第2章電動汽車用動力電池新能源汽車技術

第2章電動汽車用動力電池主講：鄭竹安YANCHENGINSTITUTEOFTECHNOLOGY新能源汽車技術YANCHENGINSTITUTEOFTECHNOLOGY新能源汽車技術2第2章電動汽車用動力電池2.1概述2.2鉛酸蓄電池2.3鎳氫電池2.4鋰離子電池2.5燃料電池2.6太陽能電池2.7其他動力電池YANCHENGINSTITUTEOFTECHNOLOGY新能源汽車技術32.1概述

電池是電力汽車的動力源，是能量的存貯裝置。要使電動汽車能與燃油汽車相競爭，關鍵是開發(fā)住比能量高、比功率大、使用壽命長、成本低的電池。電動汽車使用的動力電池可以分為化學電池、物理電池和生物電池三大類。

YANCHENGINSTITUTEOFTECHNOLOGY新能源汽車技術42.1.1電動汽車動力電池分類1．化學電池

利用物質的化學反應發(fā)電?；瘜W電池按工作性質分為原電池、蓄電池、燃料電池和儲備電池。2．物理電池

物理電池是利用光、熱、物理吸附等物理能量發(fā)電的電池。如太陽能電池、超級電容器、飛輪電池等。3．生物電池

生物電池是利用生物化學反應發(fā)電的電池，如微生物電池、酶電池、生物太陽電池等。

YANCHENGINSTITUTEOFTECHNOLOGY新能源汽車技術52.1.2電動汽車用動力電池的性能指標

1．電壓

（1）端電壓（2）開路電壓（3）電動勢（4）額定電壓（5）放電電壓（6）終止電壓YANCHENGINSTITUTEOFTECHNOLOGY新能源汽車技術62.1.2電動汽車用動力電池的性能指標

2．容量（1）理論容量（2）實際容量（3）標稱容量（4）額定容量（5）荷電狀態(tài)SOCYANCHENGINSTITUTEOFTECHNOLOGY新能源汽車技術73．內阻

電流流過電池內部受到的阻力，使電池電壓降低，此阻力稱為電池內阻。由于電池內阻作用，電池放電時端電壓低于電動勢和開路電壓。充電時端電壓高于電動勢和開路電壓。4．能量

電池的能量是指在一定放電制度下，電池所能輸出的電能，單位是W·h或kW·h。它影響電動汽車的行駛距離。理論能量、實際能量、比能量、能量密度YANCHENGINSTITUTEOFTECHNOLOGY新能源汽車技術85．功率

電池的功率是指電池在一定放電制度下，單位時間內所輸出能量的大小，單位為瓦（W）或千瓦（kW）。（1）比功率（2）功率密度YANCHENGINSTITUTEOFTECHNOLOGY新能源汽車技術96．輸出效率

（1）容量效率

式中，為電池的容量效率；為電池放電時輸出的容量；為電池充電時輸入的容量。YANCHENGINSTITUTEOFTECHNOLOGY新能源汽車技術10（2）能量效率能量效率也稱電能效率，是指電池放電時輸出的能量與充電時輸入的能量之比，即

式中，為電池的能量效率；為電池放電時輸出的能量；為電池充電時輸入的能量。YANCHENGINSTITUTEOFTECHNOLOGY新能源汽車技術117．自放電率

自放電率是指電池在存放期間容量的下降率，即電池無負荷時自身放電使容量損失的速度。

自放電率式中，為電池存儲前的容量（Ah）；為電池存儲后的容量（Ah）；為電池存儲的時間，常用天、月計算。YANCHENGINSTITUTEOFTECHNOLOGY新能源汽車技術128．放電速率（放電率）放電速率一般用電池在放電時的時間或放電電流與額定電流的比例來表示。（1）時率（時間率）電池以某種電流強度放電，放完額定容量所經過的放電時間。汽車用電池一般用20h率容量表示。（2）倍率（電流率）電池以某種電流強度放電的數(shù)值為額定容量數(shù)值的倍數(shù)。YANCHENGINSTITUTEOFTECHNOLOGY新能源汽車技術139．使用壽命使用壽命是指電池在規(guī)定條件下的有效壽命期限。電池發(fā)生內部短路或損壞而不能使用，以及容量達不到規(guī)范要求時電池使用失效，這時電池的使用壽命終止。電池的使用壽命包括使用期限和使用周期。使用期限是指電池可供使用的時間，包括電池的存放時間。使用周期是指電池可供重復使用的次數(shù)。YANCHENGINSTITUTEOFTECHNOLOGY新能源汽車技術142.1.3電動汽車對動力電池的要求電動汽車對動力電池的要求主要有：（1）比能量高（2）比功率大（3）充放電效率高（4）相對穩(wěn)定性好（5）使用成本低（6）安全性好

YANCHENGINSTITUTEOFTECHNOLOGY新能源汽車技術152.2鉛酸蓄電池

鉛酸蓄電池自1859年發(fā)明以來，其使用和發(fā)展已有100多年的歷史，廣泛用作內燃機汽車的起動動力源。電動汽車用鉛酸蓄電池要用于給電動汽車提供動力，它的主要發(fā)展方向是提高比能量，增大循環(huán)使用壽命。YANCHENGINSTITUTEOFTECHNOLOGY新能源汽車技術162.2.1鉛酸蓄電池的發(fā)展動態(tài)日本GS公司生產的SER60電池比能量為34Wh/kg，能量密度為91Wh/L，比功率為300W/kg（50%DOD）；日本松下公司生產的動力型鉛酸蓄電池循環(huán)壽命已突破1000次（80%DOD。美國BPC公司和Trojon公司開發(fā)的雙極性密封鉛蓄電池，正負極位于同一片導體的兩側面，用吸液式纖維隔板貯存電解液組成密封電池。其額定電壓為180V，容量為60Ah，比能量≥50Wh/kg，峰值比功率>700W/kg，循環(huán)壽命≥1000次，預計使用壽命10年。

YANCHENGINSTITUTEOFTECHNOLOGY新能源汽車技術172.2.1鉛酸蓄電池的發(fā)展動態(tài)國內研制開發(fā)的電動汽車用水平極板鉛酸蓄電池已經達到了以下性能指標：3h率比能量45Wh/kg，10min持續(xù)比功率80W/kg，快速充電性能4~5h100%充電,15~20min70%充電，80%DOD壽命600次。鉛酸蓄電池作為純電動汽車動力電源在比能量、深放電循環(huán)壽命、快速充電等方面均比鎳氫電池、鋰離子電池差，不適合于電動轎車。但由于其價格低廉，國內外將它的應用定位在速度不高、路線固定、充電站設立容易規(guī)劃的車輛。YANCHENGINSTITUTEOFTECHNOLOGY新能源汽車技術182.2.2鉛酸蓄電池的分類與結構1．鉛酸蓄電池的分類（1）免維護鉛酸蓄電池免維護鉛酸蓄電池由于自身結構上的優(yōu)勢，電解液的消耗量非常小，在使用壽命內基本不需要補充蒸餾水。它具有耐震、耐高溫、體積小、自放電小的特點。使用壽命一般為普通鉛酸蓄電池的兩倍。

YANCHENGINSTITUTEOFTECHNOLOGY新能源汽車技術192.2.2鉛酸蓄電池的分類與結構

市場上的免維護鉛酸蓄電池也有兩種：（1）在購買時一次性加電解液以后使用中不需要添加補充液；（2）電池本身出廠時就已經加好電解液并封死，用戶根本就不能加補充液。YANCHENGINSTITUTEOFTECHNOLOGY新能源汽車技術202.2.2鉛酸蓄電池的分類與結構（2）閥控密封式鉛酸蓄電池閥控密封式鉛酸蓄電池在使用期間不用加酸加水維護，電池為密封結構，不會漏酸，也不會排酸霧，電池蓋子上設有溢氣閥（也叫安全閥），該閥的作用是當電池內部氣體量超過一定值，即當電池內部氣壓升高到一定值時，溢氣閥自動打開，排出氣體，然后自動關閉，防止空氣進入電池內部。YANCHENGINSTITUTEOFTECHNOLOGY新能源汽車技術212.2.2鉛酸蓄電池的分類與結構

閥控密封式鉛酸蓄電池分為AGM和GEL（膠體）電池兩種：（1）AGM采用吸附式玻璃纖維棉（AbsorbedGlassMat）作隔膜，電解液吸附在極板和隔膜中，電池內無流動的電解液，電池可以立放工作，也可以臥放工作；（2）膠體（GEL）SiO2作凝固劑，電解液吸附在極板和膠體內，一般立放工作。無特殊說明，皆指AGM電池。YANCHENGINSTITUTEOFTECHNOLOGY新能源汽車技術222.2.2鉛酸蓄電池的分類與結構2．鉛酸蓄電池的結構YANCHENGINSTITUTEOFTECHNOLOGY新能源汽車技術232.2.3鉛酸蓄電池的特點

1．鉛酸蓄電池的優(yōu)點（1）除鋰離子電池，鉛酸蓄電池電壓最高，為2.0V；（2）價格低廉；（3）可制成小至lAh大至幾千Ah各種結構蓄電池；（4）高倍率放電性能良好，可用于引擎啟動；（5）高低溫性能良好，可在-40~60℃條件下工作；（6）電能效率高達60%；（7）易于浮充使用，沒有“記憶”效應；（8）易于識別荷電狀態(tài)。

YANCHENGINSTITUTEOFTECHNOLOGY新能源汽車技術242．鉛酸蓄電池的缺點（1）比能量低，在電動汽車中所占的質量和體積較大，一次充電行駛里程短；（2）使用壽命短，使用成本高；（3）充電時間長；（4）鉛是重金屬，存在污染。YANCHENGINSTITUTEOFTECHNOLOGY新能源汽車技術252.2.4鉛酸蓄電池的工作原理鉛酸蓄電池是酸性蓄電池，其化學反應式為

充電時，把鉛板分別和直流電源的正、負極相連，進行充電電解，陰極的還原反應為

YANCHENGINSTITUTEOFTECHNOLOGY新能源汽車技術262.2.4鉛酸蓄電池的工作原理陽極的氧化反應為充電時的總反應為隨著電流的通過，在陰極上變成蓬松的金屬鉛，在陽極上變成黑褐色的二氧化鉛，溶液中有生成。YANCHENGINSTITUTEOFTECHNOLOGY新能源汽車技術272.2.4鉛酸蓄電池的工作原理放電時蓄電池陰極的氧化反應為由于硫酸的存在，立即生成難溶解的。陽極的還原反應為同樣，由于硫酸的存在，也立即生成。放電時總的反應為YANCHENGINSTITUTEOFTECHNOLOGY新能源汽車技術282.2.4鉛酸蓄電池的工作原理

蓄電池充電的時候，隨著電池端電壓的升高，水開始被電解，當電池電壓達到約2.39V/單體時，水的電解不可忽視。水電解時陽極和陰極的化學反應式為陽極給出電子，陰極得到電子，從而形成了回路電流。端電壓越高，電解水也越激烈，此時充入的大部分電荷參加水電解，形成活性物質很少。YANCHENGINSTITUTEOFTECHNOLOGY新能源汽車技術292.2.5鉛酸蓄電池的充放電特性1．鉛酸蓄電池的放電特性YANCHENGINSTITUTEOFTECHNOLOGY新能源汽車技術302．鉛酸蓄電池的充電特性YANCHENGINSTITUTEOFTECHNOLOGY新能源汽車技術312.2.6鉛酸蓄電池的充電方法1.蓄電池常規(guī)充電方法1）恒流充電法YANCHENGINSTITUTEOFTECHNOLOGY新能源汽車技術322.2.6鉛酸蓄電池的充電方法2）分段電流充電法YANCHENGINSTITUTEOFTECHNOLOGY新能源汽車技術332.2.6鉛酸蓄電池的充電方法3）恒壓充電法YANCHENGINSTITUTEOFTECHNOLOGY新能源汽車技術342.2.6鉛酸蓄電池的充電方法4）恒壓限流充電法

在充電第一階段，用恒定的電流充電；在電池電壓達到一定電壓后，維持此電壓恒定不變，轉為第二階段的恒壓充電過程，當充電電流下降到一定值后，繼續(xù)維持恒壓充電大約一小時即可停止充電。YANCHENGINSTITUTEOFTECHNOLOGY新能源汽車技術352.2.6鉛酸蓄電池的充電方法2.蓄電池快速充電法1）蓄電池快速充電的原理快速充電要想方設法加快電池的化學反應速度(提高充電電壓或電流等)，使之充電速度得到最大的提高；快速充電又要保證負極的吸收能力，使負極能夠跟得上正極氧氣產生的速度，同時要盡可能的消除電池的極化現(xiàn)象。YANCHENGINSTITUTEOFTECHNOLOGY新能源汽車技術362.2.6鉛酸蓄電池的充電方法2)．幾種蓄電池快速充電方法(1）脈沖式充電法YANCHENGINSTITUTEOFTECHNOLOGY新能源汽車技術372.2.6鉛酸蓄電池的充電方法(2）變電流間歇充電法YANCHENGINSTITUTEOFTECHNOLOGY新能源汽車技術382.2.6鉛酸蓄電池的充電方法(3）變電壓間歇充電法YANCHENGINSTITUTEOFTECHNOLOGY新能源汽車技術392.2.7鉛酸蓄電池SOC估計電池剩余容量的多少一般用電池荷電狀態(tài)（SOC）來描述。電池荷電狀態(tài)是無量綱量，既可以反映電池剩余電量，也可以反映電池消耗的電量。目前國內外蓄電池常用的荷電狀態(tài)估計的方法主要有放電實驗法、安時計量法、開路電壓法、負載電壓法、電化學阻抗頻譜法、內阻法、線性模型法、神經網(wǎng)絡法和卡爾曼濾波法等。

YANCHENGINSTITUTEOFTECHNOLOGY新能源汽車技術402.2.7鉛酸蓄電池SOC估計1．放電實驗法

放電實驗法是最可靠的電池SOC估計方法，采用恒定電流進行連續(xù)放電，放電電流與時間的乘積即為剩余電量。放電實驗法在實驗室中經常使用，適用于所有電池，但它也存在缺點：一花費時間長，二要必須中斷蓄電池正在進行的工作。YANCHENGINSTITUTEOFTECHNOLOGY新能源汽車技術412.2.7鉛酸蓄電池SOC估計2．安時計量法

安時（A.h）計量法是目前最常用的電池SOC估計方法。SOC表示為式中，Ce為額定容量；I為電池電流；為充放電效率。

YANCHENGINSTITUTEOFTECHNOLOGY新能源汽車技術422.2.7鉛酸蓄電池SOC估計3．開路電壓法

電池的開路電壓在數(shù)值上接近電池電動勢。鉛酸蓄電池電動勢是電解液濃度的函數(shù)，電解液密度隨電池放電成比例降低，用開路電壓可估計蓄電池SOC。該方法只適用于電動汽車駐車狀態(tài)。在充電初期和末期用開路電壓法估計電池SOC效果好，一般常與安時計量法結合使用。YANCHENGINSTITUTEOFTECHNOLOGY新能源汽車技術432.2.7鉛酸蓄電池SOC估計4．負載電壓法

電池放電開始瞬間，電壓迅速從開路電壓狀態(tài)進入負載電壓狀態(tài)，在電池負載電流保持不變時，負載電壓隨電池SOC變化的規(guī)律與開路電壓隨電池SOC的變化規(guī)律相似。負載電壓法很少應用到實車上，但常用來作為電池充放電截止的判據(jù)。YANCHENGINSTITUTEOFTECHNOLOGY新能源汽車技術442.2.7鉛酸蓄電池SOC估計5．電化學阻抗頻譜法

電化學阻抗表示電池電壓與電流之間的傳遞函數(shù)，通常是一個復數(shù)變量。測量電池阻抗有恒流和恒壓兩種模式。電池阻抗定義為YANCHENGINSTITUTEOFTECHNOLOGY新能源汽車技術452.2.7鉛酸蓄電池SOC估計6．內阻法

電池內阻有交流內阻（常稱為交流阻抗）和直流內阻之分，它們都與SOC有密切關系。電池交流阻抗為電池電壓與電流之間的傳遞函數(shù)，是一個復數(shù)變量，表示電池對交流電的反抗能力，用交流阻抗儀來測量。YANCHENGINSTITUTEOFTECHNOLOGY新能源汽車技術462.3鎳氫電池鎳氫電池是90年代發(fā)展起來的一種新型電池。它的正極活性物質主要由鎳制成，負極活性物質主要由貯氫合金制成，是一種堿性蓄電池。鎳氫電池具有高比能量、高功率、適合大電流放電、可循環(huán)充放電、無污染，被譽為“綠色電源”。

YANCHENGINSTITUTEOFTECHNOLOGY新能源汽車技術472.3.1鎳氫電池的發(fā)展動態(tài)三洋電機株式會社生產的圓柱型5.5Ah的鎳氫電池組，質量比功率1000W/kg。2001年為Escape配備，后來為本田Accord采用。美國的Cobasys公司開發(fā)了容量為12～60Ah的一系列高功率鎳氫電池。質量比功率達到550~600W/kg，體積比功率達到1200～1400W/l，峰值比功率可達1000W/kg，比能量在50~70Wh/kg，使用溫度在60℃時能量效率仍保持在80~90%，充電功率也超過500W/kg。YANCHENGINSTITUTEOFTECHNOLOGY新能源汽車技術482.3.1鎳氫電池的發(fā)展動態(tài)德國Varta公司開發(fā)的超高功率鎳氫電池（HEV-10UHPcells）功率密度已達到1000W/kg，但其比能量僅為40Wh/kg。法國Saft公司的4/5SF型（Φ41mm×93mm）高功率鎳氫電池容量為14Ah，比能量為47Wh/kg，80%充電態(tài)對應的比功率為900W/kg，體積比功率達2500W/l。YANCHENGINSTITUTEOFTECHNOLOGY新能源汽車技術492.3.1鎳氫電池的發(fā)展動態(tài)我國也有很多單位一直從事混合動力汽車用鎳氫電池的研究。中科院上海微系統(tǒng)與信息技術研究所長期從事鎳氫電池及相關材料的研究和開發(fā)，北京有色總院、中山電池公司、湖南神舟科技、春蘭集團、鞍山三普等單位均從不同角度做過大量積極有益的工作，取得了很大的進展。YANCHENGINSTITUTEOFTECHNOLOGY新能源汽車技術502.3.2鎳氫電池的分類與結構1．鎳氫電池的分類

（1）方形鎳氫電池；（2）圓形鎳氫電池。2．鎳氫電池的結構正極、負極、極板、隔板、電解液YANCHENGINSTITUTEOFTECHNOLOGY新能源汽車技術512.3.3鎳氫電池的特點（1）比功率高（2）循環(huán)次數(shù)多（3）無污染（4）耐過充過放（5）無記憶效應（6）使用溫度范圍寬（7）安全可靠YANCHENGINSTITUTEOFTECHNOLOGY新能源汽車技術522.3.4鎳氫電池的工作原理充電時正、負極的電化學反應為

放電時正、負極的電化學反應為YANCHENGINSTITUTEOFTECHNOLOGY新能源汽車技術532.3.5鎳氫電池的充放電特性通常電池在一定電流下進行充電和放電時都是使用曲線來表示電池的端電壓和溫度隨時間的變化，把這些曲線稱為電池的特性曲線。一般充放電電流的大小常用充放電倍率來表示，即充放電倍率=充放電電流/額定容量。例如，額定容量為100Ah的電池用20A放電池時，其放電倍率為0.2C。

YANCHENGINSTITUTEOFTECHNOLOGY新能源汽車技術542.3.5鎳氫電池的充放電特性1.鎳氫電池的充電特性YANCHENGINSTITUTEOFTECHNOLOGY新能源汽車技術552.3.5鎳氫電池的充放電特性

YANCHENGINSTITUTEOFTECHNOLOGY新能源汽車技術562.3.5鎳氫電池的充放電特性2.鎳氫電池的放電特性YANCHENGINSTITUTEOFTECHNOLOGY新能源汽車技術572.3.5鎳氫電池的充放電特性2.鎳氫電池的放電特性YANCHENGINSTITUTEOFTECHNOLOGY新能源汽車技術582.3.6鎳氫電池SOC估計

YANCHENGINSTITUTEOFTECHNOLOGY新能源汽車技術592.4鋰離子電池

鋰離子電池是1990年由日本索尼公司首先推向市場的新型高能蓄電池，是目前世界最新一代的充電電池。鋰離子電池具有電壓高、比能量高、充放電壽命長、無記憶效應、無污染、快速充電、自放電率低、工作溫度范圍寬和安全可靠等優(yōu)點。YANCHENGINSTITUTEOFTECHNOLOGY新能源汽車技術602.4.1鋰離子電池的發(fā)展動態(tài)2006年1月，江森控制在全球開始研發(fā)和制造用于混合動力和電動汽車的鋰離子電池。三洋電機2008年5月28日宣布，向德國大眾集團供應混合動力汽車用鋰離子充電電池系統(tǒng)。

我國在鋰離子電池方面的研究水平，有多項指標超過了USABC提出的長期目標所規(guī)定的指標，目前已經把鋰離子電池作為電動汽車用動力電池的重要發(fā)展目標。

YANCHENGINSTITUTEOFTECHNOLOGY新能源汽車技術612.4.2鋰離子電池的分類與構造1．鋰離子電池的分類按照鋰離子電池外形形狀：（1）方形鋰離子電池；（2）圓柱形鋰離子電池。按照鋰離子電池正極的材料不同：（1）錳酸鋰離子電池；（2）磷酸鐵鋰離子電池；（3）鎳鈷鋰離子電池或鎳鈷錳鋰離子電池。

YANCHENGINSTITUTEOFTECHNOLOGY新能源汽車技術622.4.2鋰離子電池的分類與構造2．鋰離子電池的結構1—絕緣體；2—墊圈；3—PTC元件；4—正極端子；5—排氣孔；6—防爆閥；7—正極；8—隔板；9—負極；10—負極引線；11—正極；12—外殼YANCHENGINSTITUTEOFTECHNOLOGY新能源汽車技術632.4.2鋰離子電池的分類與構造

我國自主開發(fā)的電動汽車用鋰離子電池YANCHENGINSTITUTEOFTECHNOLOGY新能源汽車技術642.4.3鋰離子電池的特點鋰離子電池有許多顯著特點，它的優(yōu)點主要表現(xiàn)為：（1）工作電壓高（2）比能量高（3）循環(huán)壽命長（4）自放電率低（5）無記憶性（6）對環(huán)境無污染（7）能夠制造成任意形狀

YANCHENGINSTITUTEOFTECHNOLOGY新能源汽車技術652.4.3鋰離子電池的特點鋰離子電池也有一些不足，主要表現(xiàn)在：（1）成本高：主要是正極材料LiCoO2的價格高，但按單位瓦時的價格來計算，已經低于鎳氫電池，與鎳鎘電池持平，但高于鉛酸蓄電池；（2）必須有特殊的保護電路，以防止過充。

YANCHENGINSTITUTEOFTECHNOLOGY新能源汽車技術662.4.4鋰離子電池的工作原理

電池在充電時，鋰離子從正極材料的晶格中脫出，通過電解質溶液和隔膜，嵌入到負極中；放電時，鋰離子從負極脫出，通過電解質溶液和隔膜，嵌入到正極材料晶格中。在整個充放電過程中，鋰離子往返于正負極之間。YANCHENGINSTITUTEOFTECHNOLOGY新能源汽車技術672.4.4鋰離子電池的工作原理正極負極電解質充電放電鋰離子鋰離子

鋰離子電池工作原理圖YANCHENGINSTITUTEOFTECHNOLOGY新能源汽車技術682.4.5鋰離子電池的充放電特性充電電流方面，鋰電池的充電率（充電電流）應根據(jù)電池生產廠的建議選用。雖然某些電池充電率可達2C，但常用的充電率為0.5~1C。放電方面，鋰離子電池的最大放電電流一般被限制在2~3C左右。鋰電池的充電溫度一般應該被限制在0℃~60℃范圍。電池溫度過高會損壞電池并可能引起爆炸；溫度過低雖不會造成安全方面的問題，但很難將電池充滿。YANCHENGINSTITUTEOFTECHNOLOGY新能源汽車技術692.4.6鋰離子電池的充電方法鋰離子電池可以采用不同的充電方法，其中最簡單的充電方法是恒壓充電。采用恒壓充電時，電池電壓保持不變，而充電電流將逐漸降低。當充電電流降到低于0.1C時，就認為電池被充分充電了。兼顧充電過程的安全性、快速性和電池使用的高效性，鋰離子電池通常都采用恒流恒壓充電方法，其充電過程可分為預充電、恒流充電、恒壓充電三個階段。YANCHENGINSTITUTEOFTECHNOLOGY新能源汽車技術702.4.6鋰離子電池的充電方法鋰離子電池充電特性曲線

YANCHENGINSTITUTEOFTECHNOLOGY新能源汽車技術712.4.6鋰離子電池的充電方法1．預充電階在該狀態(tài)下，首先檢測單節(jié)鋰離子電池電壓是否較低（<3.0V）)，如果是則采用涓流充電，即一個比較小的恒定電流對電池進行充電直至電池電壓上升到一個安全值。否則可省略該階段，這也是最普遍的情況。2．恒流充電涓流充電后，充電器轉入恒流充電狀態(tài)。該狀態(tài)下，充電電流保持不變的較大的值，電池的最大充電電流決定于電池的容量。YANCHENGINSTITUTEOFTECHNOLOGY新能源汽車技術722.4.6鋰離子電池的充電方法

（1）電池最高電壓終止法：當單節(jié)鋰電池電壓達到4.2V，恒流充電狀態(tài)應立即終止；（2）電池最高溫度終止法：在恒流充電過程中，當電池的溫度達到60℃時，恒流充電狀態(tài)應立即終止。YANCHENGINSTITUTEOFTECHNOLOGY新能源汽車技術732.4.6鋰離子電池的充電方法3．恒壓充電階段恒流充電結束后，則轉入恒壓充電狀態(tài)。在該狀態(tài)下，充電電壓保持恒定。因為鋰離子電池對充電電壓精度的要求比較高，單節(jié)電池恒壓充電電壓應在規(guī)定值的±1%之間變化。YANCHENGINSTITUTEOFTECHNOLOGY新能源汽車技術742.5燃料電池2.5.1燃料電池的發(fā)展動態(tài)燃料電池（FuelCell，F(xiàn)C）是一種化學電池，它直接把物質發(fā)生化學反應時釋出的能量變換為電能，工作時需要連續(xù)地向其供給活物質（起反應的物質）—燃料和氧化劑。由于它是把燃料通過化學反應釋出的能量變?yōu)殡娔茌敵?，所以被稱為燃料電池。燃料電池能量密度極高，接近于汽油和柴油的能量密度，幾乎是零污染，號稱“終極電池”，代表著電動汽車未來的發(fā)展方向，也是各國重點研發(fā)的領域之一。但是其成本太高，目前高成本瓶頸表現(xiàn)在：第一，燃料電池反應中需要使用貴金屬鉑作為催化劑，使得成本高居不下；第二，在后續(xù)使用上，儲存和運輸氫成本高昂；第三，加氫站等配套設施不夠完善，如何提高氫站安全性也需高額的前期投入。因此，燃料電池目前離產業(yè)化還有較長的距離要走，預計在2025年以后才會商業(yè)化。YANCHENGINSTITUTEOFTECHNOLOGY新能源汽車技術752.5.1電動汽車用燃料電池的發(fā)展動態(tài)各國政府在對研發(fā)燃料電池技術上也存在分歧，在支持力度上也各不相同。在日本，日本經濟產業(yè)省前幾年就對燃料電池汽車開發(fā)與推廣制定了時間表，其戰(zhàn)略目標是：2010年，日本使用的燃料電池汽車達到5萬輛；2020年達到500萬輛；到2030年，要全面普及燃料電池汽車。豐田汽車曾宣布與美國薩凡納河國家實驗室(SRNL)以及可再生能源實驗室(NREL)共同實施了燃料電池混合動力汽車“HighlanderFCHV-adv”的公路實驗。實驗結果表明，該車的續(xù)航距離可達到693km。豐田MarkXZio氫燃料電池車，上市時間2014年，充滿燃料可行駛780km，它的最高時速可達160km/h。燃料電池汽車的普及需要滿足以下五大要素：（1）燃料電池車的成本；（2）車內空間的確保；（3）燃料的價格；（4）氫氣站的普及；（5）競爭技術未能進步。YANCHENGINSTITUTEOFTECHNOLOGY新能源汽車技術762.5.1電動汽車用燃料電池的發(fā)展動態(tài)美國通用汽車公司在美國能源部的資助下，推出了以質子交換膜燃料電池(PEMFC)和蓄電池并用提供動力的轎車。美國福特汽車公司現(xiàn)已研制出從汽油中提取氫的新型燃料電池，其燃料效率比內燃機提高1倍，而產生的污染則只有內燃機的5%。福特汽車公司的21世紀綠色汽車的開發(fā)計劃中，氫燃料電池汽車(FCEV)作為開發(fā)研究重點。目前，福特公司與Mobile石油公司一起開發(fā)更具實際意義的車載汽油改質FCEV。在歐洲，歐盟2008年夏天決定斥資10億歐元用于燃料電池和氫能源的研究和發(fā)展。歐盟此舉旨在把燃料電池和氫能源技術發(fā)展成為能源領域的一項戰(zhàn)略高新技術，使歐盟在燃料電池和氫能源技術方面處于世界領先地位，歐盟將力爭在2020年前建立一個燃料電池和氫能源的龐大市場。YANCHENGINSTITUTEOFTECHNOLOGY新能源汽車技術77燃料電池將成為未來的最佳車用能源，這一觀點已被認同。雖然燃料電池可以采用多種燃料，甚至是內燃機用的所有燃料，但是真正起電化學反應的，僅僅是其中的氫和氧化劑中的氧，因此，氫燃料電池在氫燃料制取、儲存及攜帶等方面以及非氫燃料電池的重整系統(tǒng)的效率、體積、質量大小及反應速度等方面的技術還需進一步提高。YANCHENGINSTITUTEOFTECHNOLOGY新能源汽車技術78目前，車用燃料電池急需解決以下關鍵問題：

(1)提高車用燃料電池單位質量(或體積)、電流密度及功率，提高車輛所必需的快速起動和動力響應的能力；

(2)必須開發(fā)質量輕、體積更小、能儲存更多氫能的車載氫儲存器，以便更有效地利用燃料能量，提高續(xù)駛里程和載質量；(3)必須解決好氫氣的安全問題，在一定的條件下，氫氣比汽油具有更大的危險性，所以無論采用什么儲存方式，儲存器及其安全措施都必須滿足使用要求；(4)電池組件必須采用積木化設計，開發(fā)有效的制造工藝，并進行高效的自動化生產，從而降低材料和制造費用；(5)發(fā)展結構緊湊及性能可靠的質子交換膜燃料電池的同時開發(fā)應用其它燃料，像甲烷、柴油等驅動的質子交換膜燃料電池，這將會拓寬質子交換膜燃料電池的應用范圍。YANCHENGINSTITUTEOFTECHNOLOGY新能源汽車技術792.5.2燃料電池的分類1．按燃料電池的運行機理分類根據(jù)燃料電池的運行機理的不同，可分為（1）酸性燃料電池；（2）堿性燃料電池。YANCHENGINSTITUTEOFTECHNOLOGY新能源汽車技術802．按電解質分類根據(jù)燃料電池中使用電解質種類的不同，可分為（1）質子交換膜燃料電池（PEMFC）（2）堿性燃料電池（AFC）；（3）磷酸燃料電池（PAFC）；（4）熔融碳酸鹽燃料電池（MCFC）；（5）固體氧化物燃料電池（SOFC）；（6）直接甲醇燃料電池（DMFC）；（7）再生型燃料電池（RFC）；（8）鋅空燃料電池（ZAFC）；（9）質子陶瓷燃料電池（PCFC）。YANCHENGINSTITUTEOFTECHNOLOGY新能源汽車技術813．按燃料使用類型分類根據(jù)燃料電池的燃料使用類型不同，可分為（1）直接型燃料電池；（2）間接型燃料電池；（3）再生型燃料電池。YANCHENGINSTITUTEOFTECHNOLOGY新能源汽車技術824．按燃料種類分類根據(jù)燃料電池使用燃料的種類，可分為（1）氫燃料電池；（2）甲醇燃料電池；（3）乙醇燃料電池等。5．按工作溫度分類根據(jù)燃料電池工作溫度的不同，可分為（1）低溫型（溫度低于200℃）；（2）中溫型（溫度為200~750℃）；（3）高溫型（溫度為750~1000℃）；（4）超高溫型（溫度高于1000℃）。YANCHENGINSTITUTEOFTECHNOLOGY新能源汽車技術836．按燃料狀態(tài)分類根據(jù)燃料電池的燃料狀態(tài)不同，可分為：（1）液體型燃料電池；（2）氣體型燃料電池。YANCHENGINSTITUTEOFTECHNOLOGY新能源汽車技術842.5.3燃料電池的特點1．燃料電池的優(yōu)點（1）節(jié)能、轉換效率高；（2）排放基本達到零污染；（3）無振動和噪聲、壽命長；（4）結構簡單、運行平穩(wěn)。2．燃料電池的缺點（1）燃料種類單一；（2）要求高質量的密封；（3）制造成本高，電池價格昂貴；（4）需要配備輔助電池系統(tǒng)。YANCHENGINSTITUTEOFTECHNOLOGY新能源汽車技術852.5.4燃料電池系統(tǒng)燃料電池實際上不是“電池”，而是一個大的發(fā)電系統(tǒng)。對于質子交換膜燃料電池，需要有燃料供應系統(tǒng)、氧化劑系統(tǒng)、發(fā)電系統(tǒng)、水處理系統(tǒng)、熱管理系統(tǒng)、電力系統(tǒng)以及控制系統(tǒng)等組成。1．燃料供應系統(tǒng)燃料供應系統(tǒng)是給燃料電池提供燃料，如氫氣、天然氣、甲醇等。這個系統(tǒng)直接采用氫氣比較簡單，如果用化石燃料制取氫氣則相當復雜。2．氧化劑系統(tǒng)氧化劑系統(tǒng)主要是給燃料電池提供氧氣。氧氣的來源有從空氣中獲取氧氣或從氧氣罐中獲取氧氣，空氣需要用壓縮機來提高壓力，以增加燃料電池反應的速度。YANCHENGINSTITUTEOFTECHNOLOGY新能源汽車技術862.5.4燃料電池系統(tǒng)3．發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電系統(tǒng)是指燃料電池本身，它將燃料和氧化劑中的化學能直接變成電能，而不需要經過燃燒的過程，它是一個電化學裝置。4．水管理系統(tǒng)由于質子交換膜燃料電池中質子是以水合離子狀態(tài)進行傳導，所以燃料電池需要有水，水少會影響電解質膜的質子傳導特性，從而影響電池的性能。YANCHENGINSTITUTEOFTECHNOLOGY新能源汽車技術875．熱管理系統(tǒng)大功率燃料電池發(fā)電的同時，由于電池內阻的存在，不可避免地會產生熱量，通常產生的熱與其發(fā)電量相當。而燃料電池的工作溫度是有一定限制的，如對PEMFC而言，應控制在80攝氏度，因此需要及時將電池生成熱帶走，否則會發(fā)生過熱，燒壞電解質膜。水和空氣通常是常用的傳熱介質。6．電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)是將燃料電池發(fā)出的直流電變?yōu)檫m合用戶使用的電。燃料電池所產生的是直流電，需要經過DC/DC變換器進行調壓，在采用交流電動機的驅動系統(tǒng)中，還需要用逆變器將直流電轉換為三相交流電。YANCHENGINSTITUTEOFTECHNOLOGY新能源汽車技術887．控制系統(tǒng)燃料電池控制系統(tǒng)主要包括電池系統(tǒng)的啟動與停工；維持電池系統(tǒng)穩(wěn)定運行的各操作參數(shù)的控制；對電池運行狀態(tài)進行監(jiān)測、判斷等。8．安全系統(tǒng)由于氫是燃料電池的主要燃料。氫的安全十分重要，由氫氣探測器、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)以及滅火設備等構成氫的安全系統(tǒng)。YANCHENGINSTITUTEOFTECHNOLOGY新能源汽車技術89氫的存儲與輸送是燃料電池應用的關鍵技術之一。目前有兩種方式：儲氫和重整制氫1．儲氫目前使用比較廣泛的儲氫技術：（1）高壓儲氫（2）液態(tài)儲氫（3）儲氫材料儲氫YANCHENGINSTITUTEOFTECHNOLOGY新能源汽車技術90YANCHENGINSTITUTEOFTECHNOLOGY新能源汽車技術912．重整制氫目前使用的重整技術主要有：（1）蒸汽重整；（2）部分氧化重整；（3）自動供熱重整；（4）等離子體重整。YANCHENGINSTITUTEOFTECHNOLOGY新能源汽車技術922.5.5質子交換膜燃料電池質子交換膜燃料電池（PEMFC）采用可傳導離子的聚合膜作為電解質，所以也叫聚合物電解質燃料電池（PEFC）、固體聚合物燃料電池（SPFC）或固體聚合物電解質燃料電池（SPEFC）。1.質子交換膜燃料電池的基本結構PEMFC由質子交換膜，催化劑層，擴散層、集流板（又稱雙極板）組成，如圖2.23所示。

YANCHENGINSTITUTEOFTECHNOLOGY新能源汽車技術931.質子交換膜燃料電池的基本結構（1）質子交換膜質子交換膜（ProtonExchangeMembrane，簡稱PEM）是PEMFC中最重要的部件之一，其性能好壞直接影響電池的性能和壽命。它不只是一種將陽極的燃料與陰極的氧化劑隔開的隔膜材料，它還是電解質和電極活性物質（電催化劑）的基底，即兼有隔膜和電解質的作用；另外，PEM還是一種選擇透過性膜，在質子交換膜的高分子結構中，含有多種離子基團，它只允許H+穿過，其它離子、氣體及液體均不能通過。YANCHENGINSTITUTEOFTECHNOLOGY新能源汽車技術94（2）電催化劑為了加快電化學反應速度，氣體擴散電極上都含有一定量的催化劑。PEMFC電催化劑主要有鉑系和非鉑系電催化劑兩類。目前多采用鉑催化劑。（3）電極PEMFC電極是一種多孔氣體擴散電極，一般由擴散層和催化層構成。擴散層是導電材料制成的多孔合成物，起著支撐催化層，收集電流，并為電化學反應提供電子通道、氣體通道和排水通道的作用。催化層是進行電化學反應的區(qū)域，是電極的核心部分，其內部結構粗糙多孔，因而有足夠的表面積以促進氫氣和氧氣的電化學反應。YANCHENGINSTITUTEOFTECHNOLOGY新能源汽車技術95（4）膜電極膜電極(MembraneandElectrodeAssembly，簡稱MEA)是通過熱壓將陰極、陽極與質子交換膜復合在一起而形成的。（5）雙極板與流場雙極板又稱集流板，是電池的重要部件之一，其作用是分隔反應氣體，收集電流，將各個單電池串聯(lián)起來和通過流場為反應氣體進入電極及水的排出提供通道。YANCHENGINSTITUTEOFTECHNOLOGY新能源汽車技術962．質子交換膜燃料電池的工作原理PEMFC在原理上相當于水電解的“逆”裝置。其單電池由陽極、陰極和質子交換膜組成，陽極為氫燃料發(fā)生氧化的場所，陰極為氧化劑還原的場所，兩極都含有加速電極電化學反應的催化劑，質子交換膜為電解質。工作原理如圖2.24所示。YANCHENGINSTITUTEOFTECHNOLOGY新能源汽車技術972．質子交換膜燃料電池的工作原理導入的氫氣通過陽極集流板（雙極板）經由陽極氣體擴散層到達陽極催化劑層，在陽極催化劑作用下，氫分子分解為帶正電的氫離子（即質子）并釋放出帶負電的電子，完成陽極反應：YANCHENGINSTITUTEOFTECHNOLOGY新能源汽車技術982．質子交換膜燃料電池的工作原理氫離子穿過膜到達陰極催化劑層，而電子則由集流板收集，通過外電路到達陰極，電子在外電路形成電流，通過適當連接可向負載輸出電能；在電池另一端，氧氣通過陰極集流板（雙極板）經由陰極氣體擴散層到達陰極催化劑層。在陰極催化劑的作用下，氧與透過膜的氫離子及來自外電路的電子發(fā)生反應生成水，完成陰極反應：YANCHENGINSTITUTEOFTECHNOLOGY新能源汽車技術993.質子交換膜燃料電池的特點PEMFC的優(yōu)點主要有：（1）能量轉化效率高；（2）可實現(xiàn)零排放；（3）運行噪聲低，可靠性高；（4）維護方便；（5）發(fā)電效率受負荷變化影響很小；（6）氫是世界上最多的元素，氫氣來源極其廣泛，是一種可再生的能源資源；（7）氫氣的生產、儲存、運輸和使用等技術目前均已非常成熟、安全、可靠。YANCHENGINSTITUTEOFTECHNOLOGY新能源汽車技術100PEMFC的缺點主要有：（1）成本高（2）這種電池需要純凈的氫，因為它們極易受到一氧化碳和其它雜質的污染從目前發(fā)展情況看，PEMFC是技術最成熟的電動車動力源，PEMFC電動汽車被業(yè)內公認為是電動汽車的未來發(fā)展方向。燃料電池將會成為繼蒸汽機和內燃機之后的第三代動力系統(tǒng)。YANCHENGINSTITUTEOFTECHNOLOGY新能源汽車技術1012.5.6堿性燃料電池2.5.7磷酸燃料電池2.5.8熔融碳酸鹽燃料電池2.5.9固體氧化物燃料電池2.5.10直接甲醇燃料電池2.5.11微生物燃料電池2.5.12再生型燃料電池YANCHENGINSTITUTEOFTECHNOLOGY新能源汽車技術1022.6太陽能電池太陽能電池是利用太陽光和材料相互作用直接產生電能的，是對環(huán)境無污染的可再生能源。它的應用可以解決人類社會發(fā)展在能源需求方面的問題。太陽能是一種儲量極其豐富的潔凈能源，太陽每年向地面輸送的能量高達3×1024焦耳，相當于世界年耗能量的1.5萬倍。因此太陽能電池作為人們利用可持續(xù)的太陽能資源，是解決世界范圍內的能源危機和環(huán)境問題的一條重要途徑。YANCHENGINSTITUTEOFTECHNOLOGY新能源汽車技術1032.6.1太陽能電池的分類1．按不同材料分類太陽能電池按照材料不同，主要有硅系列太陽能電池和化合物系列太陽能電池。（1）硅系列太陽能電池硅系列太陽能電池是以硅材料為基體的太陽能電池，分為單晶硅太陽能電池、多晶硅薄膜太陽能電池和非晶硅薄膜太陽能電池等。（2）化合物系列太陽能電池多元化合物薄膜太陽能電池材料為無機鹽，其主要包括砷化鎵、硫化鎘、碲化鎘及銅錮硒薄膜電池等。YANCHENGINSTITUTEOFTECHNOLOGY新能源汽車技術1042．按結構分類太陽能電池按照結構不同，可以分為同質結電池、異質結電池、肖特基結電池、光電化學電池等。（1）同質結電池由同一種半導體材料構成一個或多個PN結的電池。如硅太陽能電池、砷化鎵太陽能電池等。（2）異質結電池用兩種不同的半導體材料，在相接的界面上構成一個異質結的太陽能電池。YANCHENGINSTITUTEOFTECHNOLOGY新能源汽車技術105（3）肖特基結電池用金屬和半導體接觸組成一個“肖特基勢壘”的電池，也稱MS電池。（4）光電化學電池用浸于電解質中的半導體電極構成的電池，又稱為液結電池。YANCHENGINSTITUTEOFTECHNOLOGY新能源汽車技術1062.6.2太陽能電池的特點單晶硅太陽能電池轉換效率最高，技術也最為成熟。轉換效率為15~17%。在大規(guī)模應用和工業(yè)生產中仍占據(jù)主導地位，但由于單晶硅成本價格高，大幅度降低其成本很困難，為了節(jié)省硅材料，發(fā)展了多晶硅薄膜和非晶硅薄膜作為單晶硅太陽能電池的替代產品。多晶硅薄膜太陽能電池與單晶硅比較，成本低廉，而效率高于非晶硅薄膜電池，其轉換效率為12~14%。因此，多晶硅薄膜電池將會在太陽能電地市場上占據(jù)主導地位。非晶硅薄膜太陽能電池成本低、重量輕，轉換效率為6~10%，便于大規(guī)模生產，有極大的潛力。但受制于其材料引發(fā)的光電效率衰退效應，穩(wěn)定性不高，直接影響了它的實際應用。如果能進一步解決穩(wěn)定性問題及提高轉換率問題，那么，非晶硅大陽能電池無疑是太陽能電池的主要發(fā)展產品之一。YANCHENGINSTITUTEOFTECHNOLOGY新能源汽車技術107硫化鎘、碲化鎘多晶薄膜電池的效率較非晶硅薄膜太陽能電池效率高，成本較單晶硅電池低，并且也易于大規(guī)模生產，但由于鎘有劇毒，會對環(huán)境造成嚴重的污染，因此，并不是晶體硅太陽能電池最理想的替代產品。砷化鎵化合物電池的轉換效率可達28%，砷化鎵化合物材料具有十分理想的光學帶隙以及較高的吸收效率，抗輻照能力強，對熱不敏感，適合于制造高效單結電池。但是砷化鎵材料的價格不菲，因而在很大程度上限制了砷化鎵電池的普及。銅銦硒薄膜電池適合光電轉換，不存在光衰退問題，轉換效率和多晶硅一樣。具有價格低廉、性能良好和工藝簡單等優(yōu)點，將成為今后發(fā)展太陽能電池的一個重要方向。唯一的問題是材料的來源，由于銦和硒都是比較稀有的元素，因此，這類電池的發(fā)展又必然受到限制。YANCHENGINSTITUTEOFTECHNOLOGY新能源汽車技術1082.6.3太陽能電池的發(fā)電原理太陽能電池的發(fā)電原理是基于半導體的光生伏特效應將太陽輻射能直接轉換為電能。對不同材料的太陽能電池，盡管光譜響應的范圍是不同的，但光電轉換的原理是一致的。如圖2.33所示，在p-n結的內建電場作用下，n區(qū)的空穴向p區(qū)運動，而p區(qū)的電子向n區(qū)運動，最后造成在太陽能電池受光面(上表面)有大量負電荷(電子)積累，而在電池背光面(下表面)有大量正電荷(空穴)積累。如在電池上、下表面引出金屬電極，并用導線連接負載，在負載上就有電流通過。只要太陽光照不斷，負載上就一直有電流通過。YANCHENGINSTITUTEOFTECHNOLOGY新能源汽車技術1092.6.4太陽能電池的伏安特性太陽能電池照射光后可以發(fā)電并帶動負荷，表征光伏發(fā)電的特性稱為伏安特性。如果在太陽能電池兩端接上一個負載電阻R，那么太陽能電池在工作狀態(tài)下的等效電路如圖2.34所示，它相當于一個恒流源與一只正向二極管并聯(lián)，流過二極管的電流在太陽能電池中稱為暗電流，這是理想太陽能電池的等效電路。電池的理想伏安特性為YANCHENGINSTITUTEOFTECHNOLOGY新能源汽車技術1102.7其它動力電池2.7.1鎳鎘電池鎳鎘電池是一種堿性蓄電池，它的比能量可達55Wh／kg，比功率超過190W／kg，可快速充電，循環(huán)使用壽命較長，可達到2000多次。使用中要注意做好回收工作，以免重金屬鎘造成環(huán)境污染。鎳鎘蓄電池的結構與原理與鎳氫電池相似。YANCHENGINSTITUTEOFTECHNOLOGY新能源汽車技術1111．鎳鎘電池的結構鎳鎘電池正極板上的活性物質由氧化鎳粉和石墨粉組成，石墨不參加化學反應，其主要作用是增強導電性。負極板上的活性物質由氧化鎘粉和氧化鐵粉組成，氧化鐵粉的作用是使氧化鎘粉有較高的擴散性，防止結塊，并增加極板的容量。電解液通常為氫氧化鈉或氫氧化鉀溶液。YANCHENGINSTITUTEOFTECHNOLOGY新能源汽車技術1122.7.2鋅鎳電池鋅鎳電池由鎳電極和鋅電極組成，兼有鎘鎳電池中鎳正極長壽命和鋅銀電池中鋅負極高容量的優(yōu)越性能，是一種高性能綠色二次動力電池。1．鋅鎳電池的結構鋅鎳電池的正極為氧化鎳電極，負極為鋅電極；鋅電極外包裹多層隔膜，隔膜一般為無紡布（常用聚丙烯和聚酞胺兩種），分為貯存電解液的吸液隔膜和防止鋅枝晶穿透的隔膜；電極以極耳引出。除了這些基本組成單元之外，鋅鎳電池的組成還包含電解液、氣閥、輔助電極和電池容器等。YANCHENGINSTITUTEOFTECHNOLOGY新能源汽車技術1133．鋅鎳電池的特點鋅鎳電池具有以下優(yōu)點：（1）比能量高，可達50~80Wh/kg，明顯高于鉛酸和鎳鎘電池；（2）比功率高，僅次于鋰離子電池；（3）工作電壓高，可達1.65V，高于鎳氫和鎳鎘電池；（4）工作溫度寬，為-20~60℃；（5）無記憶效應；（6）電池的生產和使用過程對環(huán)境不產生污染；（7）價格低。YANCHENGINSTITUTEOFTECHNOLOGY新能源汽車技術1142.7.3空氣電池金屬空氣電池是用金屬燃料代替氫能源而形成的一種新概念電池，有望成為新一代綠色能源。它發(fā)揮了燃料電池的眾多優(yōu)點，將鋅、鋁等金屬像氫氣一樣提供到電池中的反應位置，與氧氣一起構成一個連續(xù)的電能產生裝置，具有無毒、無污染、放電電壓平穩(wěn)、高比能量、內阻小、儲存壽命長、價格相對較低、工藝技術要求較低、高比功率等優(yōu)點，既有豐富的廉價資源，又能再生利用，而且比氫燃料電池結構簡單，是很有發(fā)展和應用前景的新能源。YANCHENGINSTITUTEOFTECHNOLOGY新能源汽車技術1152.7.4鐵電池目前國內外研究的鐵電池有高鐵和鋰鐵兩種。1．高鐵電池的特點高鐵電池是以