HDPE多孔加筋缠绕波纹管
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摘要：今天，能源危机和环境污染的日益严重使得世界各地都掀起了研制和开发电动车的热潮,电动车的蓬勃发展及远大前景，促进了电池技术的发展，世界各大汽车公司纷纷投巨资并采取结盟的方式研究各种类型的电池这其中包括第一代电池 （铅酸电池）、第二代电池 （镍氢镍电池）锂离子电池等。自混合电动车被广泛使用以来，人们一直探索着如何改进电动车用电池的性能,开发能量，效率更高、稳定性更好，电荷容量更大的新电池。现阶段，锂电池和燃料电池前景较为乐观，锂电池在电动车上大有取代铅酸电池．镍镉电池、镍氢电池之势。
关键词：电动车 电池
The research and development
of relevant technology of battery electric vehicle
Man Fang
The North University Of China Taiyuan Shanxi 030051
Abstract: The energy crisis and environment pollution becoming serious,people all over the world began to research and development of electric bicycle craze, the vigorous development of the electric car and prospect, has promoted the development of battery technology, the world's major car companies have invested a huge sum of money and take the way of alliance of various types of batteries including the first generation (battery lead-acid battery), the second generation battery(Ni MH battery） lithium ion battery and fuel cell. since the hybrid electric vehicle is widely used, people have been exploring how to improve the performance of the battery used in electric vehicle, the development of energy, higher efficiency, better stability, new battery,
charge capacity is greater at the present stability. the lithium battery is more optimistic, in the electric vehicle is to replace lead-acid batteries. Nickel cadmium battery, trend.
Key words: electric vehicle batteries
0 引言
电动车通常包括电动汽车、混合动力源电动车、电动摩托车、电动自行车及一切电动代步的休闲车等。由于世界范围石油资源匮乏与环境污染加剧，各种车辆能源结构的调整已成为全球关注和研究的热点。电动车代表了新一代环境协调型交通工具的发展方向[1]，车用动
力电池也将对21世纪的能源结构产生重大和深远的影响。我国对电动车的事业发展也十分重视，“十一五”计划和“十二五”规划中都将其列为重大科技项目。在“十二五”期间电动车事业有长足的发展。电池是电动车的能源，是影响电动车性能的关键部件，也是制约电动车
发展的关键。
1电动车用电池的工作原理
1电动车用铅酸蓄电池
已商品化的电动自行车的绝大多数是使用的密封式铅酸蓄电池，使用中不需要经常补充水分，免维护。其主要化学反应是：PbO2+2H2SO4+Pb←充电、放电→ PhSO4+2H2O+PhSO4铅酸蓄电池充电时变成硫酸铅的阴阳两极的海绵状铅把固定在其中的硫酸成分释放到电解液中，分别变成海绵状铅和氧化铅，电解液中的硫酸浓度不断变大；当铅酸蓄电池充电不足时，阴阳两极板的硫酸铅不能完全转化变成海绵状铅和氧化铅，如果长期充电不足，则会造成硫酸铅结晶，使极板硫化，电池品质变劣；
胶体蓄电池是对液态电解质的普通铅酸蓄电池的改进。它采用凝胶状电解质，内部无游离
的液体存在, 在同等体积下电解质容量大，热容量大，热消散能力强，能避免一般蓄电池易产生的热失控现象[2]；电解质浓度低，不存在酸分层的现象。
2镍氢蓄电池
镍氢蓄电池是九十年代涌现出的电池家族中新秀，发展迅猛[12]。镍氢电池的电极反应为：正极：Ni(OH)2+OH-= NiOOH+H20 +e-
负极 : M+H2O+e=MHab+OH-Ni(OH)2+M=NiOOH+MHab卷绕电池
镍氢电池采用卷绕结构，同现今使用的镉镍电池结构相似，其基本结构是由被隔膜隔开的正负极片构成，隔离的正负极片卷绕在一起被插入金属壳中，再注入少量电解液后将壳封口。
3镍锌电池的工作原理
锌镍电池由锌、氧化镍和质量浓度为25%～30%氢氧化钾溶液及隔膜等组成的。锌镍电池的电池反应机理:
2Ni(OH)2+Zn(OH)2＝
2NiOOH+Zn+2H2O
其正极组成为:氢氧化镍、镍粉和添加剂;负极组成为:氧化锌、锌粉、添加剂。通常锌电极由氧化锌、金属锌粉、添加剂和聚四氟乙烯乳液等混合滚压而成。
4锂电池工作原理
反应式：正极:
LiCoO2=(放电网络聚会)Li1-xCoO2+xe+Li+
负极:xLi++C+xe=LixC
锂离子电池的正极材料通常有锂的活性化合物组成，负极则是特殊分子结构的碳[4]。常见的正极材料主要成分为 LiCoO2 ，充电时，加在电池两极的电势迫使正极的化合物释出锂离子，嵌入负极分子排列呈片层结构的碳中。放电时，锂离子则从片层结构的碳中析出，重新和正极的化合物结合。锂离子的移动产生了电流。
5燃料电池工作原理
燃料电池是一种将储存在燃料和氧化剂中的化学能通过电极反应直接转化为电能的发电装置[3]。工作原理：将氢气送到燃料电池的阳极板（负极），经过催化剂（铂）的作用，氢原子中的一个电子被分离出来，失去电子的氢离子（质子）穿过质子交换膜，到达燃料电池阴极板（正极），而电子是不能通过质子交换膜的，这个电子，只能经外
部电路，到达燃料电池阴极板，从而在外电路中产生电流，，电子到达阴极板后，与氧原子和氢离子重新结合为水。
由于供应给阴极板的氧，可以从空气中获得，因此只要不断地给阳极板供应氢，给阴极板供应空气，并及时把水（蒸气）带走，就可以不断地提供电能[5]。
2电动车用电池的特点及其发展
1电动车用铅酸电池(第一代电池)终将退出历史舞台
汽车尾气抽排系统
铅酸电池的应用历史最长，也是最成熟，成本售价最低廉的电池[6]。当前存在的主要问
题是一次充电的行程短，一般在30～40 km；就是快速充电也要4～6 h,且质量能只有30Wh／kg.于是科学家们不断改进铅酸电池，在改进铅酸电池性能方面，人们现在已广泛使用免维护电池。为使使用铅酸电池更可靠，人们开发了胶体电池。胶体电池也是铅酸电池范畴的二次电池。胶体的状况会随着温度和电场的作用而变化。当电池放电时，胶体的凝聚性会更明显；充电时间过长，温度过高，特别是单格电压超过2．7V，胶体常常会发生水解，放出大量H2和O2并伴有硫酸和水外溢。它的性能、价格与铅酸电池差不多，但能保证电源使用的可靠性，随着人们对环保要求的深入，尽管胶体电池有许多优点，但终归也要退出历电舞台[5]。
2电动车用镍氢电池（第二代电池）将会有一席之地
镍氢电池是目前人们看好的第二代电池之一，是取代镍镉电池的产品，当然也是取代铅酸电池的产品。
镍氢电池在生产过程中，存在着烧结体技术和发泡体技术两种[11]。这种技术使电池的内电阻会大幅度减少，具有放电电压稳定和能进行大电流放电的特性。烧结体镍氢电池还具有电池不易老化，不需要预充电，以及低温放电特性比较
好等优点。而发泡镍电池的老化现象十
分明显，使用此种电池的放电电压不能低于0.9V，给用户的使用带来了极大的不方便。此外，发泡镍电池电压极不稳定，不能进行长时间存放和流通。这也给销售和用户造成很大负担。
3镍锌电池（第二代电池）可能是电动车的理想动力源
镍锌电池具有高质量能、高质量功率和大电流放电的优势。这种优势使得
镍锌电池能够满足电动车辆在一次充电行程、爬坡和加速等方面对能量的需求，且拥有无污染的特性，其质量能与镍氯电池相当，且具很长的使用寿命[4]，因此镍锌电池是一种极具竞争力的电池。从现在的价格看，镍锌还稍显贵些，目前镍锌电池价格比铅酸电池要高，比镍氢电池便宜；性能方面镍锌电池比铅酸优越，与镍氢电池差不多，目前全球锌镍电池商品化都不是很成功，但从长远看，它可能成为未来的理想电池。
4电动车用锂电池前景亮丽
锂电池可分为锂离子电池和锂分子(雪莲生发液高聚合物)电池两种，锂电池具有体积小，质量能和质量功率高．电压高、高安全性(固态)，环保性好和无污染性等优点。1990年以后，由于日本开发成功镍氢电池得到了人们的高度重视，应用量急速增加。[3]但自1994年日本新力电池公司推出锂离产电池后，人们又开始认同锂电池，一些镍氢电池企业纷纷转产生产锂电池。锂电池的能量密度(体积能和质量能)几乎是镍镉电池的2.5～3倍，也就是说在同样大小能量的情况下，锂电池的体积和质量可减小1／2左右单元电池的平均电压为3.6V，能减少电池组合体的数量，且大大延长电池合体的寿命随着技术的发展，锂电池的安全性被大大加强，在使用安全环保充储电效率等相继都有一些突破且锂电池价格不断在下降，锂电池的性能已日臻完善。
它将成为2l世纪电动车的主要电池。
5电动车用燃料电池
燃料电他的发展源远流长，几起几落，但其高效率、较长的供电时问、低噪声和不产生有害排放物等优点使其成为电动汽车动电源发展的终级目标。但从 目前来看．燃料电池汽车总体上仍处于研发阶段．近期中期不可能大发展
[7]，主要原目是成本高昂．系统复杂．维护困难，运行寿命短（<3000h),氢的来源和储运困难，加氢站等基础设施空白，铂的资源缺乏（以每辆车20g铂计算．我国每年4吨的铂只够解决80万辆燃料电池车)。
3电动车用电池发展状况
1全球电动车用电池发展状况
现阶段，日、美等发达国家主要采用氢镍电池[7]，并以进入高速发展成长期，锂离子金属手铐脚镣/锂聚合物等电池正趋向成熟走向市场化[9]。中国大陆电动汽车处于起步阶段，目前的电动车主要为电动自行车和专用车，95%左右仍采用传统的铅蓄电池；氢镍电池技术已趋于成熟逐步进入商品化阶段[8]，锂电池技术已取得突破，正在开发电动车领域里应用；燃料电池等新型电池仍处于试验阶段，商业化条件尚未成熟。
2世界先进电动车用电池的现状
丰田汽车在新能源汽车技术以及市场占有率方面领先于世界其它公司，尤其是混合电动车
与燃料电池电动车技术全球独占鳌头[13]。丰田使用的电池由丰田与松下的合资公司(PEVE)生产，单体电池具有以下特点：(1)正极材料使川能量密度较高的材料，节省空间，使用寿命长(2)负极石墨类材料表面涂覆了一层耐热层，即使因为某种原因【如极片毛刺或其它金属异物引起的电池内部短路等】，造成内部温度过高使铝箔融化或隔膜收缩，该耐热层仍然保持完
好，有效防止电池内部短路；(3)采用i层隔膜保证绝缘性及高强度；(4)基下传感器的单元状态监控做了多重配置，确保了安全性。电池经标准检测。未起火、未爆炸，各项检测指标全部通过[10]。
4小结
我国电动车用电池的研究开发范围很广，其电池有如下特点:
1)铅蓄电池因其价格便宜、材料来源丰富等综合因素，是商业化电动车主要采用的电池，随着性能地改进提高将保持它在电动车的显著地位，很难被完全取代。
