電動汽車用蓄電池的技術狀況及發展前景

劉春艷

(黑龍江農業職業技術學院，黑龍江 佳木斯 154007)

隨著科技的進步和人們對生活的高質量要求，推動著汽車工業也得到了迅猛發展，同時也伴隨產生了很多問題。保護環境、節約資源的呼聲日益高漲，傳統的內燃機汽車的大量尾氣排放所造成的大氣污染問題一直困撓著人們的生活及社會的發展。此時，電動汽車作為無污染、噪聲低等優點為主打的新一代交通工具誕生了，引起人們的普遍關注。

一 電動汽車的發展現狀

與內燃機汽車相比，電動汽車具備很多的優點，包括結構簡單、行駛零排放、噪音低、能源利用率高、易維護等。但就目前的發展狀況來說電動汽車還存在很多亟待解決的問題，蓄電池一次充電行駛里程較短、動力不足等，而解決的關鍵是電源技術的改進和創新，這也是電動汽車競爭的關鍵。

回顧過去，本土車企發展新能源汽車已從粗放式、膨脹式發展正日趨理性。在國家組織的大規模示范工作引導下，各類電驅動汽車從研發狀態進入實際應用，取得了初步成績，同時也暴露出許多問題，這需要各方的共同努力。珠三角、長三角、京津與中原等地區的動力電池產業集群初見端倪，動力電池的研發與產業化水平進步很快，磷酸鐵鋰電池得到安全使用成為現階段動力電池的主力，在安全技術提升的基礎上，具有更高能量密度的三元材料等電池可望不久得到應用，在鼓勵政策上也有了突破，為下一步推廣工作創造了環境。

二 電動汽車用蓄電池的技術狀況

目前開發使用的動力電池主要包括以下幾種。

1.鉛酸電池。廣泛用于內燃機汽車的起動動力源，發展歷史悠久，技術成熟，具有可靠性好、原材料易得、價格便宜等優點。可分為兩類，一是注水式鉛酸電池，價廉但需要經常維護，補充電解液;二是閥控式鉛酸電池，在充電或工作異常時在電池內會產生多余氣體，閥控式鉛酸電池可以利用安全控制閥自動調節以保護電池，而且此電池還可免維護。鉛酸電池的缺點：一是體積大、質量重;二是壽命短、成本高;三是一次充電行駛里程較短。

2.鎳金屬電池。可分為兩種——鎘鎳電池和氫鎳電池。鎘鎳電池可以快速充電，比能量高和使用壽命長，但由于其含有重金屬鎘，易造成環境污染且價格較高。氫鎳電池無重金屬污染問題，是一種綠色環保的鎳金屬電池，正極為鎳氫氧化物，負極為儲氫合金材料，可以實現密封設計，在比能量、比功率及循環壽命等方面都比鎘鎳電池有所提高，已被列為電動汽車用首選動力電池，但還存在價格太高、均勻性較差、自放電率較高等問題，這都影響其在電動汽車上的應用和推廣。

3.鋰離子蓄電池。是一種高容量的可充電的電池，在90年代得到蓬勃發展。與氫鎳電池相比它能存儲更多的能量、較長的循環使用壽命、更小的自放電率、無記憶效應和環境污染，在能量存儲技術研究方面成為當今各國的熱點。鋰離子蓄電池的電極為鋰金屬氧化物和儲鋰碳材料，根據電解質的不同，鋰離子蓄電池一般可分為鋰離子電池和鋰聚合物電池兩種。

4.鋅空氣電池。是一種機械更換離車充電方式的高能電池。鋅空氣電池的優點是比能量高、免維護、適應工作環境廣、環保、安全可靠;缺點是比功率較小、充電難、壽命較短、不能輸出大電流，通常用其它電池幫助起動和加速。

5.超級電容。是一種電化學電容，兼具電池和傳統物理電容的優點。根據電極材料不同可分為碳類超級電容和金屬氧化物超級電容。超級電容往往和其它蓄電池聯合應用作為電動汽車的動力電源，可以滿足電動汽車對功率和大電流放電的要求，減少蓄電池體積和延長蓄電池壽命。

6.燃料電池。是一種利用水電解反應的逆過程將燃料和氧化劑中的化學能通過電極反應轉化為電能的發電裝置，反應產物是電、水和熱，目前只有質子交換膜型燃料電池最適合電動汽車使用。燃料電池不需長時間充電只按需補充燃料即可，而且無燃燒真正達到清潔、可再生、無排放的要求，同時無噪聲、使用壽命長、可靠性好、易維護，實際效率是普通內燃機的2至3倍，將成為21世紀的首選能源。

7.太陽能電池。是一種把光能轉換為電能的裝置。目前，部分機構也已研制出了使用太陽能電池的電動汽車樣車，但由于存在光電轉換效率不高、價格太高、電池系統配置較復雜等問題近期內只能作為電動汽車的補充電源，還不能大規模的生產應用。

三 電動汽車發展的前景展望

展望2013年，對于中國電動汽車的發展前景充滿希望。

第一，混合動力客車是近期實現市場化最有希望的產品，應高度重視。目前，混合動力車的啟停式技術已經趨于成熟，能夠實現節能效果和提升汽車動力性能，已經得到世界汽車產業的普遍認可與重視，我國政府已確定在2013年將混合動力客車向全國其他城市擴大推廣，期待2013年取得進展。

第二，純電動小型車是實現新能源汽車戰略目標的主要車型。由于純電動汽車是一種新型代步工具，人們對它的認識還很有限，存在著各方面的擔憂，讓消費者逐步接受電動汽車難度很大，要采取多種措施，嘗試多種推廣模式，比如可以根據私人用車日行里程較短，停車方便，充電樁安裝容易等方面入手在一些比較富裕與重視環保的中小城鎮開展示范工作等。

第三，動力電池是電動汽車的核心。要實現更高能量密度的電池技術，技術創新是中心工作，那么在各方面的支持和政策扶植下組建合理的動力電池研究體系勢在必行，既要防止產業盲目擴建與投資又要政策扶持優秀電池企業做大做強，形成完整的產業鏈，培養具有競爭力的電池產業集群。

第四，蓄電池充電的配套基礎設施建設需要進一步明確一些原則與實施細則，防止形成壟斷局面。做好停車位慢充充電樁建設的調研、規劃、建設、管理與服務工作，合理布局，節約土地。充電模式要以慢充為主、快充為輔的方式，這對汽車電池與電網都有利，并制定全國統一的電動汽車電費標準與計費方法。

當前，在汽車工業中電動汽車正將成為發展主流，能量存儲技術的創新和發展、動力驅動系統技術突破與完善將成為電動汽車領域的競爭焦點，同時也會伴隨著低成本、高能量密度、高功率密度的動力電池商品化的實現，電動汽車必將成為21世紀交通工具的主流。