电车里面常用的电池主要有以下几类:
铅酸电池
- 原理:电极主要由铅及其氧化物制成,电解液是硫酸溶液。放电时,铅和二氧化铅与硫酸反应生成硫酸铅和水;充电时,反应逆向进行。
- 特点:技术成熟稳定,安全性高,制造成本低,价格亲民。但能量密度低,体积和重量大,续航里程受限,循环寿命相对较短,一般在300-500次左右,且废旧电池处理不当会对环境造成污染。
- 应用场景:广泛应用于中低端低速电动车、电动自行车等,如一些售价5000元以内的低速电动车,3000元以内的新国标电动自行车。
镍氢电池
- 原理:以镍为正极,以贮氢合金为负极,氢氧化钾溶液为电解液,利用镍与氢的氧化还原反应来实现充放电。
- 特点:能量密度较高,低温性能好,无记忆效应,抗过充能力强,循环寿命可达1000次左右,且较为环保可回收。但价格较高,自放电率较大,充电效率低。
- 应用场景:曾广泛应用于混合动力汽车,如丰田普锐斯、福特Escape等。
锂离子电池
- 磷酸铁锂电池
- 原理:以磷酸铁锂为正极材料,石墨为负极材料,通过锂离子在正负极之间的嵌入和脱嵌来实现充放电。
- 特点:稳定性好,安全性高,循环使用次数多,可达到2000次以上。但能量密度相对较低,低温环境下表现较差。
- 应用场景:常用于对安全性要求较高、续航里程需求不是特别高的电动车,如部分城市公交、物流车以及南方的低速电动车。
- 三元锂电池
- 原理:正极材料为锂镍钴锰三元材料,负极一般为石墨,依靠锂离子在正负极之间的移动来工作。
- 特点:能量密度高,抗低温特性好,能够满足车辆长续航的需求。但稳定性稍差,成本较高,对电池管理系统要求高。
- 应用场景:是目前大多数电动汽车的首选电池,如北汽新能源EU260、特斯拉Model3等。
- 锰酸锂电池
- 原理:以锰酸锂为正极材料,石墨为负极材料,在充放电过程中,锂离子在正负极之间往返嵌入和脱嵌。
- 特点:在抗低温性能方面表现良好,成本相对较低。但高温稳定性较差,循环寿命相对较短,能量密度一般。
- 应用场景:适用于对低温性能有要求,但对续航和电池寿命要求不是极高的电动车。
燃料电池
- 原理:通过氢气和氧气在催化剂作用下发生化学反应产生电能,产物是水。
- 特点:能量密度非常高,充氢时间短,通常只需几分钟,且产物无污染,是一种很有潜力的清洁能源。但氢气的制取、储存和运输成本高,技术尚未完全成熟,基础设施建设也不完善。
- 应用场景:主要应用于一些高端的燃料电池电动汽车,如丰田Mirai、现代Nexo等。
其他新型电池
- 石墨烯电池:严格来说,目前市场上的石墨烯电池大多是在铅酸电池或锂电池基础上进行改进,添加石墨烯材料以提升性能。其容量比传统铅酸电池提高20%左右,能阻断大颗粒不可逆硫酸铅结晶,支持大电流充放电和快充,受低温影响小。
- 固态电池:采用固态电解质替代传统的液态电解质,具有更高的能量密度、更好的安全性、更长的使用寿命和更快的充电速度等优点。但目前仍处于研发阶段,技术尚不成熟,生产成本较高。