电动汽车铅酸电池分类结构原理详解 _新能源汽车

电池是电动汽车的动力源，是能量的存储装置，也是目前制约电动汽车发展的关键因素。要使电动汽车能与燃油汽车相竞争，关键是开发出比能量高、比功率大、使用寿命长、成本低的电池。迄今已经实用化的车用动力电池有铅酸电池、镍氢电池和锂离子电池等。
1.铅酸电池
铅酸电池应用的历史最长，也是最成熟、成本售价最低廉的蓄电池，但现在基本不再作为动力电池应用在新能源汽车上，只在部分低速车上有所应用。这里只进行简单介绍。
1.1铅酸电池的分类与结构
（1）铅酸电池的分类
铅酸电池分为免维护铅酸电池和阀控密封式铅酸电池。免维护铅酸电池由于自身结构上的优势，电解液的消耗量非常小，在使用寿命内基本不需要补充蒸馏水。阀控密封式铅酸电池在使用期间也不用加酸加水维护，电池盖子上设有溢气阀（也称安全阀），当电池内部气压升高到一定值时，溢气阀自动打开，排出气体，然后自动关闭，防止空气进入电池内部。阀控密封式铅酸电池分为 AGM（阀控式）和 GEL（胶体）电池两种。电动汽车使用的动力电池一般是阀控密封式铅酸电池。
（2）铅酸电池的结构
铅酸电池由正负极板、隔板、电解液、溢气阀、外壳等部分组成。极板是铅酸电池的核心部件，正极板上的活性物质是二氧化铅，负极板上的活性物质为海绵状纯铅。隔板可隔离正、负极板，防止短路，它作为电解液的载体，能够吸收大量的电解液，起到促进离子良好扩散的作用，它还是正极板产生的氧气到达负极板的“通道”，以顺利建立氧循环，减少水的损失。电解液由蒸馏水和纯硫酸按一定比例配制而成，主要作用是参与电化学反应，是铅酸电池的活性物质之一。电池槽中装入一定密度的电解液后锂离子电池充电和放点原理，由于电化学反应，正、负极板间会产生约为 2.1V 的电动势。溢气阀位于电池顶部，起到安全、密封、防爆等作用。

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2. 铅酸电池的工作原理
铅酸电池工作时，把化学能转换为电能的过程叫作放电。在使用后锂离子电池充电和放点原理，借助于直流电在电池内进行化学反应，把电能转变为化学能而储蓄起来，这种蓄电过程称作充电。
3. 铅酸电池的充放电特性
（1）铅酸电池的放电特性
在铅酸电池不放电的情况下，铅酸电池中的活性物质微孔中的电解液的密度与极板外的电解液密度相同。铅酸电池放电后，活性物质表面的电解液密度立即下降，而极板外的电解液是缓慢地向活性物质表面扩散，不能立即补偿活性物质表面电解液的密度。随着放电过程的进行，活性物质表面的电解液密度继续下降。
铅酸电池继续放电，在活性物质表面的电解液浓度下降的同时，极板外的电解液向活性物质表面扩散，补充了活性物质表面的电解液的浓度并保持了一定的浓度，活性物质表面的电解液的浓度变化缓慢，使铅酸电池的端电压也随即保持稳定，如下图 BC 段所示。
铅酸电池继续放电，极板外的电解液的整体浓度也逐渐降低，在活性物质表面的电解液的浓度也随之降低，又由于电解液和活性物质被消耗，其作用面积也不断地减?。?峁?乔λ岬绯氐亩说缪挂菜孀畔陆担?如下图 CD 段所示。
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