郑州轻工业学院
镉镍电池
镉镍电池是1901年由瑞典人发明的，至今已有近百年的历史，作为能源系统，为人类的文明发展作出了不可磨灭的贡献。镉镍电池的发展经历了如下几个阶段：第一阶段是用作牵引、启动、照明及信号电源的袋式电池。第二阶段式五十年代开始的烧结电池，用于大电流放电和和各种引擎的起动，包括坦克、飞机、火车等。第三阶段是六十年代开始的密封电池，例如人造卫星能源系统是采用太阳能电池和密封镉镍电池相匹配，共同使用。第四阶段是九十年代的泡沫镍电极技术的应用，使电池的容量大大提高，生产工艺简化，成本降低，使镉镍电池进入一个新的发展时代。由于镉镍电池经历了百年的发展，其品种规格繁多，用途不一。价格也相差较大。为使用户选到合适的电池，下面介绍镉镍电池的分类和各类电池的主要用途。
一 镉镍电池分类和用途
1按电池的外形分为：方形（F）、圆柱型（Y）、扣式（B）。用户可以根据自己的用电设备和为电池预留位置选用不同形状的电池。
2按电池的封口结构分为：开口式电池、液密式电池和气密式电池。开口式电池主要是方形电池，一般是用在位置固定的环境中，该类电池需要定期补加电解液或蒸馏水；液密式电池可在任意位置工作，不向外释放电解液，但会在过充电或其他特殊环境情况造成内部压力增大，并向外释放气体，以保护电池的安全；气密式电池既不向外释放电解液，也不向外释放气体。但造价昂贵，只有在特殊的情况下使用。如卫星的能源系统。
3按输出功率分为：超高（C）倍率电池、高（G）倍率电池和中（Z）、低倍率电池。超高倍率、高倍率电池能快速充电，可用于启动电器，即大电流短时间放电，但价格较高；而中、低倍率电池的快速充电性能不如前者，适应于功率较小，长时间工作的用电设备，价格较低。
4按电池的内部结构和极片制造方法分为：袋式电池、烧结式电池（包括箔式和板式）、粘结式电池及泡沫式电池。由于镉镍蓄电池的内部结构和生产工艺不同，其性能差异也较大，用途也不同。内部结构区别在电机制造工艺上，由此而决定了电池的性能和寿命。下面做简要介绍，以达到经济、合理选用。
动力电池分类及使用情况
一、铅酸电池
它是目前电动汽车使用最为广泛的电池，据不完全统计，在已经生产的电动汽车上，使用铅酸蓄电池的比例占到90%，这主要得益于它的众多优点：发展历史悠久，技术较为成熟，比功率较大，循环寿命也可达800~1000次左右，且成本较低。不过，铅酸电池比能量却很低，仅为40W·h/kg左右，快速充电技术也尚未成熟(一般慢充都在8小时以上)，而且污染严重。
二、锂离子电池
它的比能量和比功率都很高，可分别达150W·h/kg和1600W/kg，循环寿命长，约为1200次，而且充电时间较短，为2~4h，使用电压可达到4V，使用安全性也相对较好。但是锂离子电池价格较高，快充放电性能差，存在过充、放电保护问题，影响了锂电池的进一步应用和发展。
三、镍氢电池
镍氢电池目前主要应用于混合电动车，但性能不能满足目前纯电动汽车和插电式混合动力汽车的需求，此类电动车需200公里以上的行驶里程，是镍氢电池提供的纯电动里程的10倍。虽然燃料电池的性能很好，但是技术难度大。
按工作性质和储存方式可将电池分为4类：
（1）一次电池,一次电池也称原电池，是指放电后不能用充电方法使它恢复到放电前状态的一类电池。即一次电池只能使用一次。常见的一次电池有锌锰电池、锌银电池、锂二氧化锰电池等。
（2）二次电池,二次电池也称蓄电池，电池放电后可用充电方法使活性物质恢复到放电以前状态，从而能够再次放电，充放电过程能重复。常见的二次电池有镍镉电池，铅酸电池、金属氰化物镍电池、锂离子电池等。
（3）储备电池,储备电池也称激活电池，在储存期间，电解质和电极活性物质分离或电解质处于惰性状态，使用前注入电解质或通过其他方式使电池激活，电池立即开始工作。常见的储备电池有锌银电池、热电池、镁氯化铜电池等。
（4）燃料电池,燃料电池也称为连续电池，电池中的电极材料是惰性的，是活性物质进行电化学反应的场所，而正、负极活性物质分别储存在电池体外，当活性物质连续不断地注入电池时，电池就能不断地输出电能。常见的燃料电池有质子交换膜燃料电池、碱性燃料电池等。
动力电池的分类
动力电池是指用于驱动电动车辆的电池，它是电动汽车的重要组成部分。目前市面上主流的动力电池有三种类型：铅酸蓄电池、镍氢电池和锂离子电池。本文将对这三种类型的动力电池进行详细介绍。
一、铅酸蓄电池
铅酸蓄电池是最早被应用于车辆上的一种蓄电池，它具有价格低廉、稳定性好、使用寿命长等优点。但是，铅酸蓄电池也存在不少缺点，如能量密度低、充放电效率低等。
1.1 工作原理
铅酸蓄电池的工作原理基于化学反应。当外部直流电源施加在正负极之间时，正极会产生氧化反应，负极会产生还原反应。这些反应会释放出化学能，并将其转换为可供使用的直流电能。
1.2 特点
（1）价格低廉：铅酸蓄电池价格相对较低，适合经济实惠型车型。
（2）稳定性好：铅酸蓄电池的稳定性较好，不易出现过热、爆炸等问题。
（3）使用寿命长：铅酸蓄电池的使用寿命相对较长，可达到数年之久。
1.3 缺点
（1）能量密度低：铅酸蓄电池的能量密度相对较低，无法满足高端车型的需求。
（2）充放电效率低：铅酸蓄电池的充放电效率相对较低，不利于提高车辆续航里程。
二、镍氢电池
镍氢电池是一种新型的动力电池，它具有高能量密度、环保、安全性好等特点。目前已经被广泛应用于混合动力汽车和纯电动汽车中。
2.1 工作原理
镍氢电池采用化学反应将化学能转换为可供使用的直流电能。当外部直流电源施加在正负极之间时，正极会发生氧化反应，负极会发生还原反应。这些反应会释放出化学能，并将其转换为可供使用的直流电能。
2.2 特点
（1）高能量密度：镍氢电池的能量密度相对较高，可以满足高端车型的需求。
（2）环保：镍氢电池不含有重金属等有害物质，符合环保要求。
（3）安全性好：镍氢电池的安全性较好，不易出现过热、爆炸等问题。
2.3 缺点
（1）价格较高：镍氢电池价格相对较高，适合高端车型。
（2）使用寿命短：镍氢电池的使用寿命相对较短，需要经常更换。
三、锂离子电池
锂离子电池是目前最为流行的动力电池之一，它具有高能量密度、轻便、快速充放电等特点。目前已经被广泛应用于纯电动汽车和混合动力汽车中。
路漫漫其修远兮，吾将上下而求索 - 百度文库
1 电动车四大种类蓄电池
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。
1、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。
