新能源汽車中的電池技術(shù)

1、新能源汽車中的電池技術(shù)匯報(bào)人：X X X新能源汽車中的電池技術(shù)新能源汽車中的電池技術(shù)Contents目錄新能源汽車的發(fā)展背景1新能源汽車介紹2新能源汽車的電池技術(shù)3市售新能源汽車4匯報(bào)人：秦寧匯報(bào)人：秦寧新能源汽車中的電池技術(shù)新能源汽車中的電池技術(shù)汽車工業(yè)面臨的三大問(wèn)題標(biāo)題框及正文框中的文字可直接改為您所需文字更改文字環(huán)境污染溫室效應(yīng)石油短缺新能源汽車中的電池技術(shù)新能源汽車中的電池技術(shù)根據(jù)歐洲JRC 的預(yù)測(cè)，到2030年可再生能源在總能源結(jié)構(gòu)中將占到30%以上；2040 年可再生能源將占總能耗50%以上，；到21 世紀(jì)末可再生能源在能源結(jié)構(gòu)中占到80%以上。（圖片由歐盟聯(lián)合研究中心提供）石油短

2、缺新能源汽車中的電池技術(shù)新能源汽車中的電池技術(shù)我國(guó)已連續(xù)3年成為世界機(jī)動(dòng)車產(chǎn)銷第一大國(guó)，機(jī)動(dòng)車污染已成空氣污染的重要來(lái)源。環(huán)境保護(hù)部將進(jìn)一步加大工作力度，從行業(yè)發(fā)展規(guī)劃、城市公共交通、清潔燃油供應(yīng)等方面采取綜合措施，協(xié)調(diào)推進(jìn)“車、油、路”同步發(fā)展，大力防治機(jī)動(dòng)車尾氣排放對(duì)大氣環(huán)境和人民群眾健康的影響。環(huán)境污染新能源汽車中的電池技術(shù)新能源汽車中的電池技術(shù)汽車的發(fā)展01汽車總量02數(shù)量增速03 占全球比例新能源汽車中的電池技術(shù)新能源汽車中的電池技術(shù)新能源汽車的發(fā)展從新能源汽車的發(fā)展來(lái)看，各國(guó)扶持補(bǔ)貼政策起到了重大作用，這與光伏行業(yè)扶持補(bǔ)貼具有類似性，只是新能源汽車比光伏行業(yè)落后一個(gè)階段。隨著第二階

3、段扶持補(bǔ)貼政策作用的逐漸顯現(xiàn)，以及目前各國(guó)的持續(xù)性投入，新能源汽車逐漸進(jìn)入收獲階段。指采用非常規(guī)車用燃料作為動(dòng)力來(lái)源（或使用常規(guī)車用燃料、采用新型車載動(dòng)力裝置），綜合車輛的動(dòng)力控制和驅(qū)動(dòng)方面的先進(jìn)技術(shù)，形成的技術(shù)原理先進(jìn)、具有新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)的汽車。新能源汽車概念純電動(dòng)汽車（BEV）、混合動(dòng)力汽車（油氣混合、油電混合）、燃料電池電動(dòng)汽車（FCEV）、燃?xì)馄嚕ㄒ夯烊粴?、壓縮天然氣）、液化石油氣汽車、氫能源動(dòng)力汽車、太陽(yáng)能汽車和其他新能源（如高效儲(chǔ)能器）汽車等。新能源汽車類型電池技術(shù)、電機(jī)技術(shù)、電控技術(shù)。新能源汽車的關(guān)鍵技術(shù)鉛酸蓄電池、鎳氫電池、鋰離子電池、燃料電池、太陽(yáng)能電池、其他動(dòng)力電池。新

4、能源汽車的電池種類新能源汽車中的電池技術(shù)新能源汽車中的電池技術(shù)新能源汽車中的電池技術(shù)新能源汽車中的電池技術(shù)純電動(dòng)汽車（BEV）01純電動(dòng)汽車概念純電動(dòng)汽車是指以車載電源為動(dòng)力，用電機(jī)驅(qū)動(dòng)車輪行駛的車輛。一般采用高效率充電電池為動(dòng)力源。電動(dòng)汽車的電動(dòng)機(jī)相當(dāng)于傳統(tǒng)汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)，蓄電池相當(dāng)于原來(lái)的油箱，由于電能是二次能源，可以來(lái)源于風(fēng)能、水能、熱能、太陽(yáng)能等多種方式。02純電動(dòng)汽車結(jié)構(gòu)電動(dòng)汽車由底盤(pán)、車身、電池組、電動(dòng)機(jī)、控制器和輔助設(shè)施蓄電池六部分組成。由電動(dòng)機(jī)、電池組和控制器等組成的電力驅(qū)動(dòng)及控制系統(tǒng)是電動(dòng)汽車的核心，也是區(qū)別于內(nèi)燃機(jī)汽車的最大不同點(diǎn)。新能源汽車中的電池技術(shù)新能源汽車中的電池技術(shù)

5、03純電動(dòng)車的工作原理純電動(dòng)汽車主要由蓄電池、電動(dòng) / 發(fā)電機(jī)等部件組成。蓄電池向電動(dòng)機(jī)提供電能來(lái)驅(qū)動(dòng)汽車。在制動(dòng)或減速時(shí)，電機(jī)作為發(fā)電機(jī)來(lái)回收能量。新能源汽車中的電池技術(shù)新能源汽車中的電池技術(shù)04純電動(dòng)汽車的特點(diǎn)一二三四無(wú)污染，噪音小。電動(dòng)汽車無(wú)內(nèi)燃機(jī)汽車工作時(shí)產(chǎn)生的廢氣，不產(chǎn)生排氣污染，對(duì)環(huán)境保護(hù)和空氣的潔凈是十分有益的，幾乎是“零污染”。電動(dòng)汽車無(wú)內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)生的噪聲，電動(dòng)機(jī)的噪聲也較內(nèi)燃機(jī)小。能源轉(zhuǎn)化效率高。同時(shí)可回收制動(dòng)、下坡時(shí)的能量，提高能量的利用效率；在城市運(yùn)行，電動(dòng)汽車停車時(shí)不消耗電量，使其能源效率已超過(guò)汽油機(jī)汽車；同樣的原油經(jīng)過(guò)粗煉，送至電廠發(fā)電，經(jīng)充入電池，再由電池驅(qū)動(dòng)汽車，其

6、能量利用效率比經(jīng)過(guò)精煉變?yōu)槠停俳?jīng)汽油機(jī)驅(qū)動(dòng)汽車高。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維修方便。電動(dòng)汽車較內(nèi)燃機(jī)汽車結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)轉(zhuǎn)、傳動(dòng)部件少，維修保養(yǎng)工作量小。當(dāng)采用交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)時(shí)，電機(jī)無(wú)需保養(yǎng)維護(hù)，更重要的是電動(dòng)汽車易操縱。平抑電網(wǎng)的峰谷差?？稍谝归g利用電網(wǎng)的廉價(jià)“谷電”進(jìn)行充電，起到平抑電網(wǎng)的峰谷差的作用。五動(dòng)力電源使用成本高，續(xù)駛里程短。目前電動(dòng)汽車尚不如內(nèi)燃機(jī)汽車那樣技術(shù)成熟，尤其是動(dòng)力電源（電池）的壽命短使用成本高；電池的儲(chǔ)能量小，一次充電后行駛里程不理想。新能源汽車中的電池技術(shù)新能源汽車中的電池技術(shù)電力驅(qū)動(dòng)及其控制技術(shù)電動(dòng)汽車整車技術(shù)電池及能量管理技術(shù)電池技術(shù)電動(dòng)汽車用電池的主要性能指標(biāo)是比能量(E

7、)、能量密度(Ed)、比功率(P)、循環(huán)壽命(L)和成本(C)等。要使電動(dòng)汽車能與燃油汽車相競(jìng)爭(zhēng)，關(guān)鍵就是要開(kāi)發(fā)出比能量高、比功率大、使用壽命長(zhǎng)的高效電池。電動(dòng)汽車車用動(dòng)力蓄電池經(jīng)過(guò)3代發(fā)展，已取得了突破性的進(jìn)展。05純電動(dòng)汽車的關(guān)鍵技術(shù)能量管理技術(shù)在電動(dòng)汽車上實(shí)現(xiàn)能量管理的難點(diǎn)，在于如何根據(jù)所采集的每塊電池的電壓、溫度和充放電電流的歷史數(shù)據(jù)，來(lái)建立一個(gè)確定每塊電池還剩余多少能量的較精確的數(shù)學(xué)模型。新能源汽車中的電池技術(shù)新能源汽車中的電池技術(shù)混合動(dòng)力汽車（HEV）01混合動(dòng)力汽車概念混合動(dòng)力汽車多采用傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)和電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力源，通過(guò)混合使用熱能和電力兩套系統(tǒng)開(kāi)動(dòng)汽車。使用的內(nèi)燃機(jī)既有柴油機(jī)

8、又有汽油機(jī)，因此可以使用傳統(tǒng)汽油或者柴油，也有的發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)過(guò)改造使用其他替代燃料，例如壓縮天然氣、丙烷和乙醇燃料等。使用的電動(dòng)力系統(tǒng)中包括高效強(qiáng)化的電動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)和蓄電池。蓄電池使用的有鉛酸電池、鎳錳氫電池和鋰電池，將來(lái)應(yīng)該還能使用氫燃料電池。新能源汽車中的電池技術(shù)新能源汽車中的電池技術(shù)02混合動(dòng)力汽車的工作原理按發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)的耦合方式不問(wèn)，可分為串聯(lián)式混合動(dòng)力汽車(SHFV)、并聯(lián)式混合動(dòng)力汽車(PHEV)、混聯(lián)式（中、并聯(lián)式）混合動(dòng)力汽車（PSHEV）三種形式。1串聯(lián)式混合動(dòng)力汽車串聯(lián)式混合動(dòng)力汽車新能源汽車中的電池技術(shù)新能源汽車中的電池技術(shù)2并聯(lián)式混合動(dòng)力汽車并聯(lián)式混合動(dòng)力汽車新能源汽車

9、中的電池技術(shù)新能源汽車中的電池技術(shù)3混聯(lián)式混合動(dòng)力汽車混聯(lián)式混合動(dòng)力汽車新能源汽車中的電池技術(shù)新能源汽車中的電池技術(shù)03混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的特點(diǎn)混合動(dòng)力汽車是將原動(dòng)機(jī)、電動(dòng)機(jī)、能量存儲(chǔ)裝置等組合在一起，它們之間的良好匹配和優(yōu)化控制，可充分發(fā)揮內(nèi)燃機(jī)汽車和電動(dòng)汽車的優(yōu)點(diǎn)，避免各自的不足。由于有原動(dòng)機(jī)作為輔助動(dòng)力，蓄電池的數(shù)量和質(zhì)量可以減少，因此汽車自身重量可以減小。1汽車的續(xù)駛里程和動(dòng)力性可達(dá)到內(nèi)燃機(jī)水平。2借助原動(dòng)機(jī)的動(dòng)力，可帶動(dòng)空調(diào)、真空動(dòng)力、轉(zhuǎn)向助力及其它輔助電器，無(wú)需消耗蓄電池組有限的電能。3可使原動(dòng)機(jī)在最佳的工況區(qū)域穩(wěn)定運(yùn)行，避免或減少了發(fā)動(dòng)機(jī)變工況下的不良運(yùn)行，使得發(fā)動(dòng)機(jī)的排污和油耗大

10、為降低。1在人口密集的商業(yè)區(qū)、居民區(qū)等地可用純電動(dòng)方式驅(qū)動(dòng)車輛，實(shí)現(xiàn)零排放。2可通過(guò)電動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力，因此可配備功率較小的發(fā)動(dòng)機(jī)，并可通過(guò)電動(dòng)機(jī)回收制動(dòng)、減速時(shí)的能量，進(jìn)一步降低能耗和排污。3與純電動(dòng)汽車相比與純電動(dòng)汽車相比與內(nèi)燃機(jī)汽車相比與內(nèi)燃機(jī)汽車相比先進(jìn)車輛控制技術(shù)的應(yīng)用能量再生制動(dòng)回收系統(tǒng)新能源汽車中的電池技術(shù)新能源汽車中的電池技術(shù)04混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的關(guān)鍵技術(shù)動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)匹配動(dòng)力電池及其管理系統(tǒng)整車能量管理控制系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)及其控制技術(shù)動(dòng)力電池及其管理系統(tǒng)動(dòng)力電池是混合動(dòng)力汽車的基本組成單元，其性能直接影響驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的性能，從而影響整車的燃油經(jīng)濟(jì)性和排放性能。能否開(kāi)發(fā)適合混合動(dòng)力汽車的

11、專用動(dòng)力電池是決定混合動(dòng)力汽車能否大量推廣使用的重要因素之一。如何全面、準(zhǔn)確的對(duì)動(dòng)力電池進(jìn)行管理，是決定電池能否發(fā)揮最佳效能的重要因素。整車能量管理控制系統(tǒng)混合動(dòng)力汽車的整車能量控制系統(tǒng)的主要功能是進(jìn)行整車功率控制和工作模式切換的控制。整車能量控制必須通過(guò)有效地控制混合動(dòng)力系統(tǒng)的工作才能實(shí)現(xiàn)，此外，能量控制還需考慮其他車載電氣附件和機(jī)械附件的能量消耗，如空調(diào)、動(dòng)力轉(zhuǎn)向、制動(dòng)助力等系統(tǒng)的能耗，以綜合考慮整車的能量使用。新能源汽車中的電池技術(shù)新能源汽車中的電池技術(shù)燃料電池電動(dòng)汽車（FCEV）01燃料電池電動(dòng)汽車的概念燃料電池電動(dòng)汽車是采用燃料電池作為電源，是一種節(jié)能、無(wú)污染、環(huán)保型的汽車，是未來(lái)汽

12、車發(fā)展的一條重要的技術(shù)路線。新能源汽車中的電池技術(shù)新能源汽車中的電池技術(shù)02燃料電池汽車的結(jié)構(gòu)燃料電池汽車主要由貯氫罐、燃料電池組、電機(jī)控制系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、超級(jí)電容或輔助蓄電池及熱交換器等部件組成。03燃料電池電動(dòng)汽車的工作原理使氫在汽車搭載的燃料電池中，與大氣中的氧發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生出電能發(fā)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)汽車中的機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，進(jìn)而帶動(dòng)汽車的前后萬(wàn)象軸、后橋等行走機(jī)械結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)動(dòng)車輪驅(qū)動(dòng)汽車。核心部件燃料電池采用的能源的直接來(lái)源就是石化裂解反應(yīng)提取的純液化氫；間接來(lái)源是甲醇、天然氣、汽油等烴類化學(xué)物質(zhì)。新能源汽車中的電池技術(shù)新能源汽車中的電池技術(shù)03燃料電池電動(dòng)汽車的特點(diǎn)效率高續(xù)駛里程長(zhǎng)

13、設(shè)計(jì)方便靈活制造成本和使用成本過(guò)高輔助設(shè)備復(fù)雜啟動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)優(yōu)缺點(diǎn)低噪聲綠色環(huán)保過(guò)載能力強(qiáng)新能源汽車中的電池技術(shù)新能源汽車中的電池技術(shù)燃料電池反應(yīng)中需要使用貴金屬鉑作為催化劑，使得成本居高不下。催化材料在后續(xù)使用中，儲(chǔ)存和運(yùn)輸氫成本高昂，氫的儲(chǔ)存條件很嚴(yán)格，一般主要有高壓氣態(tài)、低壓液態(tài)兩種儲(chǔ)存方法，但這兩種方法的單位能量所占體積都非常大，且設(shè)備昂貴。氫的存儲(chǔ)運(yùn)輸加氫站等配套設(shè)施不夠完善，如何提高加氫站安全性也需要高額的前期投入。配套設(shè)施建設(shè)04燃料電池電動(dòng)汽車的的發(fā)展瓶頸新能源汽車中的電池技術(shù)新能源汽車中的電池技術(shù)05燃料電池電動(dòng)汽車的關(guān)鍵技術(shù)整車布置車載儲(chǔ)氫系統(tǒng)車載蓄電系統(tǒng)燃料電池系統(tǒng)燃料電池系

14、統(tǒng)燃料電池是燃料電池汽車發(fā)展的最關(guān)鍵技術(shù)之一，燃料電池系統(tǒng)的核心是燃料電池堆。燃料電池堆技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)可用耐久性、低溫啟動(dòng)溫度、凈輸出比功率以及制造成本4個(gè)要素來(lái)評(píng)判。多能源動(dòng)力系統(tǒng)的能量管理策略電動(dòng)機(jī)及其控制技術(shù)整車與動(dòng)力系統(tǒng)的參數(shù)選擇與優(yōu)化整車熱管理車載儲(chǔ)氫系統(tǒng)儲(chǔ)氫技術(shù)是氫能利用走向規(guī)?；瘧?yīng)用的關(guān)鍵。目前，常見(jiàn)的車載儲(chǔ)氫技術(shù)系統(tǒng)有高壓儲(chǔ)氫、低溫儲(chǔ)氫和金屬氫化物儲(chǔ)氫3種基本方法。如何有效減小儲(chǔ)氫系統(tǒng)的重量與體積，是車載儲(chǔ)氫技術(shù)研發(fā)的重點(diǎn)。理想的方法是采用儲(chǔ)氫材料與高壓儲(chǔ)氫復(fù)合的儲(chǔ)氫新模式。該模式的難點(diǎn)在于開(kāi)發(fā)吸、放氫性能好，成型加工型良好、質(zhì)量輕的儲(chǔ)氫材料。新能源汽車中的電池技術(shù)新能源汽車中的

15、電池技術(shù)電動(dòng)汽車用動(dòng)力電池電動(dòng)汽車對(duì)動(dòng)力電池的要求車用動(dòng)力電池電動(dòng)汽車比能量高。比能量高。以提高續(xù)駛里程，減小汽車重量，縮小安裝電池的空間。1比 功 率 大 。比 功 率 大 。 以 提 高 加 速 行 駛 、 爬 坡 和 負(fù) 載 行 駛 的 性 能 。2循環(huán)壽命長(zhǎng)。循環(huán)壽命長(zhǎng)。增加電池正常周期內(nèi)的行駛里程數(shù)，降低成本。3均勻一致性良好。均勻一致性良好。以避免性能差的單節(jié)電池影響電池組的使用性能。4高低溫性能好、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)。高低溫性能好、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)。以適應(yīng)不同的地理環(huán)境和氣溫條件。5安全性好。安全性好。以避免泄漏、撞擊等意外引起的起火或爆炸等危險(xiǎn)事故。6價(jià) 格 低 廉 。價(jià) 格 低 廉 。

16、 降 低 電 池 制 造 成 本 ， 以 提 高 市 場(chǎng) 競(jìng) 爭(zhēng) 力 。7綠色、環(huán)保。綠色、環(huán)保。要求電池材料環(huán)境友好、無(wú)二次污染，且可再生利用。8分類方法分類方法電池種類電池種類按工作性質(zhì)按工作性質(zhì)原電池、原電池、蓄電池蓄電池、燃料電池燃料電池、儲(chǔ)備電池、儲(chǔ)備電池按電解質(zhì)按電解質(zhì)酸性電池、堿性電池、中性電池、有機(jī)電解質(zhì)電池、非水無(wú)機(jī)電解質(zhì)電酸性電池、堿性電池、中性電池、有機(jī)電解質(zhì)電池、非水無(wú)機(jī)電解質(zhì)電池、固體電解質(zhì)電池池、固體電解質(zhì)電池按電池的特性按電池的特性高容量電池、密封電池、高功率電池、免維護(hù)電池、防爆電池高容量電池、密封電池、高功率電池、免維護(hù)電池、防爆電池按正負(fù)極材料按正負(fù)極材料鋅

17、錳電池系列、鎳鎘鎳氫系列、酸鉛系列、鋰電池系列鋅錳電池系列、鎳鎘鎳氫系列、酸鉛系列、鋰電池系列新能源汽車中的電池技術(shù)新能源汽車中的電池技術(shù)01電池的分類電池可以分為電池可以分為化學(xué)電池化學(xué)電池、物理電池和生物電池三大類。、物理電池和生物電池三大類。1）化學(xué)電池）化學(xué)電池2）物理電池）物理電池利用光、熱、物理吸附等物理能量發(fā)電，如太陽(yáng)能電池、超級(jí)電容器、飛輪電池等。3）生物電池）生物電池利用生物化學(xué)反應(yīng)發(fā)電，如微生物電池、酶電池、生物太陽(yáng)能電池等。新能源汽車中的電池技術(shù)新能源汽車中的電池技術(shù)02鉛酸蓄電池構(gòu)造及工作原理構(gòu)造及工作原理PbSO4 + 2H2O + PbSO4 - PbO2 + 2

18、H2SO4 + Pb ( 充電反應(yīng)充電反應(yīng) )( 硫酸鉛硫酸鉛 ) ( 水水 ) ( 硫酸鉛硫酸鉛 )陽(yáng)極：PbSO4 + 2H2O 2e = PbO2 + 4H+ + SO42陰極：PbSO4 + 2e = Pb + SO42PbO2 + 2H2SO4 + Pb - PbSO4 + 2H2O + PbSO4 ( 放電反應(yīng)放電反應(yīng) )( 過(guò)氧化鉛過(guò)氧化鉛 ) ( 硫酸硫酸 ) ( 海綿狀鉛海綿狀鉛 )負(fù)極：Pb + SO42 2e = PbSO4正極：PbO2 + 4H+ + SO42 + 2e= PbSO4 + 2H2O新能源汽車中的電池技術(shù)新能源汽車中的電池技術(shù)1）除鋰離子電池外，）除鋰離

19、子電池外，在常用蓄電池中，鉛在常用蓄電池中，鉛酸蓄電池的電壓最高酸蓄電池的電壓最高，為，為2.0V；2）價(jià)格低廉價(jià)格低廉；3）可制成小至）可制成小至1Ah大至幾千安時(shí)的大至幾千安時(shí)的各種尺各種尺寸和結(jié)構(gòu)的蓄電池寸和結(jié)構(gòu)的蓄電池；4）高倍率放電性能良好，）高倍率放電性能良好，可用于引擎啟動(dòng)可用于引擎啟動(dòng)；5）高低溫性能良好高低溫性能良好，可在，可在-4060條件下條件下工作；工作；6）電能效率高電能效率高達(dá)達(dá)60%；7）易于浮充使用，）易于浮充使用，沒(méi)有沒(méi)有“記憶記憶”效應(yīng)效應(yīng)；1）比能量低，在電動(dòng)汽車中所占的質(zhì)量和）比能量低，在電動(dòng)汽車中所占的質(zhì)量和體積比較大，一次充電行駛里程短；體積比較大，

20、一次充電行駛里程短； 2）使用壽命短；）使用壽命短； 3）充電時(shí)間長(zhǎng)）充電時(shí)間長(zhǎng)； 4）鉛是重金屬，存在污染。）鉛是重金屬，存在污染。鉛酸蓄電池的特點(diǎn)鉛酸蓄電池的特點(diǎn)鎳氫電池正極是活性物質(zhì)氫氧化鎳，負(fù)極是儲(chǔ)氫合金，用氫氧化鉀作為電解質(zhì)，在正負(fù)極之間有隔膜，共同組成鎳氫單體電池。在金屬鉑的催化作用下，完成充電和放電的可逆反應(yīng)。新能源汽車中的電池技術(shù)新能源汽車中的電池技術(shù)M + Ni(OH)2 MH + NiOOH ( 充電反應(yīng)充電反應(yīng) )陽(yáng)極：Ni(OH)2 + OH- - e- NiOOH + H2O 陰極：M + H2O + e- MH + OH-MH + NiOOH M + Ni(OH)2

21、 ( 放電反應(yīng)放電反應(yīng) )負(fù)極：MH + OH- - e- M + H2O 正極：NiOOH + H2O + e- Ni(OH)2 + OH-03鎳氫電池構(gòu)造及工作原理構(gòu)造及工作原理新能源汽車中的電池技術(shù)新能源汽車中的電池技術(shù)鎳氫電池的特點(diǎn)鎳氫電池的特點(diǎn)能耐過(guò)充過(guò)放。4無(wú)污染。鎳氫電池不含鉛、鎘等對(duì)人體有害的金屬。3比功率高。目前商業(yè)化的鎳氫功率型電池能做到1350W/kg。1循環(huán)次數(shù)多。目前電動(dòng)車鎳氫動(dòng)力電池，80%放電深度可循環(huán)1000次以上，是鉛酸蓄電池的3倍以上。2使用溫度范圍寬。正常使用溫度范圍寬-3055；儲(chǔ)存溫度范圍-4070。6無(wú)記憶效應(yīng)。5安全可靠。短路、擠壓、針刺、安全閥工

22、作能力、跌落、加熱、耐振動(dòng)等安全性、可靠性試驗(yàn)無(wú)爆炸、燃燒現(xiàn)象。7鎳氫電池具有無(wú)污染、高比能、大功率、無(wú)污染、高比能、大功率、 快速充放電、耐用性快速充放電、耐用性等許多優(yōu)異特性。與鉛蓄電池相比，鎳氫電池除具有比能量高、質(zhì)量輕、體積小、循環(huán)壽命長(zhǎng)比能量高、質(zhì)量輕、體積小、循環(huán)壽命長(zhǎng)的特點(diǎn)外，還具有以下特點(diǎn)。新能源汽車中的電池技術(shù)新能源汽車中的電池技術(shù)04鋰離子電池工作原理工作原理電池在充電時(shí)，鋰離子從正極材料晶格中脫出，通過(guò)電解質(zhì)溶液和隔膜，嵌入到負(fù)極中；放電時(shí)，鋰離子從負(fù)極脫出，通過(guò)電解質(zhì)溶液和隔膜，嵌入到正極材料晶格中。在整個(gè)充放電過(guò)程中，鋰離子往返于正負(fù)極之間。新能源汽車中的電池技術(shù)新能

23、源汽車中的電池技術(shù)鋰離子電池的特點(diǎn)鋰離子電池的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：1)工作電壓高。工作電壓高。鋰離子電池工作電壓為3.6V，是鎳氫和鎳鎘電池工作電壓的3倍。2)比能量高。比能量高。鋰離子電池比能量已達(dá)到150Wh/kg，是鎳鎘電池的3倍，鎳氫電池的 1.5倍。3)循環(huán)壽命長(zhǎng)。循環(huán)壽命長(zhǎng)。目前鋰離子電池循環(huán)壽命已達(dá)到1000次以上，在低放電深度下可達(dá) 幾萬(wàn)次，超過(guò)了其他幾種二次電池。4)自放電率低。自放電率低。鋰離子電池月自放電率僅為6%8%，遠(yuǎn)低于鎳鎘電池25%30%和 鎳氫電池15%20%。5)無(wú)記憶性。無(wú)記憶性?？梢愿鶕?jù)要求隨時(shí)充電，而不會(huì)降低電池性能。6)對(duì)環(huán)境無(wú)污染。對(duì)環(huán)境無(wú)污染。鋰離子電

24、池中不存在有害物質(zhì)，是名副其實(shí)的“綠色電池”。7)能夠制造成任意形狀。能夠制造成任意形狀。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：1)成本高。成本高。主要是正極材料LiCoO2的價(jià)格高，但按單位瓦時(shí)的價(jià)格計(jì)算，已經(jīng)低于 鎳氫電池，與鎳鎘電池持平，但高于鉛酸蓄電池。2)必須有特殊的保護(hù)電路必須有特殊的保護(hù)電路，以防止過(guò)充。新能源汽車中的電池技術(shù)新能源汽車中的電池技術(shù)05燃料電池燃料電池是一種化學(xué)電池，它直接把物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)（不是燃燒）時(shí)釋放出的燃料電池是一種化學(xué)電池，它直接把物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)（不是燃燒）時(shí)釋放出的能量變換為電能，工作時(shí)需要連續(xù)地向其供給活物質(zhì)能量變換為電能，工作時(shí)需要連續(xù)地向其供給活物質(zhì)燃料和氧化劑。燃料

25、和氧化劑。分類方法分類方法燃料電池種類燃料電池種類電解質(zhì)電解質(zhì)質(zhì)子交換膜燃料電池質(zhì)子交換膜燃料電池、堿性燃料電池、磷酸燃料電池、熔融碳酸鹽燃料電池、固體氧化物燃料電池、直接甲醇燃料電池、再生型燃料電池、鋅空燃料電池、質(zhì)子陶瓷燃料電池燃料種類燃料種類氫燃料電池、甲醇燃料電池、乙醇燃料電池燃料使用類型燃料使用類型直接型燃料電池、間接型燃料電池、再生型燃料電池燃料狀態(tài)燃料狀態(tài)液體型燃料電池、氣體型燃料電池運(yùn)行機(jī)理運(yùn)行機(jī)理酸性燃料電池、堿性燃料電池工作溫度工作溫度低溫型（1000）新能源汽車中的電池技術(shù)新能源汽車中的電池技術(shù)燃料電池的特點(diǎn)燃料電池的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：1)節(jié)能、轉(zhuǎn)換效率高。節(jié)能、轉(zhuǎn)換效率高

26、。燃料電池的運(yùn)轉(zhuǎn)效率約為50%70%，低功率下的運(yùn)轉(zhuǎn)效率高，其短時(shí)間的過(guò)載能力可以達(dá)到額定功率的200%，非常適合于汽車在加速和爬坡時(shí)的動(dòng)力性能特征。2)排放基本達(dá)到零污染。排放基本達(dá)到零污染。用碳?xì)浠衔镒鳛槿剂系娜剂想姵刂饕晌镔|(zhì)為水、C02、CO等，屬于“超低污染”；氫氧燃料電池的反應(yīng)物只有清潔的水。3)無(wú)振動(dòng)和噪聲，壽命長(zhǎng)。無(wú)振動(dòng)和噪聲，壽命長(zhǎng)。由于發(fā)生的是電化學(xué)反應(yīng)，所以整個(gè)過(guò)程中沒(méi)有噪聲和機(jī)械振動(dòng)的產(chǎn)生，從而減少機(jī)械器件的磨損，延長(zhǎng)了使用壽命。4)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)行平穩(wěn)。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)行平穩(wěn)。能量轉(zhuǎn)化在靜態(tài)下完成，結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，構(gòu)件的加工精度要求低。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：1)燃料種類單一。燃料種

27、類單一。主要是液態(tài)氫、氣態(tài)氫以及碳水化合物經(jīng)過(guò)重整后轉(zhuǎn)換的氫，氫氣的產(chǎn)生、存儲(chǔ)、保管、運(yùn)輸和灌裝或重整，都比較復(fù)雜，對(duì)安全性要求高。2)要求高質(zhì)量的密封。要求高質(zhì)量的密封。燃料電池組中的單體電池間的電極連接時(shí)，必須要有嚴(yán)格的密封，否則氫氣泄漏會(huì)降低氫的利用率并嚴(yán)重影響燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)的效率，還會(huì)引起氫氣燃燒事故。3)價(jià)格高。價(jià)格高。制造成本高，電池價(jià)格昂貴。4)需要配備輔助電池系統(tǒng)。需要配備輔助電池系統(tǒng)。通常在燃料電池汽車上還要增加輔助電池，來(lái)儲(chǔ)存燃料電池富裕的電能和汽車在減速時(shí)接受再生制動(dòng)的能量。新能源汽車中的電池技術(shù)新能源汽車中的電池技術(shù)質(zhì)子交換膜燃料電池質(zhì)子交換膜燃料電池基本結(jié)構(gòu)：基本結(jié)構(gòu)：質(zhì)子交換膜、催化劑層、擴(kuò)散層、集流板質(zhì)子交換膜：質(zhì)子交換膜：不僅是一種將陽(yáng)極的燃料和陰極的氧化劑隔開(kāi)的隔膜材料，還是電解質(zhì)和電極活性物質(zhì)（電催化劑）的基底。電催化劑：電催化劑：為了加快