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
；lingyigeshishiyongshoumingduan，shiyongchengbenguogao。youyuqiansuandianchidejishubijiaochengshu，jingguojinyibugaijinhoudeqiansuandianchirengjiangshijinqidiandongqichedezhuyaodianyuan，zhengzaikaifadediandongqicheyongxianjinqiansuandianchizhuyaoyouyixiajizhong：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600公(gong)裏(li)，目(mu)前(qian)在(zai)歐(ou)美(mei)已(yi)實(shi)現(xian)了(le)批(pi)量(liang)生(sheng)產(chan)和(he)使(shi)用(yong)。氫(qing)鎳(nie)電(dian)池(chi)就(jiu)其(qi)工(gong)作(zuo)原(yuan)理(li)和(he)特(te)點(dian)是(shi)適(shi)合(he)電(dian)動(dong)汽(qi)車(che)使(shi)用(yong)的(de)，它(ta)已(yi)被(bei)列(lie)為(wei)近(jin)期(qi)和(he)中(zhong)期(qi)電(dian)動(dong)汽(qi)車(che)用(yong)首(shou)選(xuan)動(dong)力(li)電(dian)池(chi)
，但(dan)其(qi)還(hai)存(cun)在(zai)價(jia)格(ge)太(tai)高(gao)，均(jun)勻(yun)性(xing)較(jiao)差(cha)（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。
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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）
，bunengcunchuzaishengzhidongdenengliang，shoumingjiaoduan

，bunengshuchudadianliujinanyichongdiandengquedian。yibanweilemibutadebuzu，shiyongxinkongqidianchidediandongqichehaihuizhuangyouqitadianchi（如鎳鎘蓄電池）以幫助起動和加速。

6、超級電容

超chao級ji電dian容rong是shi為wei了le滿man足zu混hun合he電dian動dong汽qi車che能neng量liang和he功gong率lv實shi時shi變bian化hua要yao求qiu而er提ti出chu的de一yi種zhong能neng量liang存cun儲chu裝zhuang置zhi，它ta是shi一yi種zhong電dian化hua學xue電dian容rong，兼jian具ju電dian池chi和he傳chuan統tong物wu理li電dian容rong的de優you點dian。超chao級ji電dian容rong往wang往wang和he其qi它ta蓄xu電dian池chi聯lian合he應ying用yong作zuo為wei電dian動dong汽qi車che的de動dong力li電dian源yuan
，可ke以yi滿man足zu電dian動dong汽qi車che對dui功gong率lv的de要yao求qiu而er不bu降jiang低di蓄xu電dian池chi的de性xing能neng，超chao級ji電dian容rong的de使shi用yong
，將jiang減jian少shao汽qi車che對dui蓄xu電dian池chi大da電dian流liu放fang電dian的de要yao求qiu，達da到dao減jian少shao蓄xu電dian池chi體ti積ji和he延yan長chang蓄xu電dian池chi壽shou命ming的de目mu的de。開kai發fa高gao比bi能neng量liang、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90年(nian)代(dai)才(cai)提(ti)出(chu)的(de)新(xin)概(gai)念(nian)電(dian)池(chi)，它(ta)突(tu)破(po)了(le)化(hua)學(xue)電(dian)池(chi)的(de)局(ju)限(xian)，用(yong)物(wu)理(li)方(fang)法(fa)實(shi)現(xian)儲(chu)能(neng)。飛(fei)輪(lun)電(dian)池(chi)是(shi)一(yi)種(zhong)以(yi)動(dong)能(neng)方(fang)式(shi)存(cun)儲(chu)能(neng)量(liang)的(de)機(ji)械(xie)電(dian)池(chi)，它(ta)由(you)電(dian)動(dong)/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。

dangqiandiandongqichezhengchuyuyouyicifazhangaochao，diandongqichejishudequanmianfazhan，zhongdianzainengliangcunchujishuhedongliqudongxitongjishulianggefangmian。diandongqichedongliqudongxitongjishufazhanxiangduijiaokuai
，yincisuizhenengliangcunchujishudefazhanhetupo，suizhedichengben、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。