用于電動自行車的四種動力蓄電池的介紹

www.mydingqi.com 來源：電動車商情網　　　電動車商情網作者：俠名類別：電動車維修時間：2005-12-14

目前能夠被電動自行采用的有以下四種動力蓄電池，即閥控鉛酸免維護蓄電池、膠體鉛酸蓄電池、鎳氫蓄電池和鋰離子蓄電池。 1、鉛酸蓄電池目前市場(Rialto)上能夠大量提供的是鉛酸蓄電池，鉛酸蓄電池已經有130年的歷史了，可以說是使用最多的蓄電池。它的性能可靠，生產工藝成熟，價格也較低。目前已商品化的電動自行車的絕大多數(shù)是使用的密封式鉛酸蓄電池，使用中不需要補充水分，免維護。其主要化學反應是： PbO2+2H2SO4+Pb←充電、放電→ PhSO4+2H2O+PhSO4 鉛酸蓄電池充電時變成硫酸鉛的陰陽兩極的海綿狀鉛把固定在其中的硫酸成分釋放到電解液中，分別變成海綿狀鉛和氧化鉛，電解液中的硫酸濃度不斷變大；反之放電時陽極中的氧化鉛和陰極板上的海綿狀鉛與電解液中的硫酸發(fā)生反應變成硫酸鉛，而電解液中的硫酸濃度不斷降低。當鉛酸蓄電池充電不足時，陰陽兩極板的硫酸鉛不能完全轉化變成海綿狀鉛和氧化鉛，如果長期充電不足，則會造成硫酸鉛結晶，使極板硫化，電池品質變劣；反之如果電池過度充電，陽極產生的氧氣量大于陰極的吸附能力，使得蓄電池內壓增大，導致氣體外溢，電解液減少，還可能導致活性物質軟化或脫落，電池壽命大大縮短。鉛酸蓄電池重量比能量為28-40 Wh/Kg，體積比能量64-72 Wh/I，太重、太大，而能提供的電能較少，使用壽命較短，作為電動自行車的動力電源一般只能夠使用一年左右，若是性能差或使用不當?shù)闹挥卸⑷齻€月。此外，鉛酸蓄電池還有深度放電能力和低溫放電能力較差，不能快速充電（但是近來在鉛酸蓄電池的快速充電的研究方面已有些進展）等缺點。鉛酸蓄電池的改進型——膠體鉛酸蓄電池，用膠體電解液代換硫酸電解液，在安全性、蓄電量、放電性能和使用壽命等方面較普通鉛酸蓄電池有改善。但是總而言之，從長遠看，鉛酸蓄電池在電動車上的利用前景不佳。報廢的鉛酸蓄電池因廢棄會造成二次污染，這也是有些地方政府不肯支持電動自行車大量上路的重要原因之一。 2、膠體鉛酸蓄電池膠體蓄電池是對液態(tài)電解質的普通鉛酸蓄電池的改進。它采用凝膠狀電解質，內部無游離的液體存在, 在同等體積下電解質容量大，熱容量大，熱消散能力強，能避免一般蓄電池易產生的熱失控現(xiàn)象；電解質濃度低，對極板腐蝕弱；濃度均勻，不存在酸分層的現(xiàn)象。上述改進使其在多項重要性能優(yōu)于閥控式鉛酸免維護蓄電池，例如：使用性能穩(wěn)定，可靠性高，使用壽命長，對環(huán)境溫度的適應能力（高、低溫）強，承受長時間放電能力、循環(huán)放電能力、深度放電及大電流放電能力強，有過充電及過放電自我保護，電池在100%放電后仍可繼續(xù)接在負載上，在幾周內充電仍可恢復至原容量等等優(yōu)點。 3、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(Familia)中新秀，發(fā)展迅猛。Ni-MH電池的電極反應為：正極：Ni(OH)2+OH-= NiOOH+H20 +e- 負極：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極材料鎘cd、電動勢仍為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；無記憶效應；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，價格昂貴。 4、鋰離子電池鋰是世界(Mondi)最輕的金屬，構成電池時，輸出電壓近4v。鋰離子電池是1990年由日本索尼公司首先推向市場(Rialto)的新型高能蓄電池。其優(yōu)點是比能量高，是當前比能量最高的蓄電池。已經在便攜式信息產品中獲得推廣應用。1995年，索尼公司又開發(fā)成功用于電動車的鋰離子蓄電池，共分兩種類型：一種是用于純電動車（EV）容量為100Ah的圓柱形單體電池，稱為高能型鋰離子蓄電池；另一種是用于混合動力車（HEV），容量為22Ah，8只串聯(lián)成電池模塊，但其輸出功率為前者的2.7倍，稱為高功率型鋰離子電池。高能型電池已于1996年裝在日產汽車公司開發(fā)的第一輛鋰離子電動汽車上（日產Al-traEV），在北京第一屆國際電動車展覽會上展出。該車一次充電可行駛200km，最高時速120Km/h。鋰離子電池被普遍認為具有如下的優(yōu)點：比能量大；比功率高；自放電小；無記憶效應；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，因此有望進入21世紀最好的動力電源行列。預計在2006～2012 年期間，當鋰離子電池進一步發(fā)展時，MH/Ni蓄電池的市場(Rialto)份額將縮小。鋰離子市場(Rialto)份額將會擴大。目前也已經有采用鋰離子蓄電池的電動自行車產品出售。由于鎳氫蓄電池和鋰離子蓄電池是綠色蓄電池，不會因廢棄造成二次污染，容易被政府環(huán)保部門接受，并且有較好的出口前景，目前雖然價格比較貴，仍有較大降價空間，應該大力提倡。■