純電動(dòng)車用鉛蓄電池

早期純電動(dòng)車用的開口式鉛蓄電池采用了“八·五”規(guī)劃期間的研究成果,已取得了可用19個(gè)月(12萬公里)的成功經(jīng)驗(yàn),關(guān)鍵是積累了控制好充電方式、放電深度、及時(shí)補(bǔ)水等一套系統(tǒng)匹配的工作經(jīng)驗(yàn)和精心維護(hù)的經(jīng)驗(yàn)。近年來四輪微型電動(dòng)車(包括游覽車、巡邏車、高爾夫球車、短距離道路車等)發(fā)展很快,車上采用的大多是開口式鉛蓄電池。相應(yīng)型號的電池受到蓄電池制造廠家的青睞。

電動(dòng)車采用的是閥控式密封鉛蓄電池新產(chǎn)品,其性能為:3h率容量55Ah;3h率下比能量為33Wh/kg和84Wh/L;75%放電深度的循環(huán)壽命達(dá)到400次以上。相信電動(dòng)自行車用的閥控鉛蓄電池成功的經(jīng)驗(yàn)可推廣到純電動(dòng)車用閥控鉛蓄電池,性能將會(huì)有進(jìn)一步的提高。

混合電動(dòng)車用鉛蓄電池

現(xiàn)在混合電動(dòng)車基本分為3類:輕度混合型(即電動(dòng)系統(tǒng)主要用于起動(dòng)和回收制動(dòng)能量,即將在所有汽車上推廣的42V電系統(tǒng)屬于此型)、中度混合型(即電動(dòng)系統(tǒng)用于起動(dòng)、回收制動(dòng)能量和中、短距離的行駛)、重度混合型(即電動(dòng)系統(tǒng)用于起動(dòng)、回收制動(dòng)能量和較長距離的行駛,也稱為“Plug-in”)。

在國內(nèi)外文獻(xiàn)中已明確:在輕度混合的電動(dòng)汽車中,閥控鉛蓄電池是有優(yōu)勢的,主要因其成本低,技術(shù)成熟,性能可靠;中度混合的電動(dòng)汽車用的閥控鉛蓄電池,ALABC(先進(jìn)鉛酸蓄電池聯(lián)合體)正在組織研制,準(zhǔn)備與MH-Ni蓄電池爭奪中度混合電動(dòng)汽車的市場,現(xiàn)已推出并進(jìn)行了車上試驗(yàn)的卷繞式雙極耳電池和TMF(金屬薄膜)電池;在重度混合的電動(dòng)汽車領(lǐng)域,鉛蓄電池的比能量低,無法滿足電動(dòng)系統(tǒng)較長距離的行駛要求。

膠體蓄電池

是對液態(tài)電解質(zhì)的普通鉛酸蓄電池的改進(jìn)。它采用凝膠狀電解質(zhì)，內(nèi)部無游離的液體存在,在同等體積下電解質(zhì)容量大，熱容量大，熱消散能力強(qiáng)，能避免一般蓄電池易產(chǎn)生的熱失控現(xiàn)象；電解質(zhì)濃度低，對極板腐蝕弱；濃度均勻，不存在酸分層的現(xiàn)象。

鎳氫蓄電池

（Ni-MH）

鎳氫蓄電池是九十年代涌現(xiàn)出的電池家族中新秀，發(fā)展迅猛。Ni-MH電池的電極反應(yīng)為：

正極：Ni(OH)2+OH-=NiOOH+H2O+e-

負(fù)極：M+H2O+e=MHab+OH-Ni(OH)2+M=NiOOH+MHab

它和鎳鎘蓄電池同屬堿性蓄電池，只是以吸藏氫氣的合金材料（mh）取代鎳鎘蓄電池中的負(fù)極材料鎘cd、電動(dòng)勢仍為1.32v。它具備鎳鎘蓄電池的所有優(yōu)異特性，而且能量密度還高于鎳鎘蓄電池。主要優(yōu)點(diǎn)是：比能量高（一次充電可行使的距離長）；比功率高，在大電流工作時(shí)也能平穩(wěn)放電（加速爬坡能力好）；低溫放電性能好；循環(huán)壽命長；安全可靠，免維護(hù)；無記憶效應(yīng)；對環(huán)境不存在任何污染問題，可再生利用，符合持續(xù)發(fā)展的理念。但是，Ni-MH蓄電池成本太高，價(jià)格昂貴。

鋰離子電池

鋰離子電池是1990年由日本索尼公司首先推向市場的新型高能蓄電池。其優(yōu)點(diǎn)是比能量高，是當(dāng)前比能量最高的蓄電池。已經(jīng)在便攜式信息產(chǎn)品中獲得推廣應(yīng)用。

鋰離子電池被普遍認(rèn)為具有如下的優(yōu)點(diǎn)：比能量大；比功率高；自放電??；無記憶效應(yīng)；循環(huán)特性好；可快速放電，且效率高；工作溫度范圍寬；無環(huán)境污染等，因此有望進(jìn)入21世紀(jì)最好的動(dòng)力電源行列。預(yù)計(jì)在2006～2012年期間，當(dāng)鋰離子電池進(jìn)一步發(fā)展時(shí)，MH/Ni蓄電池的市場份額將縮小。鋰離子市場份額將會(huì)擴(kuò)大。已經(jīng)有采用鋰離子蓄電池的電動(dòng)自行車產(chǎn)品出售。

在安全性好、循環(huán)性能好、比容量高的新型價(jià)廉正極材料發(fā)展的推動(dòng)下,電動(dòng)自行車用的鋰離子蓄電池已接近實(shí)用。有幾家已可提供較成熟的、裝有電池管理系統(tǒng)(BMS)的電動(dòng)自行車用鋰離子蓄電池。也有專門生產(chǎn)用鋰離子蓄電池的電動(dòng)自行車廠家。筆者認(rèn)為電動(dòng)自行車用的鋰離子蓄電池將是首先商業(yè)化、大批量在車上使用的動(dòng)力型電池;它將是繼鉛蓄電池之后所占比例較大的實(shí)用化電池,也將成為用于高端電動(dòng)自行車產(chǎn)品的電池。關(guān)于大型鋰離子蓄電池在純電動(dòng)轎車和電動(dòng)巴士,以及在混合電動(dòng)車上試用,展覽示范的已有不少報(bào)道。根據(jù)現(xiàn)在的鋰離子蓄電池發(fā)展水平和經(jīng)驗(yàn),認(rèn)為電動(dòng)自行車用48V10Ah以下電池組的安全性是有保障的,但大型鋰離子蓄電池要在商業(yè)化電動(dòng)車輛上使用還要做許多艱苦的工作,其原因主要是:純電動(dòng)轎車和電動(dòng)巴士,以及混合電動(dòng)車上使用的電池?cái)?shù)量多、系統(tǒng)復(fù)雜,安全性難度更大,對可靠性和一致性的要求更高,價(jià)格太高等。曾經(jīng)報(bào)道過深圳比亞迪要在2005年提供200輛以鋰離子蓄電池為動(dòng)力源的電動(dòng)轎車組成出租車隊(duì)之事,現(xiàn)在已推遲到2007年了。

燃料電池

燃料電池將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)換成電能供給電動(dòng)機(jī)來驅(qū)動(dòng)車輛。它的主要優(yōu)點(diǎn)是:效率高,可節(jié)省燃料;零排放;噪音小等,特別適合于做車輛動(dòng)力源。氫燃料電池車將是理想的、最終取代以石油產(chǎn)品為燃料的汽車。

鋅-鎳蓄電池(Zn-Ni)

Zn-Ni蓄電池曾被認(rèn)為是應(yīng)提倡的電動(dòng)車用蓄電池。從4~5年的市場篩選來看,在商業(yè)化的電動(dòng)車上幾乎沒有使用。這主要是由于Zn-Ni蓄電池的價(jià)格貴(每VAh要2.5~4元,為鉛蓄電池的4~6倍);循環(huán)過程中,初期容量衰減率大,影響了蓄電池組實(shí)際可使用的壽命。另外,鋰離子蓄電池的迅速發(fā)展和價(jià)格降低,使Zn-Ni蓄電池在電動(dòng)車上應(yīng)用更加缺乏競爭力。[1]

鋅空氣電池

鋅空電池是金屬-空氣電池的一種,屬于半燃料電池范疇。它有比能量高、原材料豐富、價(jià)格不高、無污染等優(yōu)點(diǎn),被認(rèn)為是電動(dòng)車用電池的有競爭力的候選者。