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從電動(dòng)汽車發(fā)展看鉛酸電池未來趨勢(shì)
時(shí)間:2019年08月23日    瀏覽:1001次

8月12日,中汽協(xié)發(fā)布數(shù)據(jù)顯示,7月中國(guó)新能源乘用車與商用車?yán)塾?jì)銷量為8萬輛,同比下跌4.7%。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來看,7月新能源汽車銷售出現(xiàn)的負(fù)增長(zhǎng)只是暫時(shí)的。8月對(duì)于中國(guó)的新能源汽車行業(yè)而言,意味著汽車銷售不再能過度依賴于補(bǔ)貼。對(duì)于市場(chǎng)發(fā)展而言,終將依靠需求和有效的供給來驅(qū)動(dòng),補(bǔ)貼的影響也終將會(huì)越來越小。從這個(gè)意義上來講,汽車銷售市場(chǎng)必將會(huì)逐漸的回歸到正常和理性的發(fā)展路線上。


截至2019年7月,我國(guó)動(dòng)力電池2019年的產(chǎn)量累計(jì)為49.2GWh,其中三元電池產(chǎn)量累計(jì)31.7GWh,占總產(chǎn)量64.5%;磷酸鐵鋰電池產(chǎn)量累計(jì)15.3GWh,占總產(chǎn)量31.1%;其他材料電池產(chǎn)量累計(jì)2.1GWh,占總產(chǎn)量4.3%。


目前,除了動(dòng)力鋰電池外,我國(guó)動(dòng)力蓄電池的需求量增長(zhǎng)也很明朗。隨著電動(dòng)汽車的發(fā)展,與其配套的鉛酸蓄電池也得到了相應(yīng)的發(fā)展。蓄電池的使用壽命是制約著電動(dòng)汽車發(fā)展的重要因素之一,所以,提高鉛蓄電池的使用壽命至關(guān)重要。影響鉛酸蓄電池使用壽命的因素主要包括,與之相配套的充電器、自身質(zhì)量、用戶使用方式是否正確等。

提高蓄電池質(zhì)量,可以從鉛膏及固化入手,鉛膏添加劑是從事鉛酸電池研究的人員長(zhǎng)期研究的內(nèi)容之一,鉛膏主要作用是改善正極的導(dǎo)電性能,增加正極的孔率,改善負(fù)極充電接受能力和防止極板的硫鹽化。多數(shù)充電器在指示燈變燈指示充滿電以后,電池充入電量可能是97%~99%。雖然僅欠充電1%~3%的電量,對(duì)續(xù)行能力的影響幾乎可以忽略,但是也會(huì)形成欠充電積,所以電池充滿電變燈以后還是盡可能繼續(xù)進(jìn)行浮充電,這樣對(duì)抑制電池硫化也是有好處的。

目前,除了動(dòng)力鋰電池外,我國(guó)動(dòng)力蓄電池的需求量增長(zhǎng)也很明朗。電動(dòng)汽車所用的動(dòng)力鉛酸蓄電池種類多樣化,包括雙極性鉛酸蓄電池、水平鉛酸蓄電池,以及卷式電池等。雙極性密封鉛酸蓄電池最早是由美國(guó)Arias公司開發(fā)的,是一面有正極活性物質(zhì),另一面有負(fù)極活性物質(zhì)的堅(jiān)實(shí)薄片極板的電池,具有較高的比能量。

普通鉛酸電池的極板是豎立著放置的,而雙極性鉛酸蓄電池的電極是平臥著放置的。電極水平臥著放置是為了防止電解液層化,和活性物質(zhì)剝離,以及便于采用輕量薄形電極基片。通過采用雙極性結(jié)構(gòu),大大減輕了鉛酸電池的質(zhì)量,提高了設(shè)計(jì)效率。如表1,是對(duì)傳統(tǒng)的12V12Ah鉛酸電池與雙極性24V12Ah鉛酸電池零件分解質(zhì)量的比較。


雙極性鉛酸蓄電池與其他蓄電池相比,具有多方面的顯著優(yōu)點(diǎn),包括成本低、能量高、容量大、技術(shù)安全、不污染環(huán)境、不需要維護(hù),以及壽命長(zhǎng)等。水平鉛酸蓄電池最早是由美國(guó)Electrosource公司開發(fā)的,免維護(hù)、輕量的水平密封鉛酸電池,比功率較大,比能量也高于普通的鉛酸電池。

水平鉛酸蓄電池的專利技術(shù)是將玻璃纖維表面冷擠壓鍍覆鉛錫合金,玻璃纖維確保了高的拉伸強(qiáng)度,消除了對(duì)鉛添加劑的需求,鉛顆粒結(jié)構(gòu)具有很高的腐蝕阻抗性 。生產(chǎn)水平電池的過程是,將復(fù)合鉛絲織成鉛布作為正負(fù)極的基極,代替鑄造板柵,減輕了質(zhì)量,并大大的提高了耐腐蝕性,采用復(fù)合鉛絲可減少常規(guī)電池所需的67%的鉛。

這種電池采用準(zhǔn)雙極結(jié)構(gòu),在一塊平面鉛布上,一邊涂正膏,一邊涂負(fù)膏,中間有導(dǎo)電用的鉛絲,并涂有絕緣高分子涂層,以防正負(fù)極短路和自放電。水平電池的主要不足是深循環(huán)壽命低,研究者正在積極開發(fā)提高水平電池循環(huán)壽命的方法。水平電池是如今鉛酸蓄電池中發(fā)展比較好的,隨著水平電池壽命的提高,必將會(huì)在很大程度上提高其作為電動(dòng)汽車車用動(dòng)力電池的競(jìng)爭(zhēng)力。

卷式電池最早是由瑞典OPTIMA公司開發(fā),并且在非洲、亞洲、歐洲及南美等多個(gè)國(guó)家銷售。卷式電池采用電池單元螺旋卷繞技術(shù),將正極板、固體酸和負(fù)極板緊緊地螺旋卷繞成卷。正極板采用氧化鉛,負(fù)極板采用超純鉛,極板很薄,正負(fù)極夾玻璃棉隔板并緊緊地卷繞成卷,可保持穩(wěn)定的組裝壓力,內(nèi)阻極低,大電流放電性能較好。卷式電池獨(dú)特的螺旋卷繞結(jié)構(gòu)決定了它在抗震動(dòng),和沖擊方面的性能要優(yōu)于平板式的電池。

根據(jù)測(cè)試,卷式電池至少能抗4級(jí)震動(dòng)12h,以及6級(jí)震動(dòng)4h后一點(diǎn)也不損壞,而傳統(tǒng)電瓶則最多能抗4級(jí)震動(dòng)4h,以及6級(jí)震動(dòng)1h后便不能用了。

目前,電動(dòng)汽車所使用的動(dòng)力電池主要是密封的鉛酸電池,金屬氰化物鎳電池和鋰離子電池是鉛酸電池的主要競(jìng)爭(zhēng)者。所以,只有進(jìn)一步從改進(jìn)柵板合金、采用活性物質(zhì)添加劑、薄極板、雙性技術(shù)、交替技術(shù)、卷繞技術(shù)等方面進(jìn)行研究,來提高深放電循環(huán)使用壽命,才能提高鉛酸電池的競(jìng)爭(zhēng)力。

雖然鋰電池近年來勢(shì)頭迅猛,發(fā)展前景廣闊。不過,隨著電池技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展,鉛酸電池在未來的市場(chǎng)上依然會(huì)具有較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。

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