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电动车电池百科名片 铅酸蓄电池现在的电动车上绝大多数装的是铅酸蓄电池,因为铅酸蓄电池成本低,性价比高。1860年,法国的普朗泰发明出用铅做电极的电池。这种电池的独特之处是,当电池使用一段使电压下降时,可以给它通以反向电流,使电池电压回升。因为这种电池能充电,可以反复使用,所以称它为“铅酸蓄电池”。目录电动车种类 1. 铅酸蓄电池 2. 胶体铅酸蓄电池 3. 镍氢蓄电池(Ni-MH) 4. 锂离子电池铅蓄电池原理图 1. 铅蓄电池 2. 特点 3. 工作原理铅酸蓄电池结构原 锂电池 1. 简介 2. 结构 3. 应用电动车电池保养 保养技巧 1. 严禁存放时亏电 2. 定期检验 3. 避免大电流放电 4. 正确掌握充电时间 5. 防止曝晒 6. 避免充电时插头发热寿命短原因 存在问题电动车种类 1. 铅酸蓄电池 2. 胶体铅酸蓄电池 3. 镍氢蓄电池(Ni-MH) 4. 锂离子电池铅蓄电池原理图 1. 铅蓄电池 2. 特点 3. 工作原理铅酸蓄电池结构原 锂电池 1. 简介 2. 结构 3. 应用电动车电池保养 保养技巧 1. 严禁存放时亏电 2. 定期检验 3. 避免大电流放电 4. 正确掌握充电时间 5. 防止曝晒 6. 避免充电时插头发热寿命短原因 存在问题展开编辑本段电动车种类电动车四大种类蓄电池 1目前能够被电动自行车采用的有以下四种动力蓄电池,即阀控铅酸免维护蓄电池、胶体铅酸蓄电池、镍氢蓄电池和锂离子蓄电池。 科帝蓄电池铅酸蓄电池目前市场上能够大量提供的是铅酸蓄电池,铅酸蓄电池已经有130年的历史了,可以说是使用最多的蓄电池。它的性能可靠,生产工艺成熟,价格也较低。目前已商品化的电动自行车的绝大多数是使用的密封式铅酸蓄电池,使用中不需要补充水分,免维护。其主要化学反应是:PbO2+2H2SO4+Pb充电、放电 PhSO4+2H2O+PhSO4 铅酸蓄电池充电时变成硫酸铅的阴阳两极的海绵状铅把固定在其中的硫酸成分释放到电解液中,分别变成海绵状铅和氧化铅,电解液中的硫酸浓度不断变大;反之放电时阳极中的氧化铅和阴极板上的海绵状铅与电解液中的硫酸发生反应变成硫酸铅,而电解液中的硫酸浓度不断降低。当铅酸蓄电池充电不足时,阴阳两极板的硫酸铅不能完全转化变成海绵状铅和氧化铅,如果长期充电不足,则会造成硫酸铅结晶,使极板硫化,电池品质变劣;反之如果电池过度充电,阳极产生的氧气量大于阴极的吸附能力,使得蓄电池内压增大,导致气体外溢,电解液减少,还可能导致活性物质软化或脱落,电池寿命大大缩短。 铅酸蓄电池重量比能量为28-40 Wh/Kg,体积比能量64-72 Wh/I,太重、太大,而提供的电能较少,使用寿命较短,作为电动自行车的动力电源一般只能够使用一年左右,若是性能差或使用不当的只有二、三个月。此外,铅酸蓄电池还有深度放电能力和低温放电能力较差,不能快速充电(但是近来在铅酸蓄电池的快速充电的研究方面已有些进展)等缺点。铅酸蓄电池的改进型胶体铅酸蓄电池,用胶体电解液代换硫酸电解液,在安全性、蓄电量、放电性能和使用寿命等方面较普通铅酸蓄电池有改善。但是总而言之,从长远看,铅酸蓄电池在电动车上的利用前景不佳。报废的铅酸蓄电池因废弃会造成二次污染,这也是有些地方政府不肯支持电动自行车大量上路的重要原因之一。 胶体铅酸蓄电池胶体蓄电池是对液态电解质的普通铅酸蓄电池的改进。它采用凝胶状电解质,内部无游离的液体存在, 在同等体积下电解质容量大,热容量大,热消散能力强,能避免一般蓄电池易产生的热失控现象;电解质浓度低,对极板腐蚀弱;浓度均匀,不存在酸分层的现象。 上述改进使其在多项重要性能优于阀控式铅酸免维护蓄电池,例如:使用性能稳定,可靠性高,使用寿命长,对环境温度的适应能力(高、低温)强,承受长时间放电能力、循环放电能力、深度放电及大电流放电能力强,有过充电及过放电自我保护,电池在100%放电后仍可继续接在负载上,在几周内充电仍可恢复至原容量等等优点。 镍氢蓄电池(Ni-MH)镍氢蓄电池是九十年代涌现出的电池家族中新秀,发展迅猛。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 它和镍镉蓄电池同属碱性蓄电池,只是以吸藏氢气的合金材料(mh)取代镍镉蓄电池中的负极材料镉cd、电动势仍为1.32v。它具备镍镉蓄电池的所有优异特性,而且能量密度还高于镍镉蓄电池。主要优点是:比能量高(一次充电可行使的距离长);比功率高,在大电流工作时也能平稳放电(加速爬坡能力好);低温放电性能好;循环寿命长;安全可靠,免维护;无记忆效应;对环境不存在任何污染问题,可再生利用,符合持续发展的理念。但是,Ni-MH蓄电池成本太高,价格昂贵。 锂离子电池锂是世界最轻的金属,构成电池时,输出电压近4v。锂离子电池是1990年由日本索尼公司首先推向市场的新型高能蓄电池。其优点是比能量高,是当前比能量最高的蓄电池。已经在便携式信息产品中获得推广应用。1995年,索尼公司又开发成功用于电动车的锂离子蓄电池,共分两种类型:一种是用于纯电动车(EV)容量为100Ah的圆柱形单体电池,称为高能型锂离子蓄电池;另一种是用于混合动力车(HEV),容量为22Ah,8只串联成电池模块,但其输出功率为前者的2.7倍,称为高功率型锂离子电池。高能型电池已于1996年装在日产汽车公司开发的第一辆锂离子电动汽车上(日产Al-traEV),在北京第一届国际电动车展览会上展出。该车一次充电可行驶200km,最高时速120Km/h。 锂离子电池被普遍认为具有如下的优点:比能量大;比功率高;自放电小; 无记忆效应;循环特性好;可快速放电,且效率高;工作温度范围宽;无环境污染等,因此有望进入21世纪最好的动力电源行列。预计在20062012 年期间,当锂离子电池进一步发展时,MH/Ni蓄电池的市场份额将缩小。锂离子市场份额将会扩大。目前也已经有采用锂离子蓄电池的电动自行车产品出售。 由于镍氢蓄电池和锂离子蓄电池是绿色蓄电池,不会因废弃造成二次污染,容易被政府环保部门接受,并且有较好的出口前景,目前虽然价格比较贵,仍有较大降价空间,应该大力提倡。 编辑本段铅蓄电池原理图铅蓄电池铅蓄电池(Sealed Rechargeable Battery):常用的充电电池除了锂电池之外,铅酸电池也是非常重要的一个电池统。但其体积和重量一直无法获得有效的改善,因此目前最常见还是使用在汽车、摩托车发动之上。铅酸电池最大的改良,则是新近采用高效率氧气重组技术完成水份再生,藉此达到完全密封不需加水的目的,而制成的“免加水电池”其寿命可长达4年(单一极板电压 2V)。 特点铅蓄电池的优点是放电时电动势较稳定,缺点是比能量(单位重量所蓄电能)小,对环境腐蚀性强。铅蓄电池的工作电压平稳、使用温度及使用电流范围宽、能充放电数百个循环、贮存性能好(尤其适于干式荷电贮存)、造价较低,因而应用广泛。 铅酸蓄电池图片工作原理铅蓄电池由正极板群、负极板群、电解液和容器等组成。充电后的正极板是棕褐色的二氧化铅(PbO2),负极板是灰色的绒状铅(Pb),当两极板放置在浓度为2737的硫酸(H2SO4)水溶液中时,极板的铅和硫酸发生化学反应,二价的铅正离子(Pb2+)转移到电解液中,在负极板上留下两个电子(2e-)。由于正负电荷的引力,铅正离子聚集在负极板的周围,而正极板在电解液中水分子作用下有少量的二氧化铅(PbO2)渗入电解液,其中两价的氧离子和水化合,使二氧化铅分子变成可离解的一种不稳定的物质氢氧化铅Pb(OH4)。氢氧化铅由4价的铅正离子(Pb4+)和4个氢氧根4(OH)-组成。4价的铅正离子(Pb4+)留在正极板上,使正极板带正电。由于负极板带负电,因而两极板间就产生了一定的电位差,这就是电池的电动势。当接通外电路,电流即由正极流向负极。在放电过程中,负极板上的电子不断经外电路流向正极板,这时在电解液内部因硫酸分子电离成氢正离子(H+)和硫酸根负离子(SO42-),在离子电场力作用下,两种离子分别向正负极移动,硫酸根负离子到达负极板后与铅正离子结合成硫酸铅(PbSO4)。在正极板上,由于电子自外电路流入,而与4价的铅正离子(Pb4+)化合成2价的铅正离子(Pb2+),并立即与正极板附近的硫酸根负离子结合成硫酸铅附着在正极上。 随着蓄电池的放电,正负极板都受到硫化,同时电解液中的硫酸逐渐减少,而水分增多,从而导致电解液的比重下降在实际使用中,可以通过测定电解液的比重来确定蓄电池的放电程度。在正常使用情况下,铅蓄电池不宜放电过度,否则将使和活性物质混在一起的细小硫酸铅晶体结成较大的体,这不仅增加了极板的电阻,而且在充电时很难使它再还原,直接影响蓄池的容量和寿命。铅蓄电池充电是放电的逆过程。 铅酸蓄电池充、放电化学反应的原理方程式如下: 正极:PbO2 + 2e + SO4 2- + 4H+ = PbSO4 + 2H2O 负极:Pb -2e + SO4 2- = PbSO4 总反应:PbO2 + 2 H2SO4 + Pb = 2 PbSO4 + 2H2O 编辑本段铅酸蓄电池结构原 Parts组件材料作用正极正极为铅-锑-钙合金栏板,内含氧化铅为活性物质保证足够的容量 长时间使用中保持蓄电池容量,减小自放电负极负极为铅-锑-钙合金栏板,内含海绵状纤维活性物质保证足够的容量 长时间使用中保持蓄电池容量,减小自放电隔板先进的多微孔AGM隔板保持电解液,防止正极裕负极短路。隔板采用无纺超细玻璃纤维,在硫酸中化学性能稳定。多孔结构有助于保持活性物质反应所需的电解液防止正负极短路 保持电解液 防止活性物质从电极表面脱落电解液在电池的电化学反应中,硫酸作为电解液传导离子使电子能在电池正负极活性物质间转移外壳和盖子在没有特别说明下,外壳和盖子为ABS树脂提供电池正负极组合栏板放置的空间 具有足够的机械强度可承受电池内部压力安全阀材质为具有优质耐酸和抗老化的合成橡胶。帽状阀中有氯丁二烯橡胶制成的单通道排气阀电池内压高于正常压力时释放气体,保持压力正常 阻止氧气进入端子根据电池的不同,正负极端子可为连接片、棒状、螺柱或引出线。端子的密封为可靠的粘结剂密封。 密封件的颜色:红色为正极,黑色为负极密封端子有助于大电流放电和长的使用寿命编辑本段锂电池简介锂电池是一类由锂金属或锂合金为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。最早出现的锂电池来自于伟大的发明家爱迪生,使用以下反应: Li+MnO2=LiMnO2 该反应为氧化还原反应,放电。 由于锂金属的化学特性非常活泼,使得锂金属的加工、保存、使用,对环境要求非常高。所以,锂电池长期没有得到应用。 但现在锂电池已经成为了主流。 1 具有更高的能量重量比和能量体积比 2、电压高,单节锂电池电压为3.6V,约等于3只镍镉或镍氢充电电池的串联电压; 3、自c; 4、锂电池安全性能较差; 什么是比能量呢?比能量指的是单位重量或单位体积的能量。比能量用Wh/kg或Wh/L来表示。Wh是能量的单位,W是瓦、h是小时;kg是千克(重量单位),L是升(体积单位)。
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