电动汽车用蓄电池的技术状况及发展前景

刘春艳

(黑龙江农业职业技术学院，黑龙江 佳木斯 154007)

随着科技的进步和人们对生活的高质量要求，推动着汽车工业也得到了迅猛发展，同时也伴随产生了很多问题。保护环境、节约资源的呼声日益高涨，传统的内燃机汽车的大量尾气排放所造成的大气污染问题一直困挠着人们的生活及社会的发展。此时，电动汽车作为无污染、噪声低等优点为主打的新一代交通工具诞生了，引起人们的普遍关注。

一 电动汽车的发展现状

与内燃机汽车相比，电动汽车具备很多的优点，包括结构简单、行驶零排放、噪音低、能源利用率高、易维护等。但就目前的发展状况来说电动汽车还存在很多亟待解决的问题，蓄电池一次充电行驶里程较短、动力不足等，而解决的关键是电源技术的改进和创新，这也是电动汽车竞争的关键。

回顾过去，本土车企发展新能源汽车已从粗放式、膨胀式发展正日趋理性。在国家组织的大规模示范工作引导下，各类电驱动汽车从研发状态进入实际应用，取得了初步成绩，同时也暴露出许多问题，这需要各方的共同努力。珠三角、长三角、京津与中原等地区的动力电池产业集群初见端倪，动力电池的研发与产业化水平进步很快，磷酸铁锂电池得到安全使用成为现阶段动力电池的主力，在安全技术提升的基础上，具有更高能量密度的三元材料等电池可望不久得到应用，在鼓励政策上也有了突破，为下一步推广工作创造了环境。

二 电动汽车用蓄电池的技术状况

目前开发使用的动力电池主要包括以下几种。

1.铅酸电池。广泛用于内燃机汽车的起动动力源，发展历史悠久，技术成熟，具有可靠性好、原材料易得、价格便宜等优点。可分为两类，一是注水式铅酸电池，价廉但需要经常维护，补充电解液;二是阀控式铅酸电池，在充电或工作异常时在电池内会产生多余气体，阀控式铅酸电池可以利用安全控制阀自动调节以保护电池，而且此电池还可免维护。铅酸电池的缺点：一是体积大、质量重;二是寿命短、成本高;三是一次充电行驶里程较短。

2.镍金属电池。可分为两种——镉镍电池和氢镍电池。镉镍电池可以快速充电，比能量高和使用寿命长，但由于其含有重金属镉，易造成环境污染且价格较高。氢镍电池无重金属污染问题，是一种绿色环保的镍金属电池，正极为镍氢氧化物，负极为储氢合金材料，可以实现密封设计，在比能量、比功率及循环寿命等方面都比镉镍电池有所提高，已被列为电动汽车用首选动力电池，但还存在价格太高、均匀性较差、自放电率较高等问题，这都影响其在电动汽车上的应用和推广。

3.锂离子蓄电池。是一种高容量的可充电的电池，在90年代得到蓬勃发展。与氢镍电池相比它能存储更多的能量、较长的循环使用寿命、更小的自放电率、无记忆效应和环境污染，在能量存储技术研究方面成为当今各国的热点。锂离子蓄电池的电极为锂金属氧化物和储锂碳材料，根据电解质的不同，锂离子蓄电池一般可分为锂离子电池和锂聚合物电池两种。

4.锌空气电池。是一种机械更换离车充电方式的高能电池。锌空气电池的优点是比能量高、免维护、适应工作环境广、环保、安全可靠;缺点是比功率较小、充电难、寿命较短、不能输出大电流，通常用其它电池帮助起动和加速。

5.超级电容。是一种电化学电容，兼具电池和传统物理电容的优点。根据电极材料不同可分为碳类超级电容和金属氧化物超级电容。超级电容往往和其它蓄电池联合应用作为电动汽车的动力电源，可以满足电动汽车对功率和大电流放电的要求，减少蓄电池体积和延长蓄电池寿命。

6.燃料电池。是一种利用水电解反应的逆过程将燃料和氧化剂中的化学能通过电极反应转化为电能的发电装置，反应产物是电、水和热，目前只有质子交换膜型燃料电池最适合电动汽车使用。燃料电池不需长时间充电只按需补充燃料即可，而且无燃烧真正达到清洁、可再生、无排放的要求，同时无噪声、使用寿命长、可靠性好、易维护，实际效率是普通内燃机的2至3倍，将成为21世纪的首选能源。

7.太阳能电池。是一种把光能转换为电能的装置。目前，部分机构也已研制出了使用太阳能电池的电动汽车样车，但由于存在光电转换效率不高、价格太高、电池系统配置较复杂等问题近期内只能作为电动汽车的补充电源，还不能大规模的生产应用。

三 电动汽车发展的前景展望

展望2013年，对于中国电动汽车的发展前景充满希望。

第一，混合动力客车是近期实现市场化最有希望的产品，应高度重视。目前，混合动力车的启停式技术已经趋于成熟，能够实现节能效果和提升汽车动力性能，已经得到世界汽车产业的普遍认可与重视，我国政府已确定在2013年将混合动力客车向全国其他城市扩大推广，期待2013年取得进展。

第二，纯电动小型车是实现新能源汽车战略目标的主要车型。由于纯电动汽车是一种新型代步工具，人们对它的认识还很有限，存在着各方面的担忧，让消费者逐步接受电动汽车难度很大，要采取多种措施，尝试多种推广模式，比如可以根据私人用车日行里程较短，停车方便，充电桩安装容易等方面入手在一些比较富裕与重视环保的中小城镇开展示范工作等。

第三，动力电池是电动汽车的核心。要实现更高能量密度的电池技术，技术创新是中心工作，那么在各方面的支持和政策扶植下组建合理的动力电池研究体系势在必行，既要防止产业盲目扩建与投资又要政策扶持优秀电池企业做大做强，形成完整的产业链，培养具有竞争力的电池产业集群。

第四，蓄电池充电的配套基础设施建设需要进一步明确一些原则与实施细则，防止形成垄断局面。做好停车位慢充充电桩建设的调研、规划、建设、管理与服务工作，合理布局，节约土地。充电模式要以慢充为主、快充为辅的方式，这对汽车电池与电网都有利，并制定全国统一的电动汽车电费标准与计费方法。

当前，在汽车工业中电动汽车正将成为发展主流，能量存储技术的创新和发展、动力驱动系统技术突破与完善将成为电动汽车领域的竞争焦点，同时也会伴随着低成本、高能量密度、高功率密度的动力电池商品化的实现，电动汽车必将成为21世纪交通工具的主流。