电动汽车电池的分类及性能参数

电动汽车电池的分类及性能参数

电池的分类

电动汽车用电池为化学电源，它的分类方法很多。按电解液分为：

a.碱性电池。即电解液为碱性水溶液的电池；

b.酸性电池。即电解液为酸性水溶液的电池；

c.中性电池。即电解液为中性水溶液的电池；

d.有机电解质溶液电池。即电解液为有机电解质溶液的电池。

按活性物质的存在方式分为：

a.活性物质保存在电极上。可分为一次电池(非再生式，原电池)和

二次电池(再生式，蓄电池)；

b.活性物质连续供给电极。可分为非再生燃料电池和再生燃料电池。按电池的某些特点分为：

a.高容量电池；

b.免维护电池；

c.密封电池；

d.燃结式电池；

e.防爆电池；

f.扣式电池、矩形电池、圆柱形电池等。

尽管由于化学电源品种繁多，用途广泛，外形差别大，使上述分类方法难以统一，但习惯上按其工作性质及存贮方式不同，一般分为四类：

a. 一次电池

一次电池，又称“原电池”，即放电后不能用充电的方法使它复原的电池。换言之，这种电池只能使用一次，放电后电池只能被遗弃了。这类电池不能再充电的原因，或是电池反应本身不可逆，或是条件限制使可逆反应很难进行。如：

锌锰干电池 Zn│NH4Cl·ZnCl2│MnO2(C)

锌汞电池 Zn│KOH│HgO

银锌电池 Zn│KOH│Ag2O

b．二次电池

二次电池，又称“蓄电池”，即放电后又可用充电的方法使活性物质复原而能再次放电，且可反复多次循环使用的一类电池。这类电池实际上是一个化学能量贮存装置，用直流电将电池充足，这时电能以化学能的形式贮存在电池中，放电时，化学能再转换为电能。如：铅酸电池 Pb│H2SO4│PbO2

镍镉电池 Cd│KOH│NiOOH

镍氢电池 H2│KOH│NiOOH

锂离子电池 LiCoO2│有机溶剂│6C

锌空气电池 Zn│KOH│O2(空气)

c.贮备电池

贮备电池，又称“激活电池”，是正、负极活性物质和电解液不直接接触，使用前临时注入电解液或用其他方法使电池激活的一类电池。这类电池的正、负极活性物质的化学变质或自放电，因与电解液的隔离而基本上被排除，从而使电池能长时间贮存。如：镁银电

池Mg│MgCl2│AgCl；钙热电池Ca│LiCl-KCl│CaCrO4(Ni)；铅高氯酸电池 Pb│HclO4│PbO2

d. 燃料电池

燃料电池，又称“连续电池”，即只要活性物质连续地注入电池，就能长期不断地进行放电的一类电池。它的特点是电池自身只是一个载体，可以把燃料电池看成一种需要电能时将反应物从外部送入电池的一种电池。

电动汽车电池的性能参数

化学电池品种繁多，性能各异。常用以表征其性能的指标有：电性能、机械性能、贮存性能等，有时还包括使用性能和经济成本。我们主要介绍其电性能和贮存性能。电性能包括：电动势、额定电压、开路电压、工作电压、终止电压、充电电压、内阻、容量、比能量和比功率、贮存性能和自放电、寿命等。贮存性能主要取决于电池的自放电大小。

⑴电动势

电池的电动势，又称电池标准电压或理论电压，为电池断路时正负两极间的电位差。电池的电动势可以从电池体系热力学函数自由能的变化计算而得。

⑵额定电压

额定电压(或公称电压)，系指该电化学体系的电池工作时公认的标准电压。例如，锌锰干电池为1.5V，镍镉电池为1.2V，铅酸蓄电池为2V，锂离子电池为3.6V。

⑶开路电压

电池的开路电压是无负荷情况下的电池电压。开路电压不等于电池的电动势。必须指出，电池的电动势是从热力学函数计算而得到的，而电池的开路电压则是实际测量出来的。

⑷工作电压

系指电池在某负载下实际的放电电压，通常是指一个电压范围。例如，铅酸蓄电池的工作电压在2V～1.8V；镍氢电池的工作电压在

1.5V～1.1V；锂离子电池的工作电压在3.6V～

2.75V。

⑸终止电压

系指放电终止时的电压值，视负载和使用要求不同而异。以铅酸蓄电池为例：电动势为2.1V，额定电压为2V，开路电压接近2.15V，工作电压为2V～1.8V，放电终止电压为1.8V～1.5V(放电终止电压根据放电率的不同，其终止电压也不同)。

⑹充电电压

系指外电路直流电压对电池充电的电压。一般的充电电压要大于电池的开路电压，通常在一定的范围内。例如，镍镉电池的充电压在1.45V～1.5V；锂离子电池的充电压在4.1V～4.2V；铅酸蓄电池的充电压在2.25V～2.5V。

⑺内阻

蓄电池的内阻包括：正负极板的电阻，电解液的电阻，隔板的电阻和连接体的电阻等。

a.正负极板电阻

目前普遍使用的铅酸蓄电池正、负极板为涂膏式，由铅锑合金或铅钙合金板栅架和活性物质两部分构成。因此，极板电阻也由板栅电阻和活性物质电阻组成。板栅在活性物质内层，充放电时，不会发生化学变化，所以它的电阻是板栅的固有电阻。活性物质的电阻是随着电池充放电状态的不同而变化的。

当电池放电时，极板的活性物质转变为硫酸铅(PbSO4)，硫酸铅含量越大，其电阻越大。而电池充电时将硫酸铅还原为铅(Pb)，硫酸铅含量越小，其电阻越小。

b.电解液电阻

电解液的电阻视其浓度不同而异。在规定的浓度范围内一旦选定某一浓度后，电解液电阻将随充放电程度而变。电池充电时，在极板活性物质还原的同时电解液浓度增加，其电阻下降；电池放电时，在极板活性物质硫酸化的同时电解液浓度下降，其电阻增加。

c.隔板电阻

隔板的电阻视其孔率而异，新电池的隔板电阻是趋于一个固定值，但随电池运行时间的延长，其电阻有所增加。因为，电池在运行过程中有些铅渣和其他沉积物在隔板上，使得隔板孔率有所下降而增加了电阻。

d.连接体电阻

连接体包括单体电池串联时连接条等金属的固有电阻，电池极板间的连接电阻，以及正、负极板组成极群的连接体的金属电阻，若焊接和连接接触良好，连接体电阻可视为一固定电阻。