重要化学反应是:PbO2+2H2SO4+Pb←充电、放电→2PbSO4+2H2O


铅酸蓄电池充电时变成硫酸铅的阴阳两极的海绵状铅把固定在其中的硫酸成分释放到电解液中,分别变成海绵状铅和氧化铅,电解液中的硫酸浓度不断变大;反之放电时阳极中的氧化铅和阴极板上的海绵状铅与电解液中的硫酸发生反应变成硫酸铅,而电解液中的硫酸浓度不断降低。当铅酸蓄电池充电不足时,阴阳两极板的硫酸铅不能完全转化变成海绵状铅和氧化铅,假如长期充电不足,则会造成硫酸铅结晶,使极板硫化,电池品质变劣;反之假如电池过度充电,阳极出现的氧气量大于阴极的吸附能力,使得蓄电池内压增大,导致气体外溢,电解液减少,还可能导致活性物质软化或脱落,电池寿命大大缩短。


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