电动汽车动力电池的种类

电动汽车动力电池主要包括铅酸电池、镍金属电池、锂离子和锂聚合物电池、高温钠电池、金属空气电池、超级电容、飞轮电池等，而燃料电池和太阳能电池则更具发展远景。

1、铅酸电池

铅酸蓄电池是目前应用最广的蓄电池。铅酸电池正负电极分别为二氧化铅和铅，电解液为硫酸。铅酸电池分为两类，即注水式铅酸电池和阀控式铅酸电池。前者价廉，但需要经常维护，补充电解液；后者通过安全控制阀自动调节密封电池体内在充电或工作异常时产生的多余气体，免维护，更符合电动汽车的要求。

由于铅酸电池的技术比较成熟，经过进一步改进后的铅酸电池仍将是近期电动汽车的主要电源，正在开发的电动汽车用先进铅酸电池主要有水平铅酸电池、双极密封铅酸电池、卷式电极铅酸电池等。

2、镍金属电池

目前在电动汽车上使用的镍金属电池主要有镉镍电池和镍氢电池两种。镉镍电池是以烧结式的多孔性镍基板作为骨架，在骨架的孔隙中填充氢氧化亚镍作为正极板，填充氢氧化镍作为负极板。但由于其含有重金属镉，在使用中不注意回收的话，就会形成环境污染，目前许多发达国家都已限制发展和使用镉镍电池。而镍氢电池则是一种绿色镍金属电池，它的正负极分别为镍氢氧化物和储氢合金材料，不存在重金属污染问题，且其在工作过程中不会出现电解液增减现象，电池可以实现密封设计。

镍氢电池在比能量、比功率及循环寿命等方面都比镉镍电池有所提高，使用镍氢电池的电动汽车一次充电后的续驶里程曾经达到过600km。镍氢电池就其工作原理和特点而言是适合电动汽车使用的，它已被列为近期和中期电动汽车用首选动力电池，但其还存在价格太高、均匀性较差（特别是在高速率、深放电下电池之间的容量和电压差较大）、自放电率较高、性能水平和现实要求还有差距等问题，这些问题都影响着镍氢电池在电动汽车上的广泛使用。

3、锂离子蓄电池

锂是最轻、化学特性十分活泼的金属。根据电解质的不同，锂离子蓄电池一般可分为锂离子电池和锂聚合物电池两种。锂离子电池单位质量储能为铅酸电池的3倍，锂聚合物电池为4倍，而且锂资源较丰富，价格也不很贵，是很有希望的电池。锂离子蓄电池中，锂离子在正负极材料晶格中可以自由扩散。当电池充电时，锂离子从正极中脱出，嵌入到负极中，反之为放电状态，即在电池充放电循环过程中，借助于电解液，锂离子在电池的两极间往复运动以传递电能。锂离子蓄电池的电极为锂金属氧化物和储锂碳材料。

4、高温钠电池

高温钠电池主要包括钠氯化镍电池和钠硫蓄电池两种。钠氯化镍电池是1978年发明的，其正极是固态NiCl2，负极为液态Na，电解质为固态β-Al2O2陶瓷，充放电时钠离子通过陶瓷电解质在正负电极之间漂移。钠氯化镍电池是一种新型高能电池，它具有比能量高（超过100Wh/kg），无自放电效应，耐过充、过放电，可快速充电，安全可靠等优点，但是其工作温度高(250~350℃)，而且内阻与工作温度、电流和充电状态有关，因此需要有加热和冷却管理系统。而钠硫蓄电池也是近期普遍看好的电动汽车蓄电池，它已被美国先进电池联合体(USABC)列为中期发展的电动汽车蓄电池。钠硫蓄电池具有高的比能量，但其峰值功率较低，而且这种电池的工作温度近300℃，熔融的钠和硫有潜在的毒性，腐蚀也限制了电池的可靠性和寿命。

5、锌空气电池

锌空气电池是一种机械更换，采用离车充电方式的高能电池，正极为锌，负极为碳（吸收空气中的氧气用），电解液为KOH。锌空气电池具有高比能量(200Wh/kg)、免维护、耐恶劣工作环境、清洁安全可靠等优点，但是其具有比功率较小(90W/kg)、不能存储再生制动的能量、寿命较短、不能输出大电流及难以充电等缺点。一般为了弥补其不足，使用锌空气电池的电动汽车还会装有其他电池（如镍镉蓄电池）以帮助启动和加速。

6、超级电容

超级电容是为了满足混合电动汽车能量和功率实时变化要求而提出的一种能量存储装置。它是一种电化学电容，兼具电池和传统物理电容的优点。超级电容往往和其他蓄电池联合应用作为电动汽车的动力电源，可以满足电动汽车对功率的要求而不降低蓄电池的性能。超级电容的使用将减少汽车对蓄电池大电流放电的要求，达到减小蓄电池体积和延长蓄电池寿命的目的。根据电极材料的不同，超级电容可分为碳类超级电容（双电层电化学电容）和金属氧化物超级电容两类。

7、飞轮电池

飞轮电池是20世纪90年代才提出的新概念电池，它突破了化学电池的局限，用物理方法实现储能。飞轮电池是一种以动能方式存储能量的机械电池，它由电动／发电机、功率转换、电子控制、飞轮、磁浮轴承和真空壳体等部分组成，具有高功率比、高能量比、高效率、长寿命和环境适应性好等优点。飞轮电池中的电机在充电时以电动机形式运转，在外电源的驱动下带动飞轮高速旋转（可达到200 000r／min），即用电给飞轮电池“充电”增加了飞轮的转速从而增大其动能；放电时，电机则以发电机状态运转，在飞轮的带动下对外输出电能，完成机械能（动能）到电能的转换。要开发适合电动汽车的实用性飞轮电池，就必须进一步提高其安全性和降低其成本。

8、燃料电池

燃料电池是一种将储存在燃料和氧化剂中的化学能通过电极反应直接转化为电能的发电装置。燃料电池的基本化学原理是水电解反应的逆过程，即氢氧反应产生电、水和热。燃料电池不需要燃烧、无转动部件、无噪声、运行寿命长、可靠性高、维护性能好，实际效率能达到普通内燃机的2～3倍，加之其最终产物又是水，真正达到清洁、可再生、无排放的要求，是21世纪的首选能源。

9、太阳能电池

太阳能电池是一种把光能转换为电能的装置，太阳能已广泛用于照明、家用电器、发电、交通信号、地质、航天等领域。目前，部分机构也已研制出了使用太阳能电池的电动汽车样车，但是由于太阳能电池还存在光电转换效率不高、价格太高、电池系统配置较复杂等问题，近期内只能作为电动汽车的补充电源，还不能大规模生产应用。太阳能作为最清洁的、取之不尽、用之不竭的能源，对它的研究和应用必将会取得长足的进步。