純電動汽車用蓄電池

早期純電動汽車用的開口式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個月(12萬公里)的成功相關(guān)經(jīng)驗,關(guān)鍵是積累了控制好充電方式、放電深度、及時補水等一套系統(tǒng)匹配的工作相關(guān)經(jīng)驗和精心維護的相關(guān)經(jīng)驗。近年來四輪微型電動汽車(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。

電動汽車采用的是閥控式密封蓄電池新產(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)壽命達到400次以上。相信電動自行車用的閥控蓄電池成功的相關(guān)經(jīng)驗可推廣到純電動汽車用閥控蓄電池,性能將會有進一步的提高。

混合電動汽車用蓄電池

現(xiàn)在混合電動汽車基本分為3類:輕度混合型(即電動系統(tǒng)重要用于起動和回收制動能量,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(即電動系統(tǒng)用于起動、回收制動能量和中、短距離的行駛)、重度混合型(即電動系統(tǒng)用于起動、回收制動能量和較長距離的行駛,也稱為Plug-in)。

在國內(nèi)外文獻中已明確:在輕度混合的電動汽車中,閥控蓄電池是有優(yōu)勢的,重要因其成本低,技術(shù)成熟,性能可靠;中度混合的電動汽車用的閥控蓄電池,ALABC(先進鉛酸蓄電池聯(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汽車的市場,現(xiàn)已推出并進行了車上試驗的卷繞式雙極耳電池和TMF(金屬薄膜)電池;在重度混合的電動汽車領(lǐng)域,蓄電池的比能量低,無法滿足電動系統(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。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，能防止一般蓄電池易出現(xiàn)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。重要優(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(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：比能量大；比功率高；自放電?。粺o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，因此有望進入21世紀(jì)最好的動力電源行列。預(yù)計在2006～2012年期間，當(dāng)鋰離子電池進一步發(fā)展時，MH/Ni蓄電池的市場份額將縮小。鋰離子市場份額將會擴大。已經(jīng)有采用鋰離子蓄電池的電動自行車產(chǎn)品出售。

在安全性好、循環(huán)性能好、比容量高的新型價廉正極材料發(fā)展的推動下,電動自行車用的鋰離子蓄電池已接近實用。有幾家已可供應(yīng)較成熟的、裝有電池管理系統(tǒng)(BMS)的電動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自行車廠家。筆者認(rèn)為電動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力型電池;它將是繼蓄電池之后所占比例較大的實用化電池,也將成為用于高端電動自行車產(chǎn)品的電池。有關(guān)大型鋰離子蓄電池在純電動轎車和電動巴士,以及在混合電動汽車上試用,展覽示范的已有不少報道。根據(jù)現(xiàn)在的鋰離子蓄電池發(fā)展水平和相關(guān)經(jīng)驗,認(rèn)為電動自行車用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)化電動汽車輛上使用還要做許多艱苦的工作,其原因重要是:純電動轎車和電動巴士,以及混合電動汽車上使用的電池數(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,價格太高等。曾經(jīng)報道過深圳比亞迪要在2005年供應(yīng)200輛以鋰離子蓄電池為動力源的電動轎車組成出租車隊之事,現(xiàn)在已推遲到2007年了。

燃料動力電池

燃料動力電池將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)換成電能供給電動機來驅(qū)動車輛。它的重要優(yōu)點是: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力源。氫燃料動力電池車將是理想的、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)提倡的電動汽車用蓄電池。從4~5年的市場篩選來看,在商業(yè)化的電動汽車上幾乎沒有使用。這重要是由于Zn-Ni蓄電池的價格貴(每VAh要2.5~4元,為蓄電池的4~6倍);循環(huán)過程中,初期容量衰減率大,影響了蓄電池組實際可使用的壽命。另外,鋰離子蓄電池的迅速發(fā)展和價格降低,使Zn-Ni蓄電池在電動汽車上應(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,屬于半燃料動力電池范疇。它有比能量高、原材料豐富、價格不高、無污染等優(yōu)點,被認(rèn)為是電動汽車用電池的有競爭力的候選者。