第一篇：鉛酸電池的前景

鉛酸電池的前景：

也許你從沒有見過鉛酸電池的模樣，但如果你離開了鉛酸電池的話，你的生活將變得難以想象，如果沒有鉛酸電池，中國2億多輛機動車將癱瘓在馬路上，因為所有的汽車都需要鉛酸電池的啟動，沒有鉛酸電池，你手中的所有通信設備將變成一堆電路板和破塑料，因為所有的通信基站都在使用鉛酸電池，沒有鉛酸電池中國的大多數(shù)工廠將徹底停工，因為鉛酸電池在工廠里無處不在，沒有鉛酸電池，航母和潛艇都不能用，要擱淺。因為軍工領域的 多數(shù)動力電池都是鉛酸蓄電池.....我國是世界上蓄電池的生產(chǎn)與使用的大國，蓄電池的用量之大，用途范圍之廣，實屬罕見，大到國防、能源、通訊金融、工廠、運輸、電子、電力、電信、電站等重要領域，小到與百姓生活息息相關的電動自行車、電動摩托車、電動三輪車等等，成為社會發(fā)展、百姓生活中不可少的能量供給工具，其每年耗費蓄電池數(shù)量達數(shù)億只，耗費幾萬億人民幣，現(xiàn)國內天能、超威蓄電池2012年產(chǎn)值就突破1仟億元人民幣。現(xiàn)電動車是人人騎、家家有，可見蓄電池發(fā)展空間之大。盡管150多年前，鉛酸電池就此誕生，再其發(fā)展過程中，鎳鎘電池，鎳氫電池，燃料電池，鋰電池等一系列“晚輩”層出不窮，但是直到現(xiàn)在，還沒有一個能威脅到鉛酸電池的市場地位。有專家預計，在今后的發(fā)展50年，也不能有一種電池來完全取代鉛酸電池，在國民經(jīng)濟近80%的領域里，鉛酸電池寶刀不老。盡管歐美是鉛酸電池的誕生地和最初使用國家，但是時至今日，美國依然是全球鉛酸電池使用量最高的國家，而中國則是鉛酸電池即大規(guī)模生產(chǎn)又大規(guī)模消費的國家之一。而鋰電池內阻大，所以無法瞬間釋放很大的能量，而價格方面如：一輛鋰電池電動汽車其電池組要價8萬元之多，而使用鉛酸電池的話只需3000元，并且使用鋰電池的話，汽車將無法啟動，必須借助鉛酸電池。一切要市場說話，如今的鉛酸電池通過閥控技術和隔膜技術，已經(jīng)解決了原來的滲漏問題并實現(xiàn)了免維護。

另外鉛酸電池的最大優(yōu)勢之一就是回收，修復，再利用的特性。針對鉛酸電池的修復而言，在美國和日本以及一些西方較發(fā)達的國家，僅鉛酸蓄電池的日常保養(yǎng)和維護，以及廢舊電池的復原處理和回收利用的從業(yè)人員達數(shù)十萬之多，年創(chuàng)效益達千億美元之巨。中國又是全球鉛酸電池的產(chǎn)銷大國，目前約有95%的市場占有率，而蓄電池修復在我國還是一個新興產(chǎn)業(yè)。廢舊電池的回收和再利用，也成為各級政府及企事業(yè)單位的關注熱點。國內現(xiàn)有蓄電池生產(chǎn)企業(yè)也在2010年開始對于蓄電池維護、修復、重復利用增加了較大投入與關注。有些電池廠聯(lián)合這一新項目（蓄電池修復）推出蓄電池質保期為“前七后八”（質保期為15個月，前七個月出現(xiàn)質量問題換組新電池，后面八個月則換維護或修復之后的電池），甚至有些電池企業(yè)為了減少售后成本，直接送給電池經(jīng)銷商成套電池修復儀。

研究證明，蓄電池在實際使用過程中，如果使用和維護不善，例如經(jīng)常充電不足，不及時充電，長期過放電等原因，導致粗晶體硫酸鉛堵塞了極板空隙，使電解液滲入困難并增加了內阻，導致蓄電池的容量降低，過早失效，報廢，準確的說：電池損壞的原因95%是失水和硫化造成的，如果能及時修復，修復后的電池幾乎可以達到好電池的使用水平，可以肯定的說，電池的修復和回收利用，它的經(jīng)濟意義和社會意義是非常大的，特別對于消費者來說，可以省下許多換新電池的錢，而對于投資創(chuàng)業(yè)者來說，這個項目確實也是一個投資小，無風險，前景好的創(chuàng)業(yè)項目。

總之鉛酸電池對于整個社會來說作用巨大，一個健康規(guī)范的鉛酸電池新行業(yè)將與人類共存。由于鉛酸電池其獨特的性能，未來市場份額會保持穩(wěn)定，更有甚者由于汽車驅動系統(tǒng)的更迭，市場份額還會穩(wěn)定的增加。我國是世界上蓄民池的生產(chǎn)與使用的大國，蓄電池的用量之大，用途范圍之廣，實屬罕見，大到國防、能源、通訊金融、工廠、運輸、電子電力、電信等重要領域，小到與百姓生活息息相關的電動自行車、電動摩托車、電動三輪車等等，成為社會發(fā)展、百姓生活中不可少的能量供給工具，其每年耗費蓄電池數(shù)量達數(shù)億只，耗費幾萬億人民幣，現(xiàn)國內天能、超威蓄電池2012年產(chǎn)值就突破1仟億元人民幣。

第二篇：鉛酸電池的碳材料

鉛酸電池用碳

一 用作鉛酸電池添加劑的碳 正極板的碳質添加劑

1.1 石墨

在各種常規(guī)碳材料中，石墨的耐氧化性較強。據(jù)日本研究者報道，將0.1%—2.0%（質量分數(shù)）的石墨（純度99.6%）加入到鉛酸電池正極材料中，既增加了放電容量，還延長了壽命。在電池化成過程中硫酸氫根嵌入石墨形成化合物，這增加了電極的孔隙率，一次改善了酸性溶液對電極板的侵潤。同時石墨的加入也使得放電時硫酸鉛產(chǎn)物在極板不容厚度處分布的更為均勻。另外，有報道稱，正極放電容量的改善程度隨石墨顆粒的增大而增大，這與碳材料添加劑粒徑對負極性能的影響規(guī)律恰好相反。

正極加入碳材料的一個可能的作用機理是電滲析作用增強了電解液對電極板的侵潤。電滲析是指液體在電池作用下相對于帶點表面的流動行為。石墨加入正極材料后可被硫酸氫根離子嵌入內部，這增強了Zeta電位（指一個固液界面固體和液體之間的電位）。由于鉛酸電池電極材料處于正負極板間形成的電池之中，這滿足了電滲析作用的條件，會帶來電解液的流動，而電滲析流動速率與Zeta電位成正相關。1.2 碳黑

有研究在正極加入0.2%—1.0%（質量分數(shù)）的碳黑添加劑，結果顯示，質量分數(shù)為0.2%的碳黑能改善正極的成型，對循環(huán)性能作用不大。大約60%的碳黑在化成過程中被消耗，而剩下的也在最初幾次循環(huán)后消失。與不加碳黑相比，加入碳黑可增大化成工藝結束后α/β-PbO2的比率和氧化鉛的總量，而這歸因于加碳黑使得化成時極板電導率較高，而且PbO/α—PbO2界面較大，使得更多的PbO直接轉化成α—PbO2。因此，α—PbO2形成對應的低電壓臺階別延長了。而且，正極材料的形貌更加規(guī)則且多半由球狀團體聚體組成，這也表明電極是在較溫和、均勻的過飽和條件下，以及較低的電流密度下形成。1.3 碳纖維

在正極板內加入碳纖維的工作也有報道，電池的容量和壽命均提高。碳纖維的作用機制可能也是為極板帶來了孔隙，或者給活性物質提供了較好的機械支撐。通過對極板進行交流阻抗的檢測，發(fā)現(xiàn)添加碳纖維的極板阻抗值要略小于沒有添加碳纖維極板的阻抗值，說明碳纖維的添加能一定程度上降低電池的內阻。

由此可見，向正極加入碳材料帶來的容量或壽命的改善效果與碳材料的種類密切相關。加入碳黑的效果有限，而石墨和碳纖維的效果均較好。負極板的碳質添加劑

加入炭材料還可能存在以下幾種作用機制：（1）電容性炭有較高的比容量和倍率性能，充電時，在炭孔的大面積上氫離子能建立雙電層電容，放電時，又可提高電池放電的比功率；（2）電容性炭有較高孔隙率，在炭孔的表面上可沉積形成納米級的鉛金屬粒，而且因為受孔的約束，能保持納米級尺度在充電放電循環(huán)中，有利于提高電池的比能量、比功率等性能；（3）鉛負極板最初是由氧化鉛、堿式硫酸鉛和少量鉛及膨脹劑的混合物組成，經(jīng)過化成等工序后，由于剛化成的鉛負極上有層薄的稀硫酸液膜，致使氧擴散加快，提高負極電化學活性，使鉛的氧化速度加快，電池初始容量降低。納米孔碳可能起阻化劑作用。2.1 碳黑

由于炭黑電導性好，加到鉛酸電池負極中可提高活性物質的導電性能，還可增加極板的孔隙率，可吸收較多的電解液，有利于放電時酸的供應，從而提高電極的放電容量。同時，炭黑的吸附性能強，能夠改善電極的充電接受能力。

鉛酸電池負極活性物質中適量增加炭黑含量有利于提高負極的放電容量，有利于鉛負極在放電過程中氧化為硫酸鉛，同時也有利于充電過程中硫酸鉛還原為鉛。炭黑含量的增加并不會提高析氫過電位。

CSIRO 的小組研究證實，將負極炭黑含量從 0.2%提高到 2.0%使得電池在 HEV 工況下的使用壽命顯著提高，盡管析氫的現(xiàn)象還是存在。該小組認為增加炭材料含量后電池性能提高的原因是負極板電導率的提高，當炭黑含量超過某特定數(shù)值后，電極板導電率顯著增加。

2.2 活性炭

活性炭(AC)主要通過將自然界存在的碳源，如煤炭、樹木、農(nóng)作物廢品等，進行高溫熱解所得到的具有較高比表面積和孔隙率的炭材料?；钚蕴侩姌O材料的比電容值與其材料本身的比表面積有直接關系，一般來講，活性炭所具有的比表面積可以達到 2000 m2g-1，可產(chǎn)生電容范圍為 94—413 F g-1。

電容性活性炭主要通過以下兩種機制抑制硫酸鉛沉積：（1）活性炭材料形成的第二相能有效分隔硫酸鉛晶體并在極板內形成孔道使電解液離子能夠快速遷移，促進硫酸鉛在再充電過程中的溶解再利用；（2）電容性活性炭能形成的導電網(wǎng)絡有利于促進鉛的沉積過程。

保加利亞的 Pavlov 院士系統(tǒng)地研究了高比表面積活性炭和炭黑對鉛負極性能的影響機制。該小組將不同含量的一種商品化電容活性炭和兩種高比面積炭黑加入鉛負極，詳細研究了炭的加入對鉛酸電池在 HRPSoC 工況下的性能。他們的結果不僅有力地證實了炭材料的加入能提高極板電導率，并在極板內生成有利于電解液離子遷移的孔道，從而有效提高了電池的性能，還證實了活性炭使得鉛離子的電子生成沉積鉛的反應過電位降了 300~400mV，這有利于鉛沉積反應的進行，可見高比表面積的電容用活性炭能能增強鉛酸電池的充放電反應能力。同時，他們還發(fā)現(xiàn)炭黑添加劑過多，會造成電池性能下降，這是由于炭黑顆粒較細，易緊密地附著在電極板表面，限制鉛離子在鉛極板表面的沉積過程。

2.3 石墨纖維

石墨纖維一般是指含碳量高于9９％且具有層狀六方晶格石墨結構的碳纖維，形狀像頭發(fā)絲，呈黑色，質細軟，可由碳纖維經(jīng)過２２００～３０００℃高溫石墨化處理而制得，其含碳量和拉伸模量比碳纖維高，故又稱高模量碳纖維。石墨纖維具有密度小、比強度高、比模量高、熱膨脹系數(shù)小，阻尼性能優(yōu)異，且具有導熱、導電、耐高溫、耐腐蝕、耐疲勞、耐磨損、可加工性等一系優(yōu)良性能。

有報道稱，將導電石墨纖維加入負極板中組裝電池，HRPSoC 工況下獲得了超過了 3000次的循環(huán)壽命，相當于可供混合動力大巴運行四年。

2.4 石墨烯

石墨烯是由碳原子構成的二維新材料.作為世界上最薄的納米材料：①石墨烯幾乎是完全透明的，只吸收2.3% 的光；②導熱系數(shù)達到 5300W/m.K，比金剛石和碳納米管更高；③室溫下電子遷移率達到光速的 1/300；④電阻率只有 10-6Ω.cm，比銅和銀電阻率更低，是世界上電阻率最小的材料；⑤有超高的力學性能，達到 1060GPa；⑥具有超高比表面積。

石墨烯具有良好的電子遷移率和導電網(wǎng)絡結構，在電極中可以兼任活性物質與導電劑的職能。本身具有較高的比容量和優(yōu)異的倍率性能，在充電式，氫離子能在炭孔的大面積上建立雙電層電容，可提高電池放電的比功率。在其大面積上可沉積形成納米級的鉛金屬粒，有利于電池獲得高的比能量、比功率及穩(wěn)定性能。

2.5 碳納米管

對碳納米管(CNTs)作為電極材料的大量研究是在 1990 年開始的，碳納米管具有較為狹窄的孔分布，較高的可到達比表面積低電阻率以及高穩(wěn)定性。單壁碳納米管(SWCNT)的結構是無縫圓柱石墨晶體，具有準確的中心軸，且兩端可以由半球的富勒烯封閉；而目前常見的 CNTs 材料都是多壁碳納米管(MWCNT)，具有中孔結構及~ 100 m2g-1比表面積，電容范圍在 15—300 F g-1范圍內。

碳納米管是理想的電極材料，因為其有獨特的中空結構，利于電解液的浸潤，但是由于制備工藝不完善，價格昂貴，影響了其應用。

二 作為鉛酸電池集流體的碳 致密碳材料

致密碳材料系指比表面積不高的碳材料，主要作為傳統(tǒng)鉛質板柵的替代材料。

Kaushik 等研究了碳表面電鍍金屬鉛和二氧化鉛電極在硫酸溶液中的放電性能，金屬鉛放電（氧化成硫酸鉛）是擴散控制的過程，二氧化鉛放電(還原成硫酸鉛)是表面過程(包含表面物種);低放電倍率時沉積二氧化鉛電極的放電比容量低于沉積金屬鉛電極;碳表面電鍍鉛和二氧化鉛的電極自放電較嚴重，是主要缺點。在適當?shù)臈l件下，碳材料可以作為鉛酸電池活性物質載體和集流體，但組配電池的特性與傳統(tǒng)鉛酸電池存在差異。

研究表明，碳材料可以作為鉛酸電池正負電極的集流體，并可降低板柵在電池中的質量比例。比表面積不高的碳材料使用中和傳統(tǒng)鉛質板柵基本相同，對于循環(huán)性能的提高不明顯。

2多孔碳

研究表明，采用鉛酸電池電極中添加惰性材料的方法將活性材料有效分散后，可以抑制硫酸鹽化。因而可以推測，采用多孔碳擔載活性材料既能降低板柵在電池中的重量比例、提高活性材料利用率，又能提高電池循環(huán)性能。因此研究多孔碳作為鉛酸電池活性材料載體和集流體的文獻越來越多。

2.1 網(wǎng)狀玻璃態(tài)碳（RVC）

RVC 是一種由玻璃態(tài)碳泡沫組成的三維網(wǎng)狀(蜂窩狀)微孔材料，孔隙率可達 90% ～97%，密度小(0.03 g/cm3)，具有較高的化學穩(wěn)定性、比表面積和導電率。

目 前，美 國 Power Technology Inc.(簡 稱PWTC)已經(jīng)興建了制備 RVC/Pb －Sn 板柵的試驗工廠。根據(jù) PWTC 發(fā)布的資料，采用 RVC/Pb－Sn板柵組裝的 75 Ah 鉛酸電池與普通鉛酸電池相比可縮小 45%的體積、減輕 40% 的質量，集流體的表面積增加 4 倍，活性物質的利用率由 30% ～40% 提高到 60% ～ 68%?？梢娋W(wǎng)狀玻璃態(tài)碳材料作為鉛酸電池活性材料載體和集流體可明顯提高鉛酸電池比能量，值得進一步研究開發(fā)。

2.2 石墨泡沫/碳泡沫

石墨泡沫具有同 RVC 相似的性質，質輕(0.6g/cm3)、比表面積高(約200 cm2/ cm3)、化學惰性，而石墨泡沫相對于 RVC具有更好的導電性(約103S/cm而RVC 約為1.3S /cm)，具有更高的機械強度、剛度和加工性能，20℃時石墨泡沫最大抗壓強度為5.1 MPa(RVC 為 763 kPa)。Jang 等以瀝青為原料在 2 800℃氬氣保護下石墨化制得了石墨泡沫，將其分別作為鉛酸蓄電池的正負電極活性材料載體和集流體。Jang 等認為石墨泡沫可以作為負極集流器代替?zhèn)鹘y(tǒng)的鉛合金，但在作為正極集流器尚待進一步研究提高其穩(wěn)定性。

近來，F(xiàn)irefly 能源公司研發(fā)了一種新型鉛酸電池，采用碳/石墨泡沫復合體作為電池活性物質載體和集流體，將活性材料擔載在多孔碳泡沫體結構中。Firefly 能源公司現(xiàn)在正在開發(fā)2 種先進技術，第一種，采用碳 / 石墨泡沫復合材料作為負極活性物質載體和集流體，保留傳統(tǒng)的鉛酸電池正極片(3D 技術);第二種，采用碳/石墨泡沫復合材料作為電池的正極和負極活性物質載體和集流體(雙 3D 技術)。碳/石墨泡沫材料替代負極傳統(tǒng)板柵對于低速放電電池而言質量下降 15%～20%，對于快速放電電池而言質量下降達 50%，且?guī)缀醣苊饬肆蛩猁}化和腐蝕作用，壽命是原來的 2倍以上。

但Firefly 能源公司的碳/石墨泡沫基鉛酸電池比傳統(tǒng)鉛酸電池成本高數(shù)倍，面臨較高的成本壓力和工程化資本壓力。但碳/石墨泡沫基鉛酸電池相對傳統(tǒng)鉛酸電池而言，其性能提升非常可觀，表明碳/石墨泡沫是非常有發(fā)展前景的一類輕質板柵材料。此外，加強基礎研究以大幅度降低成本、降低正極腐蝕等缺陷也是必須的。

研究表明，碳材料可以作為鉛酸電池正負電極的集流體，并可降低板柵在電池中的質量比例。網(wǎng)狀玻璃態(tài)碳和碳/石墨泡沫材料作為鉛酸電池活性材料載體和集流體可明顯提高鉛酸電池比能量和循環(huán)性能，可能與其比表面積高、導電性好等性能有關，也和活性物質在孔隙中填充有效降低了活性物質顆粒度有關。

多孔碳用作鉛酸電池活性材料載體和集流體在提高鉛酸電池性能上具有非常明顯的作用，說明多孔碳材料是非常有發(fā)展前景的一類輕質板柵材料。但目前多孔碳作為鉛酸電池活性物質載體和集流體的研究還處于基礎階段，如何阻止正極氧化、提高機械強度、提高活性物質結合力以及降低自放電等問題還有待于進一步的研究。

第三篇：電動車充電器原理之鉛酸電池損壞的四大原因

電動車充電器原理之鉛酸電池損壞的四大原因

鉛酸電池損壞主要有四大原因，分別是失水、硫化、失衡和熱失控（充鼓），因為失水和硫化造成的電池損壞占了目前市場上的97%。

高標科技一直從事自主研發(fā)，具有專業(yè)、研發(fā)經(jīng)驗豐富的工程師，目前已擁有100多項專利、30多項發(fā)明技術專利，處于業(yè)界領先水平，并先后被認定為國家級高新技術企業(yè)、智能驅動重點實驗室、深圳職業(yè)學院產(chǎn)學研基地、東莞理工學院產(chǎn)學研基地、中科院華南新能源研究所合作單位。

其對電動車充電器進行了持續(xù)的故障研究，得出了電池損壞的原因并予以分析，還研發(fā)了高標充電器以解決相關問題。

一、電動車電池失水

1、電動車電池失水的原因

鉛酸電池中的電解液是由稀硫酸和水組成的。充電過程中，難以避免失水，充電模式不一樣，失水也不一樣。普通三段式充電模式，充電過程中的失水量是脈沖模式的二倍以上。電池除了自然壽命外還有一個失水壽命：單只電池失水超過90克，電池就報廢了。在常溫下（25℃），普通充電器的失水量約為0.25克，而高標脈沖充電器為0.12克。在高溫下（35℃），普通充電器的失水量為0.5克，而脈沖為0.23克。按此計算，普通充電器在250次循環(huán)后水分充干，而脈沖在600次循環(huán)后水分才會充干。高標充電器能夠延長電池一倍以上的壽命。

鉛酸蓄電池在充電過程中的最大問題是析氣。

① 恒流充電階段，充電電流保持恒定，充入電量快速增加，電壓上升； ② 恒壓充電階段，充電電壓保持恒定，充入電量繼續(xù)增加，充電電流下降； ③ 蓄電池充滿，電流下降到低于浮充轉換電流，充電電壓降低到浮充電壓； ④ 浮充充電階段，充電電壓保持為浮充電壓；

普通三階段充電第一階段為恒流充電，這主要是考慮到電路的設計比較方便，并非為使蓄電池性能最佳而設計。

恒流充電段后期和恒壓充電前期，電流超過臨界析氣曲線，造成蓄電池析氣，引起壽命下降。超過臨界析氣曲線的電流僅使蓄電池產(chǎn)生氣體和溫升，未轉化為電池電量，充電效率也因此降低。

2、電動車電池失水的解決方案

脈沖恒動率階段的時間，比普通充電器恒流+恒壓階段要縮短了近一個小時，而這一個小時的高壓段充電是水分散發(fā)的關鍵時刻。脈沖以電壓參數(shù)為轉燈依據(jù)，轉燈進入智能脈沖很準確，而普通充電器以電流參數(shù)為轉燈依據(jù)，一旦電池硫化，內阻加大，充電電流也加大，很難達到轉燈電流，很容易造成高壓段長時間充電，加速水解。

二、電動車充電器硫化

1、電動車充電器硫化原因

電池長期滯留，充電過程中的長期過充和欠充，使用過程中的大電流放電，極易造成電池的硫化。它的表象為：一放就光，一充就飽，我們把它叫做電池的“假損壞”。硫化物質硫酸鹽粘附在極板上，縮減了電解液與極板的反應面積，使電池容量迅速衰減。失水會加重電池的硫化；硫化又會加重電池的失水，易形成惡性循環(huán)。

2、電動車電池硫化的解決方案

脈沖運用智能脈沖中的尖峰脈沖，可以擊碎硫酸鉛結晶的晶核，使之難以形成硫酸鹽。

智能脈沖充電器：①恒功率、②智能脈沖、③滴充 普通三段式：①恒流、②恒壓、③浮充

三、電動車電池的失衡

1、電動車電池失衡的原因

一組電池由三到四只組成。由于制造工藝問題，無法做到每只電池的絕對平衡，普通充電器使用平均電流，使容量小的單只電池最先充滿，并形成過充，放電時，這只容量小的電池最先放完，并形成過放。長期如此，惡性循環(huán)，使整組電池出現(xiàn)單只落后，從而使整組電池報廢。三段式充電器的浮充階段，有500mA的小電流，它的作用是補償充電，讓電池充飽。但它也帶來兩個副作用:

1、充飽后，多余的電流沒有關斷，電能轉化為熱能，進行水分解，加速水份的散發(fā)；

2、小電流充電，產(chǎn)生的電流分叉很大，更容易造成電池組的不平衡。

2、電動車電池失衡的解決方案

脈沖的失水量是普通充電器的三分之一，失水量少，則電池組電壓差會小；反之，失水量大，則電池組電壓差大。隨著失水量的加大，硫化也會加重，而普通充電器沒有去除硫化功能，所以電池組失衡嚴重?？屏置}沖在充電時，失水量少，電池組電壓差也小，當電池產(chǎn)生硫化后，能用脈沖去除，使整組電池趨向平衡。脈沖恒功率階段的電流較大，作用是:

1、快速充電，節(jié)省充電時間；

2、激活電池極板，消除電池鈍化現(xiàn)象，恢復電池容量，使整組電池的容量趨于平衡。滴充階段，能消除電流分叉的影響，對欠充電池滴充，充滿后自動關斷，減少水分解，保持電池組的平衡。

四、電動車電池的熱失控

1、電動車電池熱失控的原因

蓄電池變形不是突發(fā)的，往往是有一個過程的。蓄電池在充電到容量的80%，左右進入高電壓充電區(qū)，這時，在正極板上先析出氧氣，氧氣通過隔板中的孔，到達負極，在負極板上進行氧復活反應：2Pb+O2（氧氣）=2PbO+Q（熱量）；PbO+H2SO4=PbSO4+H2O+Q（熱量）。反應時產(chǎn)生熱量，當充電容量達到90%時，氧氣發(fā)生速度增大，負極開始產(chǎn)生氫氣，大量氣體的增加使蓄電池內壓超過閥壓，安全閥打開，氣體逸出，最終表現(xiàn)為失水。2H2O=2H2↑+O2↑。隨著蓄電池循環(huán)次數(shù)的增加，水分逐漸減少，結果蓄電池出現(xiàn)如下情況：

（1）氧氣“通道”變得暢通，正極產(chǎn)生的氧化很容易通過“通道”到達負極

（2）熱容減小，在蓄電池中熱容量最大的是水，水損失后，蓄電池熱容大大減小，產(chǎn)生的熱量使蓄電池溫度升高很快；

（3）由于失水后蓄電池中超細玻璃纖維隔板發(fā)生收縮現(xiàn)象，使之與正負極板的附著力變差，內阻增大，充放電過程中發(fā)熱量加大。經(jīng)過上述過程，蓄電池內部產(chǎn)生的熱量只能經(jīng)過電池槽散熱，如散熱量小于發(fā)熱量，即出現(xiàn)溫度上升現(xiàn)象。溫度上升，使蓄電池析氣過電位降低，析氣量增大，正極大量的氧化通過“通道”，在負極表面反應，發(fā)出大量的熱量，使溫度快速上升，形成惡性循環(huán)，即所謂的“熱失控”。

2、電動車充電器熱失控的解決方案

脈沖有溫度補償功能，通過熱敏電子采集外界和機內溫度，智能調節(jié)充電電壓，使冬季節(jié)不欠充，夏季不過充，有效解決熱失控。脈沖充電參數(shù)是動態(tài)的，變化的；普通充電器是靜態(tài)的，固定的。所以，普通充電器不可避免的會出現(xiàn)夏季過充和冬季欠充問題。

第四篇：電動汽車用鉛酸電池、鎳氫電池和鋰電池的對比分析(圣陽電源)

電動汽車用鉛酸電池、鎳氫電池和鋰電池的對比分析

山東圣陽電源 高海洋

隨著科學技術的提高和制造水平的進步，電源技術也在新一代技術變革中不斷提高，面對如今新能源電動汽車對動力電源的迫切需求，現(xiàn)階段似乎哪一種動力電池都不能完全適合作為動力源用在電動汽車上。

目前來說，電動汽車上普遍采用的動力電池有三種：鉛酸電池、鋰電池以及鎳氫電池。比較這三類動力性蓄電池就需要從兩方面分析比對：一個是比能量，另一個是比功率，簡單說，就是指電池的可持久性和力量大小。比能量高的蓄電池可以長時間工作，持續(xù)的能量較多，里程長；比功率高的蓄電池，速度快，力量大，可以保證汽車的加速性能。下面從這兩方面對這三類動力蓄電池進行對比分析：

鉛酸電池

作為目前電動汽車使用最廣泛的蓄電池，在國內已經(jīng)生產(chǎn)的電動汽車上，使用比例占到90%，這主要得益于其優(yōu)點：技術較為成熟，比功率較大，循環(huán)壽命可達800~1000次，且成本低。不過，鉛酸電池缺點也較明顯，那就是比能量很低，僅為40W·h/kg左右，快速充電技術也尚未成熟（一般慢充都在8小時以上），而且污染嚴重，受到環(huán)保制約。鋰離子電池

相對來講，其比能量和比功率都很高，可達150W·h/kg和1600W/kg，循環(huán)壽命長，約1200次，且充電時間較短，為2~4h，使用電壓可達到4V，安全性相對較好。但鋰離子電池缺點在于其價格較高、快速充放電性能差、過充和過放電保護性差，影響了其應用和發(fā)展的空間。

鎳氫蓄電池

其的優(yōu)點是比能量和比功率都相對中等，快速充電能力較好，15分鐘可充滿容量的40%~80%，適宜溫度范圍寬。但鎳氫蓄電池循環(huán)使用壽命較短，為600次，價格昂貴，只有期待大批量生產(chǎn)，才有望降低成本。

結語

顯而易見，比能量高、比功率大、價格便宜、易于維護的動力蓄電池才是電動汽車動力源的首選，從上面分析可以得知，每種蓄電池都存在這樣或那樣的問題?？傮w來看，現(xiàn)在的動力電池比能量都較低，以三種電池中性能最好的鋰電池為例，在能量密度上，它與達到10000~12000W·h/kg的汽油相比還相差甚遠，仔細計算，1L汽油約重0.742kg，按車載50L計算，就是滿載37.1kg的汽油，約相當于2968~3091kg鋰電池所含有的電量，如果將汽油機較低的效率計算進去，兩者之間也有約50倍的差距。所以現(xiàn)在電動汽車上安裝的蓄電池數(shù)百公斤重，再加上高昂的價格，電動汽車形成高價格門檻便成為必然。

另外，不同類型電動汽車對電池的要求也不一樣，純電動汽車（PEV）由于只有電池驅動，所以需要較高的比能量，而在一般混合動力汽車（HEV）中，電池往往擔任制動能量回收、輔助起步加速的作用，因而對電池的比功率要求苛刻，所以說要針對不同車型需求來設計作為動力源的動力蓄電池，現(xiàn)階段還沒有完美的設計方法。

2012.09.04

第五篇：電池公司簡介

電池公司簡介：

1.比亞迪股份有限公司：

比亞迪股份有限公司由王傳福創(chuàng)立于1995 年，2002 年7 月31 日在香港主

板發(fā)行上市（股票代碼：1211.HK），是一家擁有IT 和汽車兩大產(chǎn)業(yè)群的高新技 術民營企業(yè)。目前，比亞迪在全國范圍內，已在廣東、北京、陜西、上海等地共 建有九大生產(chǎn)基地，總面積將近700 萬平方米，并在美國、歐洲、日本、韓國、印度、臺灣、香港等地設有分公司或辦事處，現(xiàn)員工總數(shù)已超過13 萬人。比亞迪股份(01211)表示，集團未來均衡發(fā)展旗下汽車、二次充電電池及手

機部件及組裝3 大業(yè)務，預計全年資本開支為50 億元(人民幣，下同)，當中下 半年為20 億元，主要用于廠房建設及提升3 大業(yè)務的產(chǎn)能。

公司于1995年2月成立，是一家具有民營企業(yè)背景的H股上市公司，依靠鎳氫和鋰離子等二次電池起

家，2003年進入汽車行業(yè)，現(xiàn)擁有IT零部件制造

和汽車制造兩大產(chǎn)業(yè)群，是一家集研究、開發(fā)、生產(chǎn)、銷售為一體的國家級高新技術企業(yè).截止2008

年底，該公司總資產(chǎn)額為328.91億元人民幣，凈

資產(chǎn)超過130億人民幣，2008年銷售額約268億

元，利潤總額超過13億元，納稅總額約8.8 億

元。

2.天津力神

力神公司是一家專業(yè)從事高能鋰離子蓄電池的研發(fā)和生產(chǎn)

經(jīng)營的國有股份制高科技企業(yè)，成立于1997年12月25日，是目前國內投資規(guī)模最大、技術水平較高的鋰離子電池專

業(yè)生產(chǎn)企業(yè)之一，產(chǎn)業(yè)規(guī)模穩(wěn)居國內前幾名。注冊資金

8.5億元，總投資28億元，員工總數(shù)6000人；主要生產(chǎn)方

型、圓型、聚合物、動力鋰離子電池電芯，以及相應的電

池集成系統(tǒng)，年產(chǎn)能達2.5億只。其生產(chǎn)線自動化程度

高，生產(chǎn)控制和質量管理體系完善，2008年銷售收入達到

16.8億元人民幣。

力神公司引進國外先進的自動化生產(chǎn)設備，目前已具有2.5 億只電池的年生 產(chǎn)能力，產(chǎn)品包括圓型、方型、聚合物和塑料軟包裝、動力電池四大系列幾百個 型號

3.萬向電動汽車有限公司

萬向電動汽車有限公司成立于2002年3月，是萬向集團

全資子公司，該公司注冊資金1.55億元，占地約8萬平

方米，設有電池、電機、電控等在內的多個事業(yè)部。

該公司目前有員工405人，在動力電池研發(fā)方面，該公

司先后承擔并完成了多項國家和省級科研項目。

萬向集團自1999年起開始研發(fā)以鋰電池為動力的電動

汽車，至今投資已累計超過4億多元，在大功率、高能

量聚合物鋰離子動力電池等方面取得了顯著成果。

用于鋰離子電池產(chǎn)業(yè)化項目

一期工程建設，設備從日本、韓國、美

國進口，已經(jīng)有5條自動化生產(chǎn)線，達

到1000-2000輛電動大客車的電池供應

能力。預期將于2009年8月底竣工，生

產(chǎn)線設計年產(chǎn)能1.28億瓦時；后續(xù)再投

資10億元，計劃通過新廠房建設和引進

大規(guī)模自動化制造設備，準備再增加3-

5條自動化生產(chǎn)線。至2012年萬向將達

到年產(chǎn)1000輛純電動商用車、10億Wh鋰

離子動力電池的產(chǎn)業(yè)規(guī)模。

按照“電池—電機—電控—電動汽車”的發(fā)展戰(zhàn)略，公司在大功率、高能量聚合物鋰離子動力電池、一體化電機及其驅 動控制系統(tǒng)、整車電子控制系統(tǒng)、汽車工程集成技術以及試驗試制平臺等方面取 得了顯著的成果。杉杉股份：鋰電新貴 超常發(fā)展

公司的控股子公司，上海杉杉科技，鋰離子電池正極材料銷售收入后來居上，已經(jīng)成為國內最大，世界前三甲的正極材料供應商。目前公司的鋰離子電池材料 銷售收入已占公司總收入比重已達40%左右，增速極為驚人。中信國安：鋰電上下游一體化 發(fā)展?jié)摿薮?/p>

中信國安盟固利(簡稱MGL)是中信國安股份有限公司控股90%的子公司。MGL

始建于2000 年4 月，主要從事鋰離子二次電池關鍵材料和高能量密度動力鋰離 子二次電池的研發(fā)、生產(chǎn)與銷售。MGL 目前是國內最大的鋰電池正極材料鈷酸鋰 和錳酸鋰的生產(chǎn)廠家，同時也是國內外唯一大規(guī)模生產(chǎn)動力鋰離子二次電池的廠 家。佛塑股份：比亞迪“鐵電池”的合作者

公司與比亞迪共同出資281 萬美元組建合資成立佛山市金輝高科光電材料

有限公司，生產(chǎn)經(jīng)營特種電池用離子滲析微孔薄膜。特種電池用離子滲析微孔薄 膜具有良好的市場前景和優(yōu)厚的利潤空間，本公司協(xié)同該薄膜產(chǎn)品的主要用戶共 同投資介入相關產(chǎn)業(yè)領域，有利于實現(xiàn)產(chǎn)品結構的優(yōu)化調整。隨著鋰電板塊的迅 速發(fā)展，以及比亞迪“鐵電池”的逐步推進，作為比亞迪“鐵電池”合作方的佛 塑股份，有望迎來春天。

此外，咸陽偏轉（000697）控股子公司咸陽威力克技術也相對成熟，但缺乏 資金批量生產(chǎn)。深圳比克

深圳比克公司是一家鋰離子電池的專業(yè)生產(chǎn)廠家，于

2001年成立，注冊資金8260萬美元，2006年5月在美

國NASDAQ(CBAK)上市，員工總數(shù)約6,000人。主要生產(chǎn)方形、圓柱、聚

合物和動力鋰離子電池產(chǎn)品，月產(chǎn)量為3,000萬只。電動工具用小容量磷酸鐵鋰 動力電池已實現(xiàn)了規(guī)?；a(chǎn)。2008年銷售收入達

到17.8 億元人民幣。

未來5年，該公司計劃在動

力電池領域再投資2億美元，其中貸款和融資各1

億美元。

企業(yè)產(chǎn)能：

09年國內車輛用動力電池生產(chǎn)企業(yè)有許多家，但

是水平比較高的企業(yè)不多，目前比較好的企業(yè)及

動力電池年產(chǎn)量有：深圳比亞迪（1.4-1.8億Wh/

年）、深圳比克（0.8-1.2億Wh/年）、天津力神

（1.0-1.2億Wh/年）、東莞ATL（1.0-1.2億Wh/

年）、杭州萬向（1.6-1.8億Wh/年）、蘇州星恒

（3600萬Wh/年）、江蘇春蘭（2600萬Wh/年）、浙江佳貝思（7600萬Wh/年）、浙江賽恩斯（3800

萬Wh/年）、哈爾濱中強（4000萬Wh/年）。其它

企業(yè)的動力電池產(chǎn)量總合不超過2億Wh/年。國內

目前車輛用動力電池產(chǎn)能上限是13億Wh/年。

BY 鋰電池，鎳氫電池，燃料電池：

1.鋰電池：

鋰離子動力電池經(jīng)過十余年發(fā)展，在國內已經(jīng)形成或初具一定的產(chǎn)業(yè)規(guī)?；虍a(chǎn)業(yè)基礎；

2.鎳氫動力電池

鎳氫動力電池的產(chǎn)業(yè)規(guī)模發(fā)展速度遠遠低于鋰離子動力電池；

主要企業(yè)有：春蘭集團、科力遠、中炬高新、湖南神舟、湖南科霸、凱恩股份、四川寶生新能源電池有限公司、淄博正大電源有限公司、江蘇奇能電池有限公司等。

3.燃料電池

燃料電池技術門檻和從業(yè)要求很高，尚達不到產(chǎn)業(yè)化的階段。

主要有：新源動力股份有限公司（分公司有江蘇新源動力有限公司和上海新源動力有限公司）、上海燃料電池汽車動力系統(tǒng)有限公司、博信電池（上海）有限公司、北京長力聯(lián)合能源技術有限公司等。

國際：

主要鋰電池生產(chǎn)廠商：

1.三洋電機（市場份額約為20%）

供應給：大眾集團+鈴木 HEV（約860萬輛）

豐田公司 PHEV

2.松下：

（1）PEVE ：豐田（80.5%）與松下（19.5%）的合資公司，供應給：豐田公司HEV

（2）獲得大半三洋電機股份

（3）參與共同開發(fā)Tesla電動汽車

3.SB LiMotive: 三星（50%）與博世（50%）合資

供應給：寶馬

4.LG化學

供應給：通用PHEV,現(xiàn)代-起亞集團HEV

5.GS湯淺

（1）Blue Energy Japan: GS湯淺（51%）與本田（49%）合資,供應給本田公司HEV

（2）Lithium Energy Japan: GS湯淺（51%），三菱汽車（15%），三菱商事（34%）合資，供應給三菱汽車EV

6.NEC Energy Device(原NEC 東金)

全資子公司NEC（49%）與日產(chǎn)-雷諾集團（51%）合資建立AESC，供應日產(chǎn)-雷諾集團EV,HEV

7.A123 Systems

屬于美國新興企業(yè)

供應給菲絲克汽車PHEV和麥格納國際

8.美國江森自控公司

供應給：福特EV，PHEV

戴勒姆HEV

SB Limotive EV