中心議題：

• 電動汽車對電池的基本要求
• 當前的電動汽車動力電池簡介

汽車工業的迅速發展，推動了全球機械、能源等工業的進步以及經濟
、交通等方麵的發展
，同時也極大的方便了人們的生活。但是，傳統的內燃機汽車所固有的消耗能源、汙染環境的缺陷也一直影響和困撓著人們的生活及社會的發展，隨著社會的進步和科技的發展，隨著保護環境
、節約資源的呼聲日益高漲，新一代電動汽車作為無汙染
、能源可多樣化配置的新型交通工具，近些年來引起了人們的普遍關注並得到了極大的發展。北京要把2008年奧運會辦成一屆綠色的奧運會，其中的一項工作就是要用環保型的電動汽車來替代目前的內燃機汽車。

電動汽車以電力驅動，行駛無排放（或低排放），噪音低，能量轉化效率比內燃機汽車高很多

，同時電動汽車還具有結構簡單、運行費用低等優點
，安全性也優於內燃機汽車。但電動汽車目前還存在價格較高、續駛裏程較短、動力性能較差等問題，而這些問題都是和電源技術密切相關的，電動汽車實用化的難點仍然在於電源技術，特別是電池（化學電源）技術。目前製約電動汽車發展的關鍵因素是動力蓄電池不理想
，而開發電動汽車的競爭
，最重要的就在於開發車載動力電池的競爭。
電動汽車用動力蓄電池與一般啟動蓄電池不同，它是以較長時間的中等電流持續放電為主，間或以大電流放電（起動、加速時）
，並以深循環使用為主。

電動汽車對電池的基本要求可以歸納為以下幾點：
1
、高能量密度；
2、高功率密度；
3、較長的循環壽命；
4、較好的充放電性能
；
5、電池一致性好；
6、價格較低；
7、使用維護方便等。

當前研究開發的電動汽車動力電池主要包括鉛酸電池
、鎳金屬電池、鋰離子蓄電池、高溫鈉電池
、金屬空氣電池、超級電容
、飛輪電池以及具有更好發展遠景的燃料電池和太陽能電池。

1

、鉛酸電池

鉛酸電池已有１００多(duo)年(nian)的(de)曆(li)史(shi)，廣(guang)泛(fan)用(yong)作(zuo)內(nei)燃(ran)機(ji)汽(qi)車(che)的(de)起(qi)動(dong)動(dong)力(li)源(yuan)，它(ta)也(ye)是(shi)成(cheng)熟(shu)的(de)電(dian)動(dong)汽(qi)車(che)蓄(xu)電(dian)池(chi)。鉛(qian)酸(suan)電(dian)池(chi)正(zheng)負(fu)電(dian)極(ji)分(fen)別(bie)為(wei)二(er)氧(yang)化(hua)鉛(qian)和(he)鉛(qian)
，電(dian)解(jie)液(ye)為(wei)硫(liu)酸(suan)。鉛(qian)酸(suan)電(dian)池(chi)又(you)可(ke)以(yi)分(fen)為(wei)兩(liang)類(lei)
，即(ji)注(zhu)水(shui)式(shi)鉛(qian)酸(suan)電(dian)池(chi)和(he)閥(fa)控(kong)式(shi)鉛(qian)酸(suan)電(dian)池(chi)。前(qian)者(zhe)價(jia)廉(lian)，但(dan)需(xu)要(yao)經(jing)常(chang)維(wei)護(hu)，補(bu)充(chong)電(dian)解(jie)液(ye)；後hou者zhe通tong過guo安an全quan控kong製zhi閥fa自zi動dong調tiao節jie密mi封feng電dian池chi體ti內nei在zai充chong電dian或huo工gong作zuo異yi常chang時shi產chan生sheng的de多duo餘yu氣qi體ti
，免mian維wei護hu

，更geng符fu合he電dian動dong汽qi車che的de要yao求qiu。總zong體ti上shang說shuo
，鉛qian酸suan電dian池chi具ju有you可ke靠kao性xing好hao、原材料易得、價格便宜等優點
，比功率也基本上能滿足電動汽車的動力性要求。但它有兩大缺點；一是比能量低，所占的質量和體積太大
，且一次充電行駛裏程較短
；另ling一yi個ge是shi使shi用yong壽shou命ming短duan

，使shi用yong成cheng本ben過guo高gao。由you於yu鉛qian酸suan電dian池chi的de技ji術shu比bi較jiao成cheng熟shu，經jing過guo進jin一yi步bu改gai進jin後hou的de鉛qian酸suan電dian池chi仍reng將jiang是shi近jin期qi電dian動dong汽qi車che的de主zhu要yao電dian源yuan，正zheng在zai開kai發fa的de電dian動dong汽qi車che用yong先xian進jin鉛qian酸suan電dian池chi主zhu要yao有you以yi下xia幾ji種zhong：水平鉛酸電池、雙極密封鉛酸電池
、卷式電極鉛酸電池等。

2
、鎳金屬電池

目前在電動汽車上使用的鎳金屬電池主要有鎘鎳電池和氫鎳電池兩種。鎘鎳電池和鉛酸電池相比，能夠達到比能量55Wh/kg
，比功率200W/kg
，循環壽命2000次，而且可以快速充電
，雖說其價格為鉛酸蓄電池的4～5倍(bei)

，但(dan)由(you)於(yu)其(qi)在(zai)比(bi)能(neng)量(liang)和(he)使(shi)用(yong)壽(shou)命(ming)方(fang)麵(mian)的(de)優(you)勢(shi)
，因(yin)此(ci)其(qi)長(chang)期(qi)的(de)實(shi)際(ji)使(shi)用(yong)成(cheng)本(ben)並(bing)不(bu)高(gao)。但(dan)由(you)於(yu)其(qi)含(han)有(you)重(zhong)金(jin)屬(shu)鎘(ge)
，在(zai)使(shi)用(yong)中(zhong)不(bu)注(zhu)意(yi)回(hui)收(shou)的(de)話(hua)，就(jiu)會(hui)形(xing)成(cheng)環(huan)境(jing)汙(wu)染(ran)，目(mu)前(qian)許(xu)多(duo)發(fa)達(da)國(guo)家(jia)都(dou)已(yi)限(xian)製(zhi)發(fa)展(zhan)和(he)使(shi)用(yong)鎘(ge)鎳(nie)電(dian)池(chi)。而(er)氫(qing)鎳(nie)電(dian)池(chi)則(ze)是(shi)一(yi)種(zhong)綠(lv)色(se)鎳(nie)金(jin)屬(shu)電(dian)池(chi)
，它(ta)的(de)正(zheng)負(fu)極(ji)分(fen)別(bie)為(wei)鎳(nie)氫(qing)氧(yang)化(hua)物(wu)和(he)儲(chu)氫(qing)合(he)金(jin)材(cai)料(liao)，不(bu)存(cun)在(zai)重(zhong)金(jin)屬(shu)汙(wu)染(ran)問(wen)題(ti)
，且(qie)其(qi)在(zai)工(gong)作(zuo)過(guo)程(cheng)中(zhong)不(bu)會(hui)出(chu)現(xian)電(dian)解(jie)液(ye)增(zeng)減(jian)現(xian)象(xiang)
，電(dian)池(chi)可(ke)以(yi)實(shi)現(xian)密(mi)封(feng)設(she)計(ji)。鎳(nie)氫(qing)電(dian)池(chi)在(zai)比(bi)能(neng)量(liang)、比功率及循環壽命等方麵都比鎘鎳電池有所提高，使用氫鎳電池的電動汽車一次充電後的續駛裏程曾經達到過600gongli
，muqianzaioumeiyishixianlepiliangshengchanheshiyong。qingniedianchijiuqigongzuoyuanlihetedianshishihediandongqicheshiyongde，tayibeilieweijinqihezhongqidiandongqicheyongshouxuandonglidianchi，danqihaicunzaijiagetaigao，junyunxingjiaocha（特別是在高速率、深放電下電池之間的容量和電壓差較大），自放電率較高
，性能水平和現實要求還有差距等問題
，這些問題都影響著氫鎳電池在電動汽車上的廣泛使用。
[page]
3、鋰離子蓄電池

鋰離子蓄電池是90年(nian)代(dai)發(fa)展(zhan)起(qi)來(lai)的(de)高(gao)容(rong)量(liang)可(ke)充(chong)電(dian)電(dian)池(chi)，能(neng)夠(gou)比(bi)氫(qing)鎳(nie)電(dian)池(chi)存(cun)儲(chu)更(geng)多(duo)的(de)能(neng)量(liang)，比(bi)能(neng)量(liang)大(da)，循(xun)環(huan)壽(shou)命(ming)長(chang)，自(zi)放(fang)電(dian)率(lv)小(xiao)，無(wu)記(ji)憶(yi)效(xiao)應(ying)和(he)環(huan)境(jing)汙(wu)染(ran)，是(shi)當(dang)今(jin)各(ge)國(guo)能(neng)量(liang)存(cun)儲(chu)技(ji)術(shu)研(yan)究(jiu)的(de)熱(re)點(dian)，主(zhu)要(yao)集(ji)中(zhong)在(zai)大(da)容(rong)量(liang)、changshoumingheanquanxingsangefangmiandeyanjiu。lilizixudianchizhong，lilizizaizhengfujicailiaojinggezhongkeyiziyoukuosan
，dangdianchichongdianshi
，lilizicongzhengjizhongtuochu，qianrudaofujizhong，fanzhiweifangdianzhuangtai，jizaidianchichongfangdianxunhuanguochengzhong，jiezhuyudianjieye，lilizizaidianchideliangjijianwangfuyundongyichuandidianneng。lilizixudianchidedianjiweilijinshuyanghuawuhechulitancailiao
，genjudianjiezhidebutong
，lilizixudianchiyibankefenweililizidianchihelijuhewudianchiliangzhong。

4
、高溫鈉電池

高溫鈉電池主要包括鈉氯化鎳電池（NaNiCl2）和鈉硫蓄電池兩種。鈉氯化鎳電池是1978年發明的，其正極是固態NiCl2
，負極為液態Na

，電解質為固態β-Al2O2陶瓷，充放電時鈉離子通過陶瓷電解質在正負電極之間漂移。鈉氯化鎳電池是一種新型高能電池，它具有比能量高（超過100Wh/kg）
，無自放電效應，耐過充
、過放電，可快速充電
，安全可靠等優點，但是其工作溫度高（250-350℃）
，而且內阻與工作溫度
、電(dian)流(liu)和(he)充(chong)電(dian)狀(zhuang)態(tai)有(you)關(guan)，因(yin)此(ci)需(xu)要(yao)有(you)加(jia)熱(re)和(he)冷(leng)卻(que)管(guan)理(li)係(xi)統(tong)。而(er)鈉(na)硫(liu)蓄(xu)電(dian)池(chi)也(ye)是(shi)近(jin)期(qi)普(pu)遍(bian)看(kan)好(hao)的(de)電(dian)動(dong)汽(qi)車(che)蓄(xu)電(dian)池(chi)
，它(ta)已(yi)被(bei)美(mei)國(guo)先(xian)進(jin)電(dian)池(chi)聯(lian)合(he)體(ti)(USABC)列為中期發展的電動汽車蓄電池，鈉硫蓄電池具有高的比能量，但它的峰值功率較低
，而且這種電池的工作溫度近似300℃，熔融的鈉和硫有潛在的毒性，腐蝕也限製了電池的可靠性和壽命。

5、鋅空氣電池（Zinc-air）

鋅空氣電池是一種機械更換離車充電方式的高能電池
，正極為Zinc，負極為Carbon（吸收空氣中的氧氣），電解液為KOH。鋅空氣電池具有高比能量（200Wh/kg）
，免維護
、耐惡劣工作環境，清潔安全可靠等優點


，但是其具有比功率較小（90W/kg），不(bu)能(neng)存(cun)儲(chu)再(zai)生(sheng)製(zhi)動(dong)的(de)能(neng)量(liang)，壽(shou)命(ming)較(jiao)短(duan)，不(bu)能(neng)輸(shu)出(chu)大(da)電(dian)流(liu)及(ji)難(nan)以(yi)充(chong)電(dian)等(deng)缺(que)點(dian)。一(yi)般(ban)為(wei)了(le)彌(mi)補(bu)它(ta)的(de)不(bu)足(zu)
，使(shi)用(yong)鋅(xin)空(kong)氣(qi)電(dian)池(chi)的(de)電(dian)動(dong)汽(qi)車(che)還(hai)會(hui)裝(zhuang)有(you)其(qi)它(ta)電(dian)池(chi)（如鎳鎘蓄電池）以幫助起動和加速。

6
、超級電容

chaojidianrongshiweilemanzuhunhediandongqichenenglianghegonglvshishibianhuayaoqiuertichudeyizhongnengliangcunchuzhuangzhi，tashiyizhongdianhuaxuedianrong，jianjudianchihechuantongwulidianrongdeyoudian。chaojidianrongwangwangheqitaxudianchilianheyingyongzuoweidiandongqichededonglidianyuan，keyimanzudiandongqicheduigonglvdeyaoqiuerbujiangdixudianchidexingneng
，chaojidianrongdeshiyong
，jiangjianshaoqicheduixudianchidadianliufangdiandeyaoqiu，dadaojianshaoxudianchitijiheyanchangxudianchishoumingdemude。kaifagaobinengliang
、高比功率
、長壽命
、高效率和低成本的超級電容，可以提高商業化電動汽車動力性（特別是加速能力）

、經濟性和續駛裏程。根據電極材料的不同，超級電容可分為碳類超級電容（雙電層電化學電容）和金屬氧化物超級電容兩類。

7
、飛輪電池

飛輪電池是90niandaicaitichudexingainiandianchi，tatupolehuaxuedianchidejuxian，yongwulifangfashixianchuneng。feilundianchishiyizhongyidongnengfangshicunchunengliangdejixiedianchi，tayoudiandong/發電機
、功率轉換、電子控製

、飛輪、磁浮軸承和真空殼體等部分組成，具有高功率比
、高能量比、高效率、長壽命和環境適應性好等優點。飛輪電池中的電機
，在充電時該電機以電動機形式運轉
，在外電源的驅動下，電機帶動飛輪高速旋轉（可達到200000rpm）
，即用電給飛輪電池“充電”增加了飛輪的轉速從而增大其動能；放電時，電機則以發電機狀態運轉，在飛輪的帶動下對外輸出電能，完成機械能(動能)到電能的轉換。要開發適合電動汽車的實用性飛輪電池
，就必須進一步提高它的安全性和降低成本。

8、燃料電池

ranliaodianchishiyizhongjiangchucunzairanliaoheyanghuajizhongdehuaxuenengtongguodianjifanyingzhijiezhuanhuaweidiannengdefadianzhuangzhi
，tadejibenhuaxueyuanlishishuidianjiefanyingdeniguocheng，jiqingyangfanyingchanshengdian
、水和熱。它不需要燃燒、無轉動部件、無噪聲、運行壽命長
、可靠性高、維護性能好，實際效率能達到普通內燃機的2至3倍，加之其最終產物又是水，真正達到清潔、可再生、無排放的要求，是21世紀的首選能源。而且，燃料電池也不需要像其它電池那樣進行長時間的充電
，它隻需要像給汽車加油一樣補充燃料即可。據美國ABI調查公司預測，2011年全球燃料電池汽車的產量將達到240萬輛
，占世界汽車總產量的4.3％，日本政府也計劃在十年內普及燃料電池。2002年12月，日本豐田公司已向日本政府交付了第一批商用燃料電池電動汽車。燃料電池由正負電極
、催化層和電解質構成
，根據電解質的不同
，燃料電池可分為磷酸型、質子交換膜型、堿性型、熔融碳酸鹽型和固體氧化物型等幾種，目前隻有質子交換膜型燃料電池最適合電動汽車使用，我國研製成功的“中國氫動力首號車”使用的就是質子交換膜型燃料電池。一套較完整的燃料電池係統由以下幾個部分組成：燃料處理部分
、燃料電池
、直流交流轉換器和熱能管理部分。

9、太陽能電池

太陽能電池是一種把光能轉換為電能的裝置，太陽能已廣泛用於照明、家用電器、發電

、交通信號、地質、航天等領域。目前，部分機構也已研製出了使用太陽能電池的電動汽車樣車

，但是由於太陽能電池還存在光電轉換效率不高
、價格太高
、電池係統配置較複雜等問題，近期內隻能作為電動汽車的補充電源
，還不能大規模的生產應用，但太陽能作為最清潔的
、取之不盡用之不竭的能源
，對它的研究和應用必將會取得長足的進步。

當(dang)前(qian)電(dian)動(dong)汽(qi)車(che)正(zheng)處(chu)於(yu)又(you)一(yi)次(ci)發(fa)展(zhan)高(gao)潮(chao)，電(dian)動(dong)汽(qi)車(che)技(ji)術(shu)的(de)全(quan)麵(mian)發(fa)展(zhan)，重(zhong)點(dian)在(zai)能(neng)量(liang)存(cun)儲(chu)技(ji)術(shu)和(he)動(dong)力(li)驅(qu)動(dong)係(xi)統(tong)技(ji)術(shu)兩(liang)個(ge)方(fang)麵(mian)。電(dian)動(dong)汽(qi)車(che)動(dong)力(li)驅(qu)動(dong)係(xi)統(tong)技(ji)術(shu)發(fa)展(zhan)相(xiang)對(dui)較(jiao)快(kuai)，因(yin)此(ci)隨(sui)著(zhe)能(neng)量(liang)存(cun)儲(chu)技(ji)術(shu)的(de)發(fa)展(zhan)和(he)突(tu)破(po)，隨(sui)著(zhe)低(di)成(cheng)本(ben)、高能量密度、高功率密度的動力電池和低成本、質量輕
、體積小的燃料電池商品化的實現，電動汽車必將成為21世紀的主流交通工具。