铅酸电池的碳材料

第一篇：铅酸电池的碳材料

铅酸电池用碳

一 用作铅酸电池添加剂的碳 正极板的碳质添加剂

1.1 石墨

在各种常规碳材料中，石墨的耐氧化性较强。据日本研究者报道，将0.1%—2.0%（质量分数）的石墨（纯度99.6%）加入到铅酸电池正极材料中，既增加了放电容量，还延长了寿命。在电池化成过程中硫酸氢根嵌入石墨形成化合物，这增加了电极的孔隙率，一次改善了酸性溶液对电极板的侵润。同时石墨的加入也使得放电时硫酸铅产物在极板不容厚度处分布的更为均匀。另外，有报道称，正极放电容量的改善程度随石墨颗粒的增大而增大，这与碳材料添加剂粒径对负极性能的影响规律恰好相反。

正极加入碳材料的一个可能的作用机理是电渗析作用增强了电解液对电极板的侵润。电渗析是指液体在电池作用下相对于带点表面的流动行为。石墨加入正极材料后可被硫酸氢根离子嵌入内部，这增强了Zeta电位（指一个固液界面固体和液体之间的电位）。由于铅酸电池电极材料处于正负极板间形成的电池之中，这满足了电渗析作用的条件，会带来电解液的流动，而电渗析流动速率与Zeta电位成正相关。1.2 碳黑

有研究在正极加入0.2%—1.0%（质量分数）的碳黑添加剂，结果显示，质量分数为0.2%的碳黑能改善正极的成型，对循环性能作用不大。大约60%的碳黑在化成过程中被消耗，而剩下的也在最初几次循环后消失。与不加碳黑相比，加入碳黑可增大化成工艺结束后α/β-PbO2的比率和氧化铅的总量，而这归因于加碳黑使得化成时极板电导率较高，而且PbO/α—PbO2界面较大，使得更多的PbO直接转化成α—PbO2。因此，α—PbO2形成对应的低电压台阶别延长了。而且，正极材料的形貌更加规则且多半由球状团体聚体组成，这也表明电极是在较温和、均匀的过饱和条件下，以及较低的电流密度下形成。1.3 碳纤维

在正极板内加入碳纤维的工作也有报道，电池的容量和寿命均提高。碳纤维的作用机制可能也是为极板带来了孔隙，或者给活性物质提供了较好的机械支撑。通过对极板进行交流阻抗的检测，发现添加碳纤维的极板阻抗值要略小于没有添加碳纤维极板的阻抗值，说明碳纤维的添加能一定程度上降低电池的内阻。

由此可见，向正极加入碳材料带来的容量或寿命的改善效果与碳材料的种类密切相关。加入碳黑的效果有限，而石墨和碳纤维的效果均较好。负极板的碳质添加剂

加入炭材料还可能存在以下几种作用机制：（1）电容性炭有较高的比容量和倍率性能，充电时，在炭孔的大面积上氢离子能建立双电层电容，放电时，又可提高电池放电的比功率；（2）电容性炭有较高孔隙率，在炭孔的表面上可沉积形成纳米级的铅金属粒，而且因为受孔的约束，能保持纳米级尺度在充电放电循环中，有利于提高电池的比能量、比功率等性能；（3）铅负极板最初是由氧化铅、碱式硫酸铅和少量铅及膨胀剂的混合物组成，经过化成等工序后，由于刚化成的铅负极上有层薄的稀硫酸液膜，致使氧扩散加快，提高负极电化学活性，使铅的氧化速度加快，电池初始容量降低。纳米孔碳可能起阻化剂作用。2.1 碳黑

由于炭黑电导性好，加到铅酸电池负极中可提高活性物质的导电性能，还可增加极板的孔隙率，可吸收较多的电解液，有利于放电时酸的供应，从而提高电极的放电容量。同时，炭黑的吸附性能强，能够改善电极的充电接受能力。

铅酸电池负极活性物质中适量增加炭黑含量有利于提高负极的放电容量，有利于铅负极在放电过程中氧化为硫酸铅，同时也有利于充电过程中硫酸铅还原为铅。炭黑含量的增加并不会提高析氢过电位。

CSIRO 的小组研究证实，将负极炭黑含量从 0.2%提高到 2.0%使得电池在 HEV 工况下的使用寿命显著提高，尽管析氢的现象还是存在。该小组认为增加炭材料含量后电池性能提高的原因是负极板电导率的提高，当炭黑含量超过某特定数值后，电极板导电率显著增加。

2.2 活性炭

活性炭(AC)主要通过将自然界存在的碳源，如煤炭、树木、农作物废品等，进行高温热解所得到的具有较高比表面积和孔隙率的炭材料。活性炭电极材料的比电容值与其材料本身的比表面积有直接关系，一般来讲，活性炭所具有的比表面积可以达到 2000 m2g-1，可产生电容范围为 94—413 F g-1。

电容性活性炭主要通过以下两种机制抑制硫酸铅沉积：（1）活性炭材料形成的第二相能有效分隔硫酸铅晶体并在极板内形成孔道使电解液离子能够快速迁移，促进硫酸铅在再充电过程中的溶解再利用；（2）电容性活性炭能形成的导电网络有利于促进铅的沉积过程。

保加利亚的 Pavlov 院士系统地研究了高比表面积活性炭和炭黑对铅负极性能的影响机制。该小组将不同含量的一种商品化电容活性炭和两种高比面积炭黑加入铅负极，详细研究了炭的加入对铅酸电池在 HRPSoC 工况下的性能。他们的结果不仅有力地证实了炭材料的加入能提高极板电导率，并在极板内生成有利于电解液离子迁移的孔道，从而有效提高了电池的性能，还证实了活性炭使得铅离子的电子生成沉积铅的反应过电位降了 300~400mV，这有利于铅沉积反应的进行，可见高比表面积的电容用活性炭能能增强铅酸电池的充放电反应能力。同时，他们还发现炭黑添加剂过多，会造成电池性能下降，这是由于炭黑颗粒较细，易紧密地附着在电极板表面，限制铅离子在铅极板表面的沉积过程。

2.3 石墨纤维

石墨纤维一般是指含碳量高于9９％且具有层状六方晶格石墨结构的碳纤维，形状像头发丝，呈黑色，质细软，可由碳纤维经过２２００～３０００℃高温石墨化处理而制得，其含碳量和拉伸模量比碳纤维高，故又称高模量碳纤维。石墨纤维具有密度小、比强度高、比模量高、热膨胀系数小，阻尼性能优异，且具有导热、导电、耐高温、耐腐蚀、耐疲劳、耐磨损、可加工性等一系优良性能。

有报道称，将导电石墨纤维加入负极板中组装电池，HRPSoC 工况下获得了超过了 3000次的循环寿命，相当于可供混合动力大巴运行四年。

2.4 石墨烯

石墨烯是由碳原子构成的二维新材料.作为世界上最薄的纳米材料：①石墨烯几乎是完全透明的，只吸收2.3% 的光；②导热系数达到 5300W/m.K，比金刚石和碳纳米管更高；③室温下电子迁移率达到光速的 1/300；④电阻率只有 10-6Ω.cm，比铜和银电阻率更低，是世界上电阻率最小的材料；⑤有超高的力学性能，达到 1060GPa；⑥具有超高比表面积。

石墨烯具有良好的电子迁移率和导电网络结构，在电极中可以兼任活性物质与导电剂的职能。本身具有较高的比容量和优异的倍率性能，在充电式，氢离子能在炭孔的大面积上建立双电层电容，可提高电池放电的比功率。在其大面积上可沉积形成纳米级的铅金属粒，有利于电池获得高的比能量、比功率及稳定性能。

2.5 碳纳米管

对碳纳米管(CNTs)作为电极材料的大量研究是在 1990 年开始的，碳纳米管具有较为狭窄的孔分布，较高的可到达比表面积低电阻率以及高稳定性。单壁碳纳米管(SWCNT)的结构是无缝圆柱石墨晶体，具有准确的中心轴，且两端可以由半球的富勒烯封闭；而目前常见的 CNTs 材料都是多壁碳纳米管(MWCNT)，具有中孔结构及~ 100 m2g-1比表面积，电容范围在 15—300 F g-1范围内。

碳纳米管是理想的电极材料，因为其有独特的中空结构，利于电解液的浸润，但是由于制备工艺不完善，价格昂贵，影响了其应用。

二 作为铅酸电池集流体的碳 致密碳材料

致密碳材料系指比表面积不高的碳材料，主要作为传统铅质板栅的替代材料。

Kaushik 等研究了碳表面电镀金属铅和二氧化铅电极在硫酸溶液中的放电性能，金属铅放电（氧化成硫酸铅）是扩散控制的过程，二氧化铅放电(还原成硫酸铅)是表面过程(包含表面物种);低放电倍率时沉积二氧化铅电极的放电比容量低于沉积金属铅电极;碳表面电镀铅和二氧化铅的电极自放电较严重，是主要缺点。在适当的条件下，碳材料可以作为铅酸电池活性物质载体和集流体，但组配电池的特性与传统铅酸电池存在差异。

研究表明，碳材料可以作为铅酸电池正负电极的集流体，并可降低板栅在电池中的质量比例。比表面积不高的碳材料使用中和传统铅质板栅基本相同，对于循环性能的提高不明显。

2多孔碳

研究表明，采用铅酸电池电极中添加惰性材料的方法将活性材料有效分散后，可以抑制硫酸盐化。因而可以推测，采用多孔碳担载活性材料既能降低板栅在电池中的重量比例、提高活性材料利用率，又能提高电池循环性能。因此研究多孔碳作为铅酸电池活性材料载体和集流体的文献越来越多。

2.1 网状玻璃态碳（RVC）

RVC 是一种由玻璃态碳泡沫组成的三维网状(蜂窝状)微孔材料，孔隙率可达 90% ～97%，密度小(0.03 g/cm3)，具有较高的化学稳定性、比表面积和导电率。

目 前，美 国 Power Technology Inc.(简 称PWTC)已经兴建了制备 RVC/Pb －Sn 板栅的试验工厂。根据 PWTC 发布的资料，采用 RVC/Pb－Sn板栅组装的 75 Ah 铅酸电池与普通铅酸电池相比可缩小 45%的体积、减轻 40% 的质量，集流体的表面积增加 4 倍，活性物质的利用率由 30% ～40% 提高到 60% ～ 68%。可见网状玻璃态碳材料作为铅酸电池活性材料载体和集流体可明显提高铅酸电池比能量，值得进一步研究开发。

2.2 石墨泡沫/碳泡沫

石墨泡沫具有同 RVC 相似的性质，质轻(0.6g/cm3)、比表面积高(约200 cm2/ cm3)、化学惰性，而石墨泡沫相对于 RVC具有更好的导电性(约103S/cm而RVC 约为1.3S /cm)，具有更高的机械强度、刚度和加工性能，20℃时石墨泡沫最大抗压强度为5.1 MPa(RVC 为 763 kPa)。Jang 等以沥青为原料在 2 800℃氩气保护下石墨化制得了石墨泡沫，将其分别作为铅酸蓄电池的正负电极活性材料载体和集流体。Jang 等认为石墨泡沫可以作为负极集流器代替传统的铅合金，但在作为正极集流器尚待进一步研究提高其稳定性。

近来，Firefly 能源公司研发了一种新型铅酸电池，采用碳/石墨泡沫复合体作为电池活性物质载体和集流体，将活性材料担载在多孔碳泡沫体结构中。Firefly 能源公司现在正在开发2 种先进技术，第一种，采用碳 / 石墨泡沫复合材料作为负极活性物质载体和集流体，保留传统的铅酸电池正极片(3D 技术);第二种，采用碳/石墨泡沫复合材料作为电池的正极和负极活性物质载体和集流体(双 3D 技术)。碳/石墨泡沫材料替代负极传统板栅对于低速放电电池而言质量下降 15%～20%，对于快速放电电池而言质量下降达 50%，且几乎避免了硫酸盐化和腐蚀作用，寿命是原来的 2倍以上。

但Firefly 能源公司的碳/石墨泡沫基铅酸电池比传统铅酸电池成本高数倍，面临较高的成本压力和工程化资本压力。但碳/石墨泡沫基铅酸电池相对传统铅酸电池而言，其性能提升非常可观，表明碳/石墨泡沫是非常有发展前景的一类轻质板栅材料。此外，加强基础研究以大幅度降低成本、降低正极腐蚀等缺陷也是必须的。

研究表明，碳材料可以作为铅酸电池正负电极的集流体，并可降低板栅在电池中的质量比例。网状玻璃态碳和碳/石墨泡沫材料作为铅酸电池活性材料载体和集流体可明显提高铅酸电池比能量和循环性能，可能与其比表面积高、导电性好等性能有关，也和活性物质在孔隙中填充有效降低了活性物质颗粒度有关。

多孔碳用作铅酸电池活性材料载体和集流体在提高铅酸电池性能上具有非常明显的作用，说明多孔碳材料是非常有发展前景的一类轻质板栅材料。但目前多孔碳作为铅酸电池活性物质载体和集流体的研究还处于基础阶段，如何阻止正极氧化、提高机械强度、提高活性物质结合力以及降低自放电等问题还有待于进一步的研究。

第二篇：铅酸电池的前景

铅酸电池的前景：

也许你从没有见过铅酸电池的模样，但如果你离开了铅酸电池的话，你的生活将变得难以想象，如果没有铅酸电池，中国2亿多辆机动车将瘫痪在马路上，因为所有的汽车都需要铅酸电池的启动，没有铅酸电池，你手中的所有通信设备将变成一堆电路板和破塑料，因为所有的通信基站都在使用铅酸电池，没有铅酸电池中国的大多数工厂将彻底停工，因为铅酸电池在工厂里无处不在，没有铅酸电池，航母和潜艇都不能用，要搁浅。因为军工领域的 多数动力电池都是铅酸蓄电池.....我国是世界上蓄电池的生产与使用的大国，蓄电池的用量之大，用途范围之广，实属罕见，大到国防、能源、通讯金融、工厂、运输、电子、电力、电信、电站等重要领域，小到与百姓生活息息相关的电动自行车、电动摩托车、电动三轮车等等，成为社会发展、百姓生活中不可少的能量供给工具，其每年耗费蓄电池数量达数亿只，耗费几万亿人民币，现国内天能、超威蓄电池2012年产值就突破1仟亿元人民币。现电动车是人人骑、家家有，可见蓄电池发展空间之大。尽管150多年前，铅酸电池就此诞生，再其发展过程中，镍镉电池，镍氢电池，燃料电池，锂电池等一系列“晚辈”层出不穷，但是直到现在，还没有一个能威胁到铅酸电池的市场地位。有专家预计，在今后的发展50年，也不能有一种电池来完全取代铅酸电池，在国民经济近80%的领域里，铅酸电池宝刀不老。尽管欧美是铅酸电池的诞生地和最初使用国家，但是时至今日，美国依然是全球铅酸电池使用量最高的国家，而中国则是铅酸电池即大规模生产又大规模消费的国家之一。而锂电池内阻大，所以无法瞬间释放很大的能量，而价格方面如：一辆锂电池电动汽车其电池组要价8万元之多，而使用铅酸电池的话只需3000元，并且使用锂电池的话，汽车将无法启动，必须借助铅酸电池。一切要市场说话，如今的铅酸电池通过阀控技术和隔膜技术，已经解决了原来的渗漏问题并实现了免维护。

另外铅酸电池的最大优势之一就是回收，修复，再利用的特性。针对铅酸电池的修复而言，在美国和日本以及一些西方较发达的国家，仅铅酸蓄电池的日常保养和维护，以及废旧电池的复原处理和回收利用的从业人员达数十万之多，年创效益达千亿美元之巨。中国又是全球铅酸电池的产销大国，目前约有95%的市场占有率，而蓄电池修复在我国还是一个新兴产业。废旧电池的回收和再利用，也成为各级政府及企事业单位的关注热点。国内现有蓄电池生产企业也在2010年开始对于蓄电池维护、修复、重复利用增加了较大投入与关注。有些电池厂联合这一新项目（蓄电池修复）推出蓄电池质保期为“前七后八”（质保期为15个月，前七个月出现质量问题换组新电池，后面八个月则换维护或修复之后的电池），甚至有些电池企业为了减少售后成本，直接送给电池经销商成套电池修复仪。

研究证明，蓄电池在实际使用过程中，如果使用和维护不善，例如经常充电不足，不及时充电，长期过放电等原因，导致粗晶体硫酸铅堵塞了极板空隙，使电解液渗入困难并增加了内阻，导致蓄电池的容量降低，过早失效，报废，准确的说：电池损坏的原因95%是失水和硫化造成的，如果能及时修复，修复后的电池几乎可以达到好电池的使用水平，可以肯定的说，电池的修复和回收利用，它的经济意义和社会意义是非常大的，特别对于消费者来说，可以省下许多换新电池的钱，而对于投资创业者来说，这个项目确实也是一个投资小，无风险，前景好的创业项目。

总之铅酸电池对于整个社会来说作用巨大，一个健康规范的铅酸电池新行业将与人类共存。由于铅酸电池其独特的性能，未来市场份额会保持稳定，更有甚者由于汽车驱动系统的更迭，市场份额还会稳定的增加。我国是世界上蓄民池的生产与使用的大国，蓄电池的用量之大，用途范围之广，实属罕见，大到国防、能源、通讯金融、工厂、运输、电子电力、电信等重要领域，小到与百姓生活息息相关的电动自行车、电动摩托车、电动三轮车等等，成为社会发展、百姓生活中不可少的能量供给工具，其每年耗费蓄电池数量达数亿只，耗费几万亿人民币，现国内天能、超威蓄电池2012年产值就突破1仟亿元人民币。

第三篇：电动车充电器原理之铅酸电池损坏的四大原因

电动车充电器原理之铅酸电池损坏的四大原因

铅酸电池损坏主要有四大原因，分别是失水、硫化、失衡和热失控（充鼓），因为失水和硫化造成的电池损坏占了目前市场上的97%。

高标科技一直从事自主研发，具有专业、研发经验丰富的工程师，目前已拥有100多项专利、30多项发明技术专利，处于业界领先水平，并先后被认定为国家级高新技术企业、智能驱动重点实验室、深圳职业学院产学研基地、东莞理工学院产学研基地、中科院华南新能源研究所合作单位。

其对电动车充电器进行了持续的故障研究，得出了电池损坏的原因并予以分析，还研发了高标充电器以解决相关问题。

一、电动车电池失水

1、电动车电池失水的原因

铅酸电池中的电解液是由稀硫酸和水组成的。充电过程中，难以避免失水，充电模式不一样，失水也不一样。普通三段式充电模式，充电过程中的失水量是脉冲模式的二倍以上。电池除了自然寿命外还有一个失水寿命：单只电池失水超过90克，电池就报废了。在常温下（25℃），普通充电器的失水量约为0.25克，而高标脉冲充电器为0.12克。在高温下（35℃），普通充电器的失水量为0.5克，而脉冲为0.23克。按此计算，普通充电器在250次循环后水分充干，而脉冲在600次循环后水分才会充干。高标充电器能够延长电池一倍以上的寿命。

铅酸蓄电池在充电过程中的最大问题是析气。

① 恒流充电阶段，充电电流保持恒定，充入电量快速增加，电压上升； ② 恒压充电阶段，充电电压保持恒定，充入电量继续增加，充电电流下降； ③ 蓄电池充满，电流下降到低于浮充转换电流，充电电压降低到浮充电压； ④ 浮充充电阶段，充电电压保持为浮充电压；

普通三阶段充电第一阶段为恒流充电，这主要是考虑到电路的设计比较方便，并非为使蓄电池性能最佳而设计。

恒流充电段后期和恒压充电前期，电流超过临界析气曲线，造成蓄电池析气，引起寿命下降。超过临界析气曲线的电流仅使蓄电池产生气体和温升，未转化为电池电量，充电效率也因此降低。

2、电动车电池失水的解决方案

脉冲恒动率阶段的时间，比普通充电器恒流+恒压阶段要缩短了近一个小时，而这一个小时的高压段充电是水分散发的关键时刻。脉冲以电压参数为转灯依据，转灯进入智能脉冲很准确，而普通充电器以电流参数为转灯依据，一旦电池硫化，内阻加大，充电电流也加大，很难达到转灯电流，很容易造成高压段长时间充电，加速水解。

二、电动车充电器硫化

1、电动车充电器硫化原因

电池长期滞留，充电过程中的长期过充和欠充，使用过程中的大电流放电，极易造成电池的硫化。它的表象为：一放就光，一充就饱，我们把它叫做电池的“假损坏”。硫化物质硫酸盐粘附在极板上，缩减了电解液与极板的反应面积，使电池容量迅速衰减。失水会加重电池的硫化；硫化又会加重电池的失水，易形成恶性循环。

2、电动车电池硫化的解决方案

脉冲运用智能脉冲中的尖峰脉冲，可以击碎硫酸铅结晶的晶核，使之难以形成硫酸盐。

智能脉冲充电器：①恒功率、②智能脉冲、③滴充 普通三段式：①恒流、②恒压、③浮充

三、电动车电池的失衡

1、电动车电池失衡的原因

一组电池由三到四只组成。由于制造工艺问题，无法做到每只电池的绝对平衡，普通充电器使用平均电流，使容量小的单只电池最先充满，并形成过充，放电时，这只容量小的电池最先放完，并形成过放。长期如此，恶性循环，使整组电池出现单只落后，从而使整组电池报废。三段式充电器的浮充阶段，有500mA的小电流，它的作用是补偿充电，让电池充饱。但它也带来两个副作用:

1、充饱后，多余的电流没有关断，电能转化为热能，进行水分解，加速水份的散发；

2、小电流充电，产生的电流分叉很大，更容易造成电池组的不平衡。

2、电动车电池失衡的解决方案

脉冲的失水量是普通充电器的三分之一，失水量少，则电池组电压差会小；反之，失水量大，则电池组电压差大。随着失水量的加大，硫化也会加重，而普通充电器没有去除硫化功能，所以电池组失衡严重。科林脉冲在充电时，失水量少，电池组电压差也小，当电池产生硫化后，能用脉冲去除，使整组电池趋向平衡。脉冲恒功率阶段的电流较大，作用是:

1、快速充电，节省充电时间；

2、激活电池极板，消除电池钝化现象，恢复电池容量，使整组电池的容量趋于平衡。滴充阶段，能消除电流分叉的影响，对欠充电池滴充，充满后自动关断，减少水分解，保持电池组的平衡。

四、电动车电池的热失控

1、电动车电池热失控的原因

蓄电池变形不是突发的，往往是有一个过程的。蓄电池在充电到容量的80%，左右进入高电压充电区，这时，在正极板上先析出氧气，氧气通过隔板中的孔，到达负极，在负极板上进行氧复活反应：2Pb+O2（氧气）=2PbO+Q（热量）；PbO+H2SO4=PbSO4+H2O+Q（热量）。反应时产生热量，当充电容量达到90%时，氧气发生速度增大，负极开始产生氢气，大量气体的增加使蓄电池内压超过阀压，安全阀打开，气体逸出，最终表现为失水。2H2O=2H2↑+O2↑。随着蓄电池循环次数的增加，水分逐渐减少，结果蓄电池出现如下情况：

（1）氧气“通道”变得畅通，正极产生的氧化很容易通过“通道”到达负极

（2）热容减小，在蓄电池中热容量最大的是水，水损失后，蓄电池热容大大减小，产生的热量使蓄电池温度升高很快；

（3）由于失水后蓄电池中超细玻璃纤维隔板发生收缩现象，使之与正负极板的附着力变差，内阻增大，充放电过程中发热量加大。经过上述过程，蓄电池内部产生的热量只能经过电池槽散热，如散热量小于发热量，即出现温度上升现象。温度上升，使蓄电池析气过电位降低，析气量增大，正极大量的氧化通过“通道”，在负极表面反应，发出大量的热量，使温度快速上升，形成恶性循环，即所谓的“热失控”。

2、电动车充电器热失控的解决方案

脉冲有温度补偿功能，通过热敏电子采集外界和机内温度，智能调节充电电压，使冬季节不欠充，夏季不过充，有效解决热失控。脉冲充电参数是动态的，变化的；普通充电器是静态的，固定的。所以，普通充电器不可避免的会出现夏季过充和冬季欠充问题。

第四篇：电动汽车用铅酸电池、镍氢电池和锂电池的对比分析(圣阳电源)

电动汽车用铅酸电池、镍氢电池和锂电池的对比分析

山东圣阳电源 高海洋

随着科学技术的提高和制造水平的进步，电源技术也在新一代技术变革中不断提高，面对如今新能源电动汽车对动力电源的迫切需求，现阶段似乎哪一种动力电池都不能完全适合作为动力源用在电动汽车上。

目前来说，电动汽车上普遍采用的动力电池有三种：铅酸电池、锂电池以及镍氢电池。比较这三类动力性蓄电池就需要从两方面分析比对：一个是比能量，另一个是比功率，简单说，就是指电池的可持久性和力量大小。比能量高的蓄电池可以长时间工作，持续的能量较多，里程长；比功率高的蓄电池，速度快，力量大，可以保证汽车的加速性能。下面从这两方面对这三类动力蓄电池进行对比分析：

铅酸电池

作为目前电动汽车使用最广泛的蓄电池，在国内已经生产的电动汽车上，使用比例占到90%，这主要得益于其优点：技术较为成熟，比功率较大，循环寿命可达800~1000次，且成本低。不过，铅酸电池缺点也较明显，那就是比能量很低，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，受到环保制约。锂离子电池

相对来讲，其比能量和比功率都很高，可达150W·h/kg和1600W/kg，循环寿命长，约1200次，且充电时间较短，为2~4h，使用电压可达到4V，安全性相对较好。但锂离子电池缺点在于其价格较高、快速充放电性能差、过充和过放电保护性差，影响了其应用和发展的空间。

镍氢蓄电池

其的优点是比能量和比功率都相对中等，快速充电能力较好，15分钟可充满容量的40%~80%，适宜温度范围宽。但镍氢蓄电池循环使用寿命较短，为600次，价格昂贵，只有期待大批量生产，才有望降低成本。

结语

显而易见，比能量高、比功率大、价格便宜、易于维护的动力蓄电池才是电动汽车动力源的首选，从上面分析可以得知，每种蓄电池都存在这样或那样的问题。总体来看，现在的动力电池比能量都较低，以三种电池中性能最好的锂电池为例，在能量密度上，它与达到10000~12000W·h/kg的汽油相比还相差甚远，仔细计算，1L汽油约重0.742kg，按车载50L计算，就是满载37.1kg的汽油，约相当于2968~3091kg锂电池所含有的电量，如果将汽油机较低的效率计算进去，两者之间也有约50倍的差距。所以现在电动汽车上安装的蓄电池数百公斤重，再加上高昂的价格，电动汽车形成高价格门槛便成为必然。

另外，不同类型电动汽车对电池的要求也不一样，纯电动汽车（PEV）由于只有电池驱动，所以需要较高的比能量，而在一般混合动力汽车（HEV）中，电池往往担任制动能量回收、辅助起步加速的作用，因而对电池的比功率要求苛刻，所以说要针对不同车型需求来设计作为动力源的动力蓄电池，现阶段还没有完美的设计方法。

2012.09.04

第五篇：电池公司简介

电池公司简介：

1.比亚迪股份有限公司：

比亚迪股份有限公司由王传福创立于1995 年，2002 年7 月31 日在香港主

板发行上市（股票代码：1211.HK），是一家拥有IT 和汽车两大产业群的高新技 术民营企业。目前，比亚迪在全国范围内，已在广东、北京、陕西、上海等地共 建有九大生产基地，总面积将近700 万平方米，并在美国、欧洲、日本、韩国、印度、台湾、香港等地设有分公司或办事处，现员工总数已超过13 万人。比亚迪股份(01211)表示，集团未来均衡发展旗下汽车、二次充电电池及手

机部件及组装3 大业务，预计全年资本开支为50 亿元(人民币，下同)，当中下 半年为20 亿元，主要用于厂房建设及提升3 大业务的产能。

公司于1995年2月成立，是一家具有民营企业背景的H股上市公司，依靠镍氢和锂离子等二次电池起

家，2003年进入汽车行业，现拥有IT零部件制造

和汽车制造两大产业群，是一家集研究、开发、生产、销售为一体的国家级高新技术企业.截止2008

年底，该公司总资产额为328.91亿元人民币，净

资产超过130亿人民币，2008年销售额约268亿

元，利润总额超过13亿元，纳税总额约8.8 亿

元。

2.天津力神

力神公司是一家专业从事高能锂离子蓄电池的研发和生产

经营的国有股份制高科技企业，成立于1997年12月25日，是目前国内投资规模最大、技术水平较高的锂离子电池专

业生产企业之一，产业规模稳居国内前几名。注册资金

8.5亿元，总投资28亿元，员工总数6000人；主要生产方

型、圆型、聚合物、动力锂离子电池电芯，以及相应的电

池集成系统，年产能达2.5亿只。其生产线自动化程度

高，生产控制和质量管理体系完善，2008年销售收入达到

16.8亿元人民币。

力神公司引进国外先进的自动化生产设备，目前已具有2.5 亿只电池的年生 产能力，产品包括圆型、方型、聚合物和塑料软包装、动力电池四大系列几百个 型号

3.万向电动汽车有限公司

万向电动汽车有限公司成立于2002年3月，是万向集团

全资子公司，该公司注册资金1.55亿元，占地约8万平

方米，设有电池、电机、电控等在内的多个事业部。

该公司目前有员工405人，在动力电池研发方面，该公

司先后承担并完成了多项国家和省级科研项目。

万向集团自1999年起开始研发以锂电池为动力的电动

汽车，至今投资已累计超过4亿多元，在大功率、高能

量聚合物锂离子动力电池等方面取得了显著成果。

用于锂离子电池产业化项目

一期工程建设，设备从日本、韩国、美

国进口，已经有5条自动化生产线，达

到1000-2000辆电动大客车的电池供应

能力。预期将于2009年8月底竣工，生

产线设计年产能1.28亿瓦时；后续再投

资10亿元，计划通过新厂房建设和引进

大规模自动化制造设备，准备再增加3-

5条自动化生产线。至2012年万向将达

到年产1000辆纯电动商用车、10亿Wh锂

离子动力电池的产业规模。

按照“电池—电机—电控—电动汽车”的发展战略，公司在大功率、高能量聚合物锂离子动力电池、一体化电机及其驱 动控制系统、整车电子控制系统、汽车工程集成技术以及试验试制平台等方面取 得了显著的成果。杉杉股份：锂电新贵 超常发展

公司的控股子公司，上海杉杉科技，锂离子电池正极材料销售收入后来居上，已经成为国内最大，世界前三甲的正极材料供应商。目前公司的锂离子电池材料 销售收入已占公司总收入比重已达40%左右，增速极为惊人。中信国安：锂电上下游一体化 发展潜力巨大

中信国安盟固利(简称MGL)是中信国安股份有限公司控股90%的子公司。MGL

始建于2000 年4 月，主要从事锂离子二次电池关键材料和高能量密度动力锂离 子二次电池的研发、生产与销售。MGL 目前是国内最大的锂电池正极材料钴酸锂 和锰酸锂的生产厂家，同时也是国内外唯一大规模生产动力锂离子二次电池的厂 家。佛塑股份：比亚迪“铁电池”的合作者

公司与比亚迪共同出资281 万美元组建合资成立佛山市金辉高科光电材料

有限公司，生产经营特种电池用离子渗析微孔薄膜。特种电池用离子渗析微孔薄 膜具有良好的市场前景和优厚的利润空间，本公司协同该薄膜产品的主要用户共 同投资介入相关产业领域，有利于实现产品结构的优化调整。随着锂电板块的迅 速发展，以及比亚迪“铁电池”的逐步推进，作为比亚迪“铁电池”合作方的佛 塑股份，有望迎来春天。

此外，咸阳偏转（000697）控股子公司咸阳威力克技术也相对成熟，但缺乏 资金批量生产。深圳比克

深圳比克公司是一家锂离子电池的专业生产厂家，于

2001年成立，注册资金8260万美元，2006年5月在美

国NASDAQ(CBAK)上市，员工总数约6,000人。主要生产方形、圆柱、聚

合物和动力锂离子电池产品，月产量为3,000万只。电动工具用小容量磷酸铁锂 动力电池已实现了规模化生产。2008年销售收入达

到17.8 亿元人民币。

未来5年，该公司计划在动

力电池领域再投资2亿美元，其中贷款和融资各1

亿美元。

企业产能：

09年国内车辆用动力电池生产企业有许多家，但

是水平比较高的企业不多，目前比较好的企业及

动力电池年产量有：深圳比亚迪（1.4-1.8亿Wh/

年）、深圳比克（0.8-1.2亿Wh/年）、天津力神

（1.0-1.2亿Wh/年）、东莞ATL（1.0-1.2亿Wh/

年）、杭州万向（1.6-1.8亿Wh/年）、苏州星恒

（3600万Wh/年）、江苏春兰（2600万Wh/年）、浙江佳贝思（7600万Wh/年）、浙江赛恩斯（3800

万Wh/年）、哈尔滨中强（4000万Wh/年）。其它

企业的动力电池产量总合不超过2亿Wh/年。国内

目前车辆用动力电池产能上限是13亿Wh/年。

BY 锂电池，镍氢电池，燃料电池：

1.锂电池：

锂离子动力电池经过十余年发展，在国内已经形成或初具一定的产业规模或产业基础；

2.镍氢动力电池

镍氢动力电池的产业规模发展速度远远低于锂离子动力电池；

主要企业有：春兰集团、科力远、中炬高新、湖南神舟、湖南科霸、凯恩股份、四川宝生新能源电池有限公司、淄博正大电源有限公司、江苏奇能电池有限公司等。

3.燃料电池

燃料电池技术门槛和从业要求很高，尚达不到产业化的阶段。

主要有：新源动力股份有限公司（分公司有江苏新源动力有限公司和上海新源动力有限公司）、上海燃料电池汽车动力系统有限公司、博信电池（上海）有限公司、北京长力联合能源技术有限公司等。

国际：

主要锂电池生产厂商：

1.三洋电机（市场份额约为20%）

供应给：大众集团+铃木 HEV（约860万辆）

丰田公司 PHEV

2.松下：

（1）PEVE ：丰田（80.5%）与松下（19.5%）的合资公司，供应给：丰田公司HEV

（2）获得大半三洋电机股份

（3）参与共同开发Tesla电动汽车

3.SB LiMotive: 三星（50%）与博世（50%）合资

供应给：宝马

4.LG化学

供应给：通用PHEV,现代-起亚集团HEV

5.GS汤浅

（1）Blue Energy Japan: GS汤浅（51%）与本田（49%）合资,供应给本田公司HEV

（2）Lithium Energy Japan: GS汤浅（51%），三菱汽车（15%），三菱商事（34%）合资，供应给三菱汽车EV

6.NEC Energy Device(原NEC 东金)

全资子公司NEC（49%）与日产-雷诺集团（51%）合资建立AESC，供应日产-雷诺集团EV,HEV

7.A123 Systems

属于美国新兴企业

供应给菲丝克汽车PHEV和麦格纳国际

8.美国江森自控公司

供应给：福特EV，PHEV

戴勒姆HEV

SB Limotive EV