电动汽车电池技术研究与展望

朱黎

摘 要：汽车行业的发展使得人们的出行变得更加便捷，但同时也给环境造成严重的污染。而电动汽车的出现，使得环境污染问题得到了有效的解决，并且得到了人们的高度重视。电视技术作为影响电动汽车发展的关键因素，对其的研究十分关键。鉴于此，文章就电动企业电池技术研究与展望进行详细论述，以供参考和借鉴。

关键词：电动汽车；电池技术；研究；展望

一、电动汽车动力电池技术研究

（一）铅酸蓄电池技术

铅酸蓄电池是目前能够大量生产供应、在汽车领域应用最为广泛的电池。它主要由分别浸入电解液的正极板（PbO2）、负极板（Pb）组成。

（二）铅酸蓄电池技术的充放电原理分析

铅酸蓄电池是利用元素Pb化学上的不稳定性产生电子迁移提供电能的。当正、负极板用导体相连，负极板上的Pb失去两个电子与电解液中的S042-生成化学特性更加稳定的PbSO4，电子通过导体被正极板上的Pb4+捕获也生成PbSO4，以此持续地为用电器提供电能。当正、负极上的活性物质被大量消耗，放电反应无法持续地大量发生，造成蓄电池亏电，需要进行充电。充电时，负极板上的PbSO4被电解，Pb2+获得电子还原为Pb；正极板上的Pb2+失去电子被氧化生成PbO2。

1、铅酸蓄电池技术的特点分析

铅酸蓄电池比能量和比功率低、循环使用寿命短、充电时间长，极大地限制了其在电动车领域的推广应用。作为电动车的动力电池，目前仅仅应用在行驶里程短、对充电要求不高的场合，如观光车、叉车、短途公共汽车等。

2、铅酸蓄电池技术的应用前景分析

虽然铅酸蓄电池作为电动车的动力源存在许多先天不足，许多人并不看好其应用前景，但它技术成熟、可大量生产、造价低，如果能够改善其比能量和比功率、提高其充电性能和使用寿命，在新的动力电池技术发展成熟、广泛应用之前，仍具有一定的应用空间。

（三）锂离子电池技术

锂离子电池是20世纪90年代索尼公司推出的新型高能蓄电池，已经在便携式信息产品中获得推广应用。电动车用锂离子电池性能明显高于上述两种电池，是目前动力电池的发展主流。典型的锂离子动力电池由锂离子金属氧化物（LiMO2）构成的正极、焦炭或石墨（C）构成的负极以及溶有锂盐的有机溶液组成。

1、锂离子电池技术的充放电原理分析

充电时，正极的Li失去电子变为Li+，脱离金属氧化物进入电解液，负极的碳呈层状结构，它有许多微孔，从电解液中来的Li+和电子嵌入其中，嵌入的Li越多，容量就越高；放电时，嵌在负极碳层的Li释放电子，从碳层中脱出变为Li+进入电解液，电子经过用电器到达正极，和电解液中Li+以及正极金属氧化物重新组合成LiMO2。

2、锂离子电池技术的特点分析

锂离子电池比能量比镍氢电池高出一倍多，但是它也存在一些问题，如快速放电性能差、价格过高和过放电保护问题，更严重的是大容量的、高功率的锂离子电池安全性上存在较大问题，限制了锂离子电池在电动汽车里的大规模推广运用。目前，主要在小容量、低功率的电动汽车上广泛应用。

3、锂离子电池技术的应用前景分析

鋰离子电池普遍被科学家们看好，认为它是21世纪纯电动汽车发展的主要动力电池之一。各国汽车生产厂商都将发展锂离子电池技术列为新能源汽车研究的重点项目，未来具有广阔的研究和应用前景。

（四）燃料电池技术

燃料电池是一种存在于燃料和氧化剂之中的化学能直接转化为电能的装置，目前研究较多的是以氢气为燃料的氢燃料电池。它的结构同一般蓄电池类似，由正极、负极和电解质隔膜组成。不同的是，燃料电池的正、负极不包含活性物质，仅仅作为催化转换元件，电池工作时，氢气和氧气由外部供给。理论上，只要不断输入反应物，不断排除反应产物，燃料电池就能持续地供应电能。

1、燃料电池技术的放电原理分析

电池工作时，分别给正、负极供应氧气和氢气，氢气在负极失去电子变为H+进入电解质隔膜，正极处的氧气捕获负极而来的电子，并与电解质隔膜中的H+反应生成H20。

2、燃料电池技术的特点分析

燃料电池只需补充燃料与空气就可以源源不断地产生动力，并不需要一般蓄电池长时间的充电储能过程，更加接近内燃机汽车，能够更加快速方便地补给。氢燃料电池作为能源的突出特点是无污染、效率高、高功率密度、可循环利用。

3、燃料电池技术的应用前景分析

短期内，燃料电池很难大规模推广应用，但随着技术成熟进步，燃料电池相对于一般蓄电池会体现出其先天优势。燃料电池不仅是未来电动汽车主要的动力电池之一，并且它自身可以产生电能而不需要充电，是未来缓解能源危机的一种新型绿色能源，具有广泛的前景。

二、电动汽车动力电池技术的未来展望研究

目前，没有哪一种动力电池完全占据了主导地位。它们在各自应用领域、不同的时间段内发挥着各自的作用。铅酸蓄电池成本低、技术成熟，适用于现阶段的短距离电动汽车；锂离子电池体积小、质量轻且容量大，只要解决了充电、安全性等问题，极有可能在不久的将来广泛应用于纯电动汽车，使电动汽车逐渐取代内燃机汽车；燃料电池通过添加可再生燃料续航，不需要进行充电，是未来电动汽车的发展方向，同时也是解决能源危机的一种新型能源。

参考文献：

[1]黄学杰.电动汽车动力电池技术研究进展[J].科技导报，2016，06：

28-31.