什么是電動汽車電池，電動汽車電池的種類及特點
來源：寶鄂實業(yè)
2019-03-20 09:24
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一般來說，常用電池主要是干電池、蓄電池以及體積小的微型電池。此外，還有金屬一空氣電池、燃料電池以及其他能量轉(zhuǎn)換電池如太陽電池、飛輪電池、溫差電池、核電池等。而真正在安全性、效率、性價比上都能滿足電動汽車需要的，除了少部分的汽車使用的是燃料電池與飛輪電池以外，應(yīng)用最多的正是蓄電池。
在電池的大家族中，蓄電池的種類是最多的，共同的特點是可以經(jīng)歷多次充電、放電循環(huán)，反復(fù)使用，這也正是蓄電池作為電動汽車動力源的基礎(chǔ)。當(dāng)然，并不是所有的蓄電池都適合應(yīng)用于電動汽車，最常用的還是鉛酸電池、鎳氫電池以及鋰離子電池。
鉛酸電池是最為常用的一種車用蓄電池，已有150年的歷史，可算是人類歷史上的一個偉大發(fā)明。鉛酸電池的極板是用鉛合金制成的格柵，電解液為稀硫酸，兩極板均覆蓋有硫酸鉛。但充電后，正極處極板上硫酸鉛轉(zhuǎn)變成二氧化鉛，負極處硫酸鉛轉(zhuǎn)變成金屬鉛。放電時，則發(fā)生反方向的化學(xué)反應(yīng)。
鉛酸電池的優(yōu)點是放電時電動勢較穩(wěn)定，缺點是比能量（單位重量所蓄電能）小，對環(huán)境腐蝕性強。
隨著蓄電池的放電，正負極板都受到硫化，同時電解液中的硫酸逐漸減少，而水分增多，從而導(dǎo)致電解液的比重下降。在實際使用中，可以通過測定電解液的比重來確定蓄電池的放電程度。在正常使用情況下，鉛蓄電池不宜放電過度，否則使和活牲物質(zhì)混在一起的細小硫酸鉛晶體結(jié)成較大的晶體，這不僅增加了極板的電阻，而且在充電時很難使它再還原，直接影響蓄電池的容量和壽命。鉛蓄電池充電是放電的逆過程。
鎳氫電池是作為電動汽車電池的另一個主要選擇，尤其是在混合動力汽車上有著廣泛的應(yīng)用。鎳氫電池是早期的鎳鎘電池的替代產(chǎn)品，它是目前最環(huán)保的電池之一，其以能吸收氫的金屬代替鎘(Cd)，不再使用有毒的鎘，可以消除重金屬元素對環(huán)境帶來的污染問題。鎳氫電池相比于鉛酸電池和鎳鎘電池有著較大的能量密度比，這意味著可以在不為電動汽車增加額外重量的情況下，使用鎳氫電池能有效地延長車輛的行駛時間。同時鎳氫電池在電學(xué)特性方面與鎳鎘電池亦基本相似，但又大大減小了鎳鎘電池中存在的“記憶效應(yīng)”，這使得鎳氫電池可以更方便地使用
鎳氫電池放電特性平穩(wěn)，放電曲線非常平滑，發(fā)熱量小，這都是鎳氫電池的優(yōu)勢，也是電動汽車選用其作為電動汽車蓄電池的依據(jù)。但是鎳氫電池具有較高的自放電效應(yīng)，約為每個月30%或更多，這是制約其在車輛上廣泛應(yīng)用的瓶頸。電動汽車電池充得越滿，自放電速率就越高；當(dāng)電量下降到一定程度時，自放電速率又會稍微下降。電池存放處的溫度對自放電速率有十分大的影響。正因如此，長時間不用的鎳氫電池最好是充到40%的“半滿”狀態(tài)。此外，鎳氫電池較高的成本也是制約其在車輛上廣泛應(yīng)用的瓶頸。
相對于傳統(tǒng)的鉛酸電池與鎳氫電池，鋰離子電池的歷史很短。鋰離子電池被稱為性能最為優(yōu)越的可充電電池，號稱“終極電池”，受到市場的廣泛青睞。鋰離子電池的市場需求一直保持相當(dāng)高的增長速度，市場對于鋰離子電池的巨大需求也引導(dǎo)鋰離子電池行業(yè)的繼續(xù)走強，也使鋰離子電池在電動汽車方面應(yīng)用成為可能。
鋰離子電池負極一般是可大量儲鋰的碳素材料，正極是含鋰的過渡金屬氧化糖或磷化物，電解質(zhì)是鋰鹽的有機溶液。
作為電動汽車最新也是最佳的車用蓄電池選擇，鋰離子電池相對于鎳氫電池與鉛酸電池有以下十個優(yōu)點。
1)鋰離子電池單體標稱電壓高達3.6V，是鎳氫電池的3倍，鉛酸電池的近2倍。
2)鋰離子電池重量輕，比能量大，高達150W．h/kg，是鎳氫電池的2倍，鉛酸電池的4倍，因此重量是相同能量的鉛酸電池的三分之一到四分之一，這個特點是鋰離子電池作為車用動力蓄電池的一個十分大的優(yōu)勢。
3)鋰離子電池體積小，高達400W·h／L，因此體積是相同能量的鉛酸電池的二分之一到三分之一，提供了更合理的結(jié)構(gòu)和更美觀的外形的設(shè)計條件，設(shè)計空間和可能性，為電動汽車合理高效的整車布置保證。
4)鋰離子電池循環(huán)壽命長，循環(huán)次數(shù)可達1 000次，以容量保持60%計算，電池組100%充放電循環(huán)次數(shù)可以達到600次以上，使用年限可達3～5年，壽命約為鉛酸電池的兩到三倍。
5)鋰離子電池自放電率低，每月不到5%，是鎳氫電池的六分之一。
6)鋰離子電池允許工作溫度寬，低溫性能好，鋰離子電池可在一20～55℃之間工作。
7)鋰離子電池?zé)o記憶效應(yīng)，而鎳氫電池有輕微的記憶效應(yīng)。所以鋰離子電池每次充電前不必像鎳氫電池一樣需要放電，可以隨時隨地進行充電。電池充放電深度，對電池的壽命影響不大，可以全充全放。
8)鋰離子電池中基本不存在有毒物質(zhì)，無污染，比鉛酸電池綠色環(huán)保。
9)鋰離子動力電池的主要材料鋰(Li)、錳(Mn）、鐵（Fe）、釩（V）等在我國都是富產(chǎn)資源，為鋰電汽車提供了材料保證，也對成本的控制起到相當(dāng)大的作用。
10)我國的小功率鋰離子電池早已經(jīng)產(chǎn)業(yè)化，形成了上下游結(jié)合的產(chǎn)業(yè)鏈．鋰離子動力電池技術(shù)已經(jīng)達到國際先進水平，產(chǎn)業(yè)化條件也基本成熟。
因此，我們認為，無論是鋰離子本身特點，還是我國目前的現(xiàn)狀，發(fā)展鋰離子動力電池都將是我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)化的主要方向。
