| 2．电动车用Ni-MH电池
2．1 电动车用Ni-MH电池的基本要求
Ni-MH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
为了实现电池的密封化，防止内压上升,通常负极的容量都做得比正极大些，这样正极产生的氧迁移到负极，发生如下反应：
MHX＋O2＝MHX-4＋H2O
该反应能否顺利进行，在储氢合金的固气界面上,下式那样的有效吸附是很重要的。 MHx + H2＝MHx+2 作为电动车用电池，电池的容量一般为50-120Ah，总电压200-300V。通常是由多个单元电池组组成。以下的几点要求是必须满足的。
1） 高的比能量（一次充电可行使的距离长）
2） 高的比功率，在大电流工作时也能平稳放电（加速爬坡能力好）
3） 循环寿命长。
4） 安全可靠，免维护。
5） 与环境友好，可再生。
2．2 ＥＶ用Ni-MH电池基本技术
2．2．1 电池组
据标准化的要求，目前开发的EV用Ni-MH电池组多设计为12V/100Ah。为了电池的散热和温度能均匀分布，单体电池间应均匀设置空气通道。从安全的角度考虑，电池外壳以塑壳较好。装车使用时，用24个串联，电压可达288V，约30Kwh。
2．2．2 镍正极
为达装车要求，电池不但要有较宽的温度范围，稳定的放电容量，以及容量大的特性外，运行中的可靠性和占用空间的大小等也都是非常重要的问题，一般说来，Ni正极的氧过电位随温度的上升而下降，所以当行使中温度上升达45℃左右时，电池除正常的反应外，还将有副反应发生： 因而造成了充电效率下降，放电容量减少。为了防止氧过电位下降，常用的方法是在正极中添加CdO等。对Ni-MH电池来说，不含Cd是其一重要特点，所以通常不再加Cd，另外对于EV用的大型电池，充电时发热量较大，散热较慢，温升较快，如不加以改善，电流效率下降较大。近年来的研究表明Ca(OH)2、、CaS2、、CaF2、、Y2O3和CoO等的加入对Ni正极活性物质利用率有较大影响。另外用表面修饰技术对球形氢氧化镍进行表面改性的研究，也已得到了广泛应用。
2．2．3 储氢合金负极
基于EV用镍氢电池的负极面积较大，电流分布均一性较差，容易发生合金的腐蚀及贮氢合金粉末脱落，造成寿命和容量的降低，目前常用的改善方法主要有两点：1，对合金粉进行改性和表面修饰， 2，选择合适的添加剂和粘合剂。
2．3 电动车用Ni-MH电池的特性
2.3.1 充电特性
基于一般民间用电的考虑，EV用Ni-MH电池充电电流，一般在10-30A，充电后，电池的内压在0.15Mpa，EV用Ni-MH电池，若选择了恰当的充电制式，各电池的温升和内压是可以控制的。
2.3.2放电特性及循环寿命
12V/100Ah EV用Ni-MH电池的放电特性，在20A取电时，比能量可达70Wh/Kg，在100A放电时，也可能放出相对20A放电时容量的95%，此时温可达70Wh/Kg，在100A放电时，也可能放出相对20A放电时容量的95%，此时温度上升约15℃。据500次循环时电池放出的容量和内压情况看，估计电池的寿命可达1000次循环，由此推测，可实际行使15万KM。
3 锂离子二次电池
对锂离子电池，被普遍认为具有如下的优点。 ① 比能量大； ② 比功率高； ③ 自放电小； ④ 无记忆效应； ⑤ 循环特性好； ⑥ 可快速放电，且效率高； ⑦ 工作温度范围宽； ⑧ 无环境污染等，因此有望进入21世纪最好的动力电源行列。
3.1 电池结构
EV用电池的形状，从装车时的体积效率考虑应采用角形较好，但角形与圆柱形相比，耐压性较差，特别是在高温下，由于内腔体积的膨胀、溶剂的分解等都可使电池内压上升，造成壳体开裂，为增加耐压性，必须增加壳体的厚度或采用适当的加强措施，这样一来又导致重量比能量的下降。从耐压和安全性来考虑，还是采用圆形较好，该电池的重量比能量约是Ni-MH电池的1.4倍，电池组的体积比能量仅为单体电池的60%，即由单体电池到电池组，电池的体积比能量将有较大下降，这也是圆筒形电池存在的问题。
3.2充放电特性
为在不同放电倍率下的放电特性，在1C、2C放电时，仍可得到相对于C/3倍率放电时的95%，和88%的负荷特性。当放电深度增大时，电池的内阻增大。从图11还可看出，随温度上升，电池的比功率上升。在不同温度下，用1倍率放电时，放电速度随温度的变化。
EV用锂离子二次电池用标准充电电流（IC）充电2.5小时，上限电压达4.15V/单体电池之后，恒压充电，此时充电电流将随时间衰减，整个过程电池的表面温度约上升2℃。该电池的寿命，估计可达1000次循环，充电一次，实测可行走200KM，若取平均值180KM（按初始容量的90%计），由此推测可行使18万Km。
5.结束语
据美国高新电池开发联合体USABC(The united states advanced battery consortium),为电动车用蓄电池制定的开发目标来看，目前所开发的各类电动车用蓄电池，与中期目标相比，都还有一定的距离，因此，欲使高性能电动车用蓄电池达到实际应用的水平，尚有大量的工作要做，特别是政府部门，还必须一如既往给以强有力的支持。为加速电动车的应用普及，ＥＶ用电池的标准化和完整的电池评价体系是必不可少的． 作为电动车用电池，以下要求是应当满足的：
１）高比能量（它关系到一次充电可行使的距离）
２）大功率（它涉及到电动车的加速特性和爬坡能力）
３）循环寿命长（它涉及到流动成本）
４）充放电效率高（它涉及到省能源及成本）
５）原材料来源丰富，成本低（它涉及到基本建设费用等）
６）安全（它关系到在使用过程中是否可靠，方便）
７）易保养（关系到可靠性和方便性）
８）与环境友好（涉及到资源能否再生及环境保护等问题）
|
|
您所在的位置： 
