2025 年电车主要的蓄电方式及原理如下:
- 化学电池蓄电:
- 锂离子电池:目前电车广泛使用锂离子电池。充电时,外部电源提供的电能使锂离子从正极脱出,通过电解液嵌入负极,同时电子从外电路流向负极,实现电能到化学能的转化并储存起来;放电时,锂离子从负极脱出,通过电解液回到正极,电子则从负极经外电路流向正极,形成电流,为电车提供动力,化学能转化为电能。
- 铅酸蓄电池:由正极板(二氧化铅)、负极板(海绵状纯铅)和稀硫酸电解液组成。充电时,电能使硫酸铅在正负极板上分别重新转化为二氧化铅和纯铅,电解液中的硫酸浓度逐渐恢复,实现电能到化学能的转化;放电时,正负极板的二氧化铅和铅与电解液中的硫酸发生化学反应,生成硫酸铅,同时电子从负极板通过外部电路流向正极板,形成电流,为车辆供电,化学能转化为电能。
- 新型蓄电池:如日本在 2025 年 3 月宣布开发出的以铀为负极活性物质、铁为正极活性物质的蓄电池。充电时,正极铁离子氧化数从 2 价变为 3 价放出电子,电子到达负极使铀离子氧化数从 4 价变为 3 价,电能转化为化学能储存;放电时,铀离子从 3 价变为 4 价,铁离子从 3 价变为 2 价,化学能转化为电能释放。
- 电容蓄电:
- 普通电容:由两块导电的平行板构成,中间填充绝缘物质或介电物质。充电时,将电容器的一个极板与电源正极相连,另一个极板与负极相连,两个极板就分别带上了等量的异种电荷,电能以电场能的形式储存在电容器中。
- 超级电容:综合了电容和蓄电池的优点,同样体积的储存容量比传统电容大,且充放电快。一些现代有轨电车采用超级电容技术,在经停车站时通过短时间快速充电,即可继续下一站的行程,能在短时间内存储大量电能,靠站上下客的短时间内即可完成一次充电。
- 电磁蓄电(较少见):将电流在超导电感线圈中永续流动进行存储,把电能转化为磁场能来储存。但这种技术目前面临成本高、技术复杂等问题,尚未大规模应用于电车领域。