【正文】 這幾個月以來， 馮 老師不僅在學(xué)業(yè)上給我以精心指導(dǎo)，同時還在思想給我以無微不至的關(guān)懷，在此謹向 馮 老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意 。老師們課堂上的激情洋溢，課堂下的諄諄教誨；同學(xué)們在學(xué)習(xí)中的認真熱情，生活上的熱心主動，所有這些都讓我的三年充滿了感動。在產(chǎn)業(yè)模塊化中，電池單體的成組技術(shù)、電池箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計及優(yōu)化、電池管理系統(tǒng)性能、電池檢測設(shè)備的引進、電池系統(tǒng)相關(guān)的法規(guī)、標準都必不可少。 14 5 結(jié)束語 為鼓勵新能源汽車發(fā)展，我國相關(guān)配套措施不斷完善，財政補貼政策也相繼出臺。如何提高燃料電池性能與降低其制造成本是燃料電池電動汽車商業(yè)化的關(guān)鍵問題之一。 燃料電池性能 的提高 與成本 的降低 要想實現(xiàn)燃料電池電動汽車的商業(yè)化，必須使燃料電池電動汽車的性能相當于甚至優(yōu)于現(xiàn)在的內(nèi)燃機汽車 , 同時價格與現(xiàn)在的內(nèi)燃機汽車價格持平甚至比其更低。 從表格 42中可以看出， LiMn2O4雖然比容量較低，目前作為正極材料還存在一些不足之處，但其資源豐富，價格便宜，其作為正極材料的金屬成本僅為 LiCoO2的 1/20（售價為 1/8），且安全性好，無環(huán)境污染 . 這些優(yōu)點使其作 為鋰離子電池正極材料具有得天獨厚的優(yōu)勢，被認為二十一世紀最具吸引力的一種鋰離子動力電池正極材料 。但其也存在穩(wěn)定性、安全性和生產(chǎn)成本等問題。 目前國內(nèi)產(chǎn)能大概在 15萬 kWh左右，在未來 4年內(nèi)仍然會供不應(yīng)求。 表 41 2020 年我國新能源汽車技術(shù)發(fā)展規(guī)劃 普通公路交通領(lǐng)域 公共交通領(lǐng)域 短期規(guī)劃 重點推廣油 電混合動力汽車；大力推廣以非糧食為原料的乙醇燃料和生物柴油汽車；試點推廣純電動汽車。 4 電動汽車電池技術(shù) 發(fā)展趨勢 國外著名市場研究公司發(fā)布的研究報告指出，如果今后 數(shù)年全球油價依舊徘徊在高位狀態(tài)， 2020 年美國市場出售的轎車中 5%～ 6%將會是混合動力汽車。據(jù)《科學(xué)美國人》報道，美國洛斯阿拉芙斯國家實驗室霍克最近研制成功微型燃料電池，其電池尺寸和價格可與傳統(tǒng)的鎳鎘電池相比，重量僅為鎳鎘電池的一半，但供電能力為鎳鎘電池的 50倍。由于燃料電池沒有活塞或渦輪等機械部件及中間環(huán)節(jié)，其效率大為提高，約為內(nèi)燃機的 2～ 3倍。 (2)燃料多樣化。 11 燃料電池的特點 近年來，燃料電池汽車也脫穎而出，成為現(xiàn)有各種汽車強有力的競爭對手，主要原因是其具有的優(yōu)點倍受青睞。據(jù)報道，目前中國科技大學(xué)無機膜研究所已經(jīng)研制成功的新型中溫陶瓷膜燃料電池，是一種以陶瓷膜作為電解質(zhì)的燃料電池。一些公司還打算把SOFC和儲氫合金結(jié)合起來，用于開發(fā)汽車用燃料電池。預(yù)計， 2020年聚合物氫氣燃料電池將發(fā)動百萬臺汽車 [9]。由中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所研制的 50千瓦質(zhì)子交換膜燃料電池城市客車發(fā)動機， 2020年 10月 10日通過了科技部組織的專家組測試考核。今后開發(fā)的重點應(yīng)放在裝置構(gòu)造上。熔融碳酸鹽型燃料電池 (MCFC)在所有的燃料電池中電壓效率最高。它在太空飛行中的應(yīng)用倍受關(guān)注，因為空間站的推動原料是氫和氧，反應(yīng)產(chǎn)物飲用水，對空間環(huán)境不造成任何污染，同時還可提供宇航員使用。靠這些輔助系統(tǒng)，燃料電池本體才能得到所需的燃料和氧化劑，并不斷排除燃料電池反應(yīng)所生成的水和熱 [8]。在陰極，氫離子與氧氣發(fā)生反應(yīng)并從陰極吸收電子，發(fā)生以下反應(yīng) 1/2O2 +2H+ +2e→ H2O，其電極總反應(yīng)為 1/2O2＋ H2→ H2O(如圖 32所 示 )。因此燃料電池是名符其實的一種將貯存在燃料和氧化劑中的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的發(fā)電裝置。 特點 ： （ 1） 充電速度快，充電 10s～ 10min可達到其額定容量的 95％以上； （ 2） 循環(huán)使用壽命長，深度充放電循環(huán)使用次數(shù)可達 1～ 50萬次，沒有 “記憶效應(yīng) ”； （ 3） 大電流放電能力超強，能量轉(zhuǎn)換效率高，過程損失小，大電流能量循環(huán)效率 ≥ 90%； （ 4） 功率密度高，可達 300W/kg～ 5000W/kg，相當于電池的 5～ 10倍； （ 5） 產(chǎn)品原材料構(gòu)成、生產(chǎn)、使用、儲存以及拆解過程均沒有污染，是理想的綠色環(huán)保電源； （ 6） 充放電線路簡單，無需充電電池那樣的充電電路，安全系數(shù)高，長期使用免維護； （ 7） 超低溫特性好， 溫度范圍寬 40℃ ～ +70℃ ； （ 8） 檢測方便，剩余電量可直接讀出。 LiMn2O4正極材料的缺點： （ 1）循環(huán)壽命低，特別在高溫條件下（ 55℃ ～ 60℃ ）； （ 2）存儲會產(chǎn)生容量衰減，特別是在高溫下儲存； （ 3）容量低，不適合手機和筆記本電池的要求； （ 4）在循環(huán)過程中，容量常發(fā)生快速衰減。磷酸鐵鋰電池也有缺點，例如磷酸鐵鋰正極材料的振實密度較小，等容量的磷酸鐵鋰電池的體積要 7 大于鈷酸鋰等鋰離子電池，因此在微型電池方面不具有優(yōu)勢。 （ 5） 無記憶效應(yīng) 可充電池在經(jīng)常處于充滿不放完的條件下工作，容量會迅速低于額定容量值，這種現(xiàn)象叫做記憶效應(yīng)。 （ 2） 使用安全 磷酸鐵鋰完全解決了鈷酸鋰和錳酸鋰的安全隱患問題，鈷酸鋰和錳酸鋰在強烈的碰撞下會產(chǎn)生爆炸對消費者的生命安全構(gòu)成威脅，而磷酸鐵鋰以經(jīng)過嚴格的安全測試即使在最惡劣的交通事故中也不會產(chǎn)生爆炸。 二次鋰電池 磷酸鐵鋰電池是指用磷酸鐵鋰作為正極材料的鋰離子電池。它完全不必理會殘余電壓多少，直接可進行充電，充電時間自然可以縮短。 記憶效應(yīng)： 鎳氫電池與鎳鎘電池相同都有記憶效應(yīng)。主要為 KOH作電解液（電解質(zhì) 7moL/LKOH+15g/LLiOH） 充電時 正極反應(yīng)： 22()Ni O H O H Ni O O H H O e??? ? ? ? 負極反應(yīng)： 2M H O e M H O H??? ? ? ? 總反應(yīng)： 2()M Ni O H M H Ni O O H? ? ? 放電時反應(yīng)相反 鎳氫電池能量密度為 70Wh/kg，功率密度為 200W/kg，極限循環(huán) 1500次。鎳氫電池 NiMH電池正極板材料為 NiOOH，負極板材料為吸氫合金。電池蓋上裝單向節(jié)流閥，使電池處于密封狀態(tài)，遇到異常情況時排氣閥打開排出氣體。尤其是第 3代 VRLA蓄電池低阻抗優(yōu)點可以控制快速充電過程中的歐姆熱，延長電池的壽命。鉛蓄電池內(nèi)的陽極 (PbO2) 及陰極 (Pb) 浸到電解液 (稀硫酸 ) 中 ，兩極間會產(chǎn)生 2V 的電力，這是根據(jù)鉛蓄電池原理，經(jīng)由充放電，則陰陽極及電解液即會發(fā)生如下的變化： (陽極 ) (電解液 ) (陰極 ) 2 2 4 4 2 422P bO H SO P b P bSO H O P bSO? ? ? ? ? (放電反應(yīng) ) (過氧化鉛 ) (硫酸 ) (海綿狀鉛 ) 鉛蓄電池的特點 鉛酸蓄電池的應(yīng)用歷史最長，也是最成熟、成本售價最低廉的蓄電池。 因此，盡快研發(fā)替代鉑的催化劑，研制低成本質(zhì)子交換膜和流場板，提高系統(tǒng)的運行時間（＞ 5000h），建立高可靠性氫源儲運和再生系統(tǒng)將是燃料電池車發(fā)展的前提和保障。 另外，由于加拿大魁北克水電公司在華申請的磷酸鐵鋰材料的專利均已授權(quán)，這將成為制約磷酸鐵鋰電池發(fā)展的最大障礙。 3 鋰離子電池 由于鋰離子電池具有體積小、重量輕、工作電壓高、比能量大、循環(huán)壽命長、比功率大、自放電率小、無記憶 效應(yīng)、無污染等突出優(yōu)點，使其成為新能源電動汽車近期重點發(fā)展的動力電源，現(xiàn)階段被認定為發(fā)展期產(chǎn)品。五 ” 期間。 鎳氫電池 鎳氫電池在電動自行車發(fā)展的初期曾作為一種解決方案推向市場，但由于自放電大、循環(huán)壽命短、單體一致性差，且價格偏高而沒有被市場普遍接受。 隨著性價比的進一 步提高，鉛蓄電池的應(yīng)用領(lǐng)域也從電動自行車，逐步擴展到電動三輪車、微型電動轎車、電動游覽車、電動高爾夫球車、電動環(huán)衛(wèi)車等領(lǐng)域，市場容量在快速擴大。 2 電動汽車 的 電池技術(shù) 的發(fā)展現(xiàn)狀 目前在電動車領(lǐng)域使用的電池類型主要有：鉛蓄電池、鎳氫電池、鋰離子電池和燃料電池。相對而言 ,鉛酸電池具有成本低 ，比功率高的優(yōu)點 ， 但其壽命短、比能量低 。電動汽車作為一種排放低、能源利用多樣化的環(huán)保節(jié)能交通工具 ， 呈現(xiàn)出加速發(fā)展的趨勢并且將對于促進高科技的發(fā)展、新 興工業(yè)的發(fā)展以及經(jīng)濟的發(fā)展產(chǎn)生深遠的影響。而目前技術(shù)成熟的傳統(tǒng)內(nèi)燃機汽車的能量來源卻較為單一 ， 主要為汽油或柴油。 The nimh batteries have power to charge and discharge current aspect ratio, big, no pollution, safety performance is good wait for a characteristic, and it