電動車用大型蓄電池現(xiàn)狀及發(fā)展（一）

www.xinrong189.com 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(xiàn)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(fā)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(fā)展中國家），伴隨人口的增加，糧食、能源以及環(huán)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(xiàn)有的儲量僅能開采30～45年，若從人口的增長與產業(yè)發(fā)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(huán)境的污染等問題。因此，率先在交通系統(tǒng)減少對石油的依賴，加速對新能源和無污染電動車的開發(fā)，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(fā)，欲取得商業(yè)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(fā)的電動車用大型蓄電池的現(xiàn)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(fā)聯(lián)合體制定了電動車用鉛酸蓄電池的發(fā)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(fā)生。 1．1．1 板柵合金的改進目前所開發(fā)的密閉、免維護EV用鉛酸蓄電池的循環(huán)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(huán)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(yōu)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(huán)節(jié)。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(tǒng)，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(xié)會所制定的技術標準。