電動車用大型蓄電池現狀及發展（一）

www.diaoyou.cc 來源：電動車信息網　　　電動車商情網作者：俠名類別：電動車維修時間：2005-11-5

摘要：簡述了電動車用蓄電池的研究現狀，著重討論了電動車用鉛酸電池、鎳氫和鋰離子電池的技術發展。目前全世界(Mondi)人口總數已達60億，估計到2050年將突破100億（主要來自于發展中國家），伴隨人口的增加，糧食、能源以及環境污染等都將給社會帶來巨大的壓力。如能源問題之一的石油，據推測現有的儲量僅能開采30～45年，若從人口的增長與產業發展的關系來推測，到2050年，全世界(Mondi)的汽車總量將達30億臺（目前的擁有總量為６億臺），隨之而來的便是能源的消耗和環境的污染等問題。因此，率先在交通系統減少對石油的依賴，加速對新能源和無污染電動車的開發，已在世界(Mondi)各國相繼提出。目前的研究結果表明，不管是對電動汽車或是電動助動車的開發，欲取得商業上的成功，就整體技術難度而言，最關鍵的仍是動力電源。表1所示系目前已開發的電動車用大型蓄電池的現狀.以下所述僅為其中幾種電池的研究概要。１．鉛酸蓄電池　　　　　鉛酸蓄電池作為電動車電源，雖尚有許多不足，但由于其價格低廉，工藝成熟，特別是近年來密閉技術已日趨完善，所以鉛酸蓄電池在動力電源中仍占有一席之地。１．１電池的免維護及密封化 1992年3月國際鉛酸蓄電池開發聯合體制定了電動車用鉛酸蓄電池的發展目標，為了達到上述目標，首先就電池的免維護及密封技術，從以下幾個方面做了較多的研討： ① 改進電池結構使在正極產生的O2能順利向負極移動與H2結合，減緩內壓的上升。 ② 選用氫過電位高的板柵，減少H2的折出。 ③ 對安全閥進行改進，嚴防空氣中的O2進入。 ④ 電解質、載體及隔膜的選擇，讓電解質與電極界面有良好接觸，&127;有利電化學反應的發生。 1．1．1 板柵合金的改進目前所開發的密閉、免維護EV用鉛酸蓄電池的循環壽命都不及開口式的好。因為，為達密閉化的要求，電池的板柵多是采用了無Sb系列鉛鈣合金，由于其拉伸強度、&127;硬度等機械性能都較鉛銻合金差了許多。特別是在陽極板極化時，容易形成不均勻的晶間腐蝕，致使電池的容量和循環壽命都受到較大影響。性能的改進工作，主要是集中在合金的組成，鈣含量等兩個方面，有研究報道說，在電池中填充SiO2可以有效地控制晶間腐蝕。此外，通過在正極活性物質中加入各種添加劑，改善正極特性的研究也有新的進展，特別是在正極中加入導電性功能高分子材料，可有效控制充電電壓上升的研究，非常有意義。 1．1．2 負極的改進對于負極的研究，主要是集中在篩選添加劑，改善負極配方。常用的負極添加劑為木素，它的加入可使負極活性物質的微觀結構得以改善，增大電極的真實表面積，但是木素在高溫下易分解，溶于電解液中，使功效衰減，以致電動車在加速，爬坡等大電流放電時的特性下降。解決的方法多為優選添加劑，增加木素的用量，或是對木素改性。在負極活性物質中，碳黑的加入對充電接受能力的改良是有效的，均勻分布于活性物質中的碳微粒，可構成充電時電流通道網絡，促進PbSO4向Pb還原。 1．1．3 電池的裝配技術對于閥控式鉛酸電池，極板的裝配松緊度，是影響其性能的一個重要因素。極板、電解質溶液及載體間只有有效接觸，減小電化學反應阻抗，才能有較好的電化學特性。目前所用的電解質溶液載體多為玻璃纖維棉，當酸注入后，由于面表張力的作用，玻璃纖維棉的空隙收縮，松緊度下降，電池內阻增大，進而會影響電池的性能，圖3所示系電池在灌酸前后電池的松緊度變化。 1．2 電池的管理欲提高閥控密封鉛酸蓄電池的壽命特性，除需對上述技術要素進行改進外，電池的使用管理也是一個很重的環節。通常有兩點：即電池的充電法和電池的溫升控制，在可能的條件下，若能把電池的溫升降到最低，會有利于電池的壽命提高，若有適當的冷卻系統，大電流快速充電，電池的壽命可大幅度提高。 1．3 電池的標準化與性能評價為了EV的普及,電池的標準化和完整的電池評價體系都是必不可少的。表3所示系美國和日本電動車協會所制定的技術標準。