未来电动汽车锂电池五大发展趋势
如果未来有一家公司完成了对电动车的颠覆，那么它的创新很可能来自最核心的部件——电池，当前被广泛采用的锂电池，其技术在10年来一直停滞不前。如果一辆电动车3分钟就能充满电还能带你狂奔数百公里，那它一定会改写交通工具发展史。未来的电动车行业，新技术、好服务才是车企纵横市场不被淘汰的条件之一!电动平衡车只是技术上更趋于智能化、人性化、便捷化。经过查询大量国外资料，结合目前行业知名技术高层人员，作为平衡车的核心之一：锂电池将呈现五大发展趋势。锂离子电池价格下降2/3纯电动车都很贵。普通的美国家庭不大会买特斯拉，而比亚迪的纯电动车E6，也不是一般的中国家庭负担得起的。很贵的重要原因就是电池成本太高。前几年，在国家新能源产业政策的推动下，全国各地掀起了一股制造锂电池的狂潮。锂电池电芯与pack组装企业一度得到400多家(包括新能源汽车用的锂电池)其中涉足电动车用的锂电池企业曾一度有200-300家之多。然而，轰轰烈烈的新能源制造热的背后，核心材料如正极材料的隔膜、电解液以及软包装电芯用的铝塑膜等严重依赖进口，导致制造的锂电池成本价格居高不下，同样容量的锂电池，其价格是铅酸电池的三倍以上，导致市场推广艰难。近三四年来，经过国内锂电池材料企业的努力，目前制造锂电池核心技术已经取得重大的突破，用于电动车的锂电池，所有核心材料基本上实现了国产化率。目前，锂电池包括充电器在内的48v11Ah(采用18650圆柱形钢壳，每颗电芯为2200mA，65颗电芯串并联)成组，价格不到500元，与铅酸电池相比，具有性价比优势。这个价格已经是锂电池刚推向市场的1/3左右。由此可见，锂电池逐步替代铅酸电池不是一句空话。目前最昂贵的锂电池——石墨烯锂电池石墨烯已知的世上最薄、最坚硬的纳米材料，具有电阻率极低，电子迁移速度极快的特点。石墨烯电池，就是利用锂离子在石墨烯表面和电极之间快速大量穿梭运动的特性开发出的一种新型电池。世界上的首款石墨烯聚合材料电池由西班牙Graphenano公司和科尔瓦多大学合作研发，其中Graphenano公司也是世界上第一家以工业规模生产石墨烯的公司。目前常见的三元锂电池能量密度在180-200mAh/g，而石墨烯聚合材料电池的能量密度则可以超过600mAh/g。也就是说，如果将特斯拉P85上的电池替换为同等重量的石墨烯电池，其续航里程将达到约1500km，是原来的3倍。除了能量密度高，石墨烯电池的充电速度也要比锂电池快很多，可以有效解决充电时间长的问题。它的寿命也很长，可以达到锂电池的2倍。另外，据Graphenano公司表示，石墨烯电池的性能超群，但是成本并不高，反而要比锂电池低77%。采用石墨烯电池将能够有效降低电动车的成本，进而提升市场竞争力。无线充电技术市场广阔与传统充电站、充电桩相比，无线充电主要有以下特点：充电设施布置灵活。只需改造现有停车场、路边停车位，就能给电动车充电，甚至可以把发射端埋在部分路面之下，届时电动车可以在这些路段实现边行驶、边充电，不会占用过多城市空间;用户使用更加方便。无需插入式电缆即可实现高速无线充电，不仅免去了传统充电桩接线所需要的停车和等待时间，而且已经出现的充电车道，更是从静态无线充电向动态无线充电延伸，大大降低了用户的固定位置充电时间，提高了电动车的使用率。比如电动方程式锦标赛FormulaE赛道两旁的接收板可在电动赛车疾驰而过的瞬间为其充电;充电过程相对安全。无线充电无火花及触电危险，无积尘和接触损耗，能适应多种恶劣环境和天气。据悉，现在有很多企业都在开始研究电动车无线充电技术。如今年1月，中兴通讯与国家电网宣布在成都组建合资公司，为电动车提供无线充电服务，此后中兴通讯与东风汽车建设了中国第一条公交无线充电示范线。电池管理系统(BMS)电池作为整个平衡车的能量之源，是安全保障的重点。对于电动车而言，电池爆炸、电池自然等状况屡见不鲜。随着电动车动力系统变得日益复杂，BMS需要执行的功能增多，承受的负担之重前所未有。一个优秀智能的BMS方案不仅能够延长电池的使用寿命，而且还有望延长汽车采用纯电力驱动模式时的行驶距离。以i-ROBOT的电池管理系统为例，i-ROBOT的BMS能为车身全智能调节充电，同时使用在线修复技术，加强电池24小时不间断的维护，真正将电池的使用寿命提升50%以上：●国际最先进的进口高倍率(最大10C放电)功率电芯●电池电压，电流信号的监测，电池包温度的检测●高精度的SOC估计●多重安全保护机制：短路、过流、过压、过热的充放电完整控制。●-10℃~45℃的宽工作温度区间模块化电池技术像积木一样堆叠电池全新的Macbook使用了模块化电池技术，苹果的工程师们设计出了一个阶梯状的蓄电池格，并堆叠了数层电池，能为苹果产品增加35%的电量。现在在平衡车领域这项技术也有了追随者，i-ROBOT(上海新世纪机器人有限公司)最新推出的igo代步机器人就采用的模块化锂离子电池系统。大大提升了电池容量，也方便了容量扩展。模块化电池系统由电池单元构成的平板电池组件组成，能根据人们的需求被组合成不同尺寸和性能。电池模块化技术，或者更确切一点，平板电池组件可以根据需要而拥有不同的电池容量、电压以及尺寸。每个平板电池组件的电池单元数量和长度都可以不同。电池设计的模块化或许能够创造一种新的、可交互的电池模式，这样的电池既能够在汽车中使用，也能够在家居生活中使用，而无需重新设计和组建。或许我们正是一个时代的见证者，在这个时代里，能源又一次要更新换代，而为我们提供能源的未来大型电池，正是由最初那枚毫不起眼的小电池不断升级而来的。电池是电动车的核心部件，直接决定了对电动车来说最为关键的续航里程。随着新能源逐渐升温，对电池行业的投入也越来越大，未来几年，电池技术将迎来快速的发展，平衡车作为电动车的“智能先锋”也将从中获益匪浅。
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[摘要]一直以来，有关电动车电池的使用问题都是大众谈论的焦点，哪个品牌价格低？哪个品牌性能好？哪个品牌耐用？哪个品牌售后服务好……都是消费者平时关注的重点。一直以来，有关电动车电池
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电动车蓄电池
电动车蓄电池一般指电动自行车使用的蓄电池，其作用是为电动车提供电源。目前，使用量最大的是阀控密封式铅酸蓄电池，因为铅酸蓄电池成本低，性价比高。其他还有镍氢电池、镍镉电池、锂离子电池、聚合物锂电池等种类。
电动车蓄电池种类
能够被电动自行车采用的有以下四种动力蓄电池，即阀控铅酸免维护蓄电池、胶体铅酸蓄电池、和锂离子电池。
电动车蓄电池铅酸蓄电池
已商品化的电动自行车的绝大多数是使用的密封式铅酸蓄电池，使用中不需要经常补充水分，免维护。
其主要化学反应是：PbO2+2H2SO4+Pb←充电、放电→ PhSO4+2H2O+PhSO4
充电时变成硫酸铅的阴阳两极的海绵状铅把固定在其中的硫酸成分释放到电解液中，分别变成海绵状铅和氧化铅，电解液中的硫酸浓度不断变大；反之放电时阳极中的氧化铅和阴极板上的海绵状铅与电解液中的硫酸发生反应变成硫酸铅，而电解液中的硫酸浓度不断降低。当铅酸蓄电池充电不足时，阴阳两极板的硫酸铅不能完全转化变成海绵状铅和氧化铅，如果长期充电不足，则会造成硫酸铅结晶，使极板硫化，电池品质变劣；反之如果电池过度充电，阳极产生的氧气量大于阴极的吸附能力，使得蓄电池内压增大，导致气体外溢，电解液减少，还可能导致活性物质软化或脱落，电池寿命大大缩短。
电动车蓄电池胶体蓄电池
是对液态电解质的普通铅酸蓄电池的改进。它采用凝胶状电解质，内部无游离的液体存在, 在同等体积下电解质容量大，热容量大，热消散能力强，能避免一般蓄电池易产生的热失控现象；电解质浓度低，对极板腐蚀弱；浓度均匀，不存在酸分层的现象。
电动车蓄电池镍氢蓄电池
镍氢蓄电池是九十年代涌现出的电池家族中新秀，发展迅猛。Ni-MH电池的电极反应为：
正极：Ni(OH)2+OH-= NiOOH+H20 +e-
负极：M+H2O+e=MHab+OH-Ni(OH)2+M=NiOOH+MHab
它和镍镉蓄电池同属碱性蓄电池，只是以吸藏氢气的合金材料（mh）取代镍镉蓄电池中的负极材料镉cd、电动势仍为1.32v。它具备镍镉蓄电池的所有优异特性，而且能量密度还高于镍镉蓄电池。主要优点是：比能量高（一次充电可行使的距离长）；比功率高，在大电流工作时也能平稳放电（加速爬坡能力好）；低温放电性能好；循环寿命长；安全可靠，免维护；无记忆效应；对环境不存在任何污染问题，可再生利用，符合持续发展的理念。但是，Ni-MH蓄电池成本太高，价格昂贵。
电动车蓄电池锂离子电池
是1990年由日本索尼公司首先推向市场的新型高能蓄电池。其优点是比能量高，是当前比能量最高的蓄电池。已经在便携式信息产品中获得推广应用。
锂离子电池被普遍认为具有如下的优点：比能量大；比功率高；自放电小； 无记忆效应；循环特性好；可快速放电，且效率高；工作温度范围宽；无环境污染等，因此有望进入21世纪最好的动力电源行列。预计在 年期间，当锂离子电池进一步发展时，MH/Ni蓄电池的市场份额将缩小。锂离子市场份额将会扩大。已经有采用锂离子蓄电池的电动自行车产品出售。
电动车蓄电池常见故障
电动车蓄电池电池漏液
1）故障现象
上盖与底槽之间密封不好或因碰撞，使封口胶开裂造成漏液。帽阀渗酸漏液。接线端处渗酸漏液。其他部位出现渗酸漏液。
2）故障的检查和处理
先做外观检查，找出渗酸漏夜部位。取开盖片看帽阀周围有无渗酸漏夜痕迹，再打开帽阀观察电池内部有无流动的电解液。完成了上述工作之后，若仍未发现异常，应做气密性测试（放入水中充气加压，观察电池有无气泡产生并冒出，有气泡则说明有渗酸漏液）。最后在充电过程中，观察有无流动的电解液产生，在充电过程中如有流动的电解液应将其抽尽。
电动车蓄电池电池变形
1）故障原因：
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=2PbO+热量
PbO+H2SO4=PbSO4+H2O+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。大量气体的增加是蓄电池内压超过开阀压，安全阀打开，气体逸出，最终表现为失水。
2H2O=H2é+O2é
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，正极产生的氧气很容易通过“通道”到达负极。
（2） 热容减小，在蓄电池中热容最大的是水。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，使之与正负板的附着力变差，内阻变大，充放电过程 发热量增大。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，使蓄电池吸气过电位降低，吸气量增大，正极大量的氧气通过“通道”，在负表面反应，发出大量的热量使温度快速上升。形成恶性循环导致“热失控”，发生变形。
2）故障的检查和处理
一组电池（3只）同时变形，先作电压检查。如果电压基本正常。还应测量单格电压判断是否短路，无短路则说明变形是过充电产生“热失控”所致。应着重检查充电器的充电参数。电压偏高（44.7V以上的）无过充保护或涓流转换电流偏低的，要求更换充电器。
一组电池（3只）中只有1只或2只变形，有以下故障的可能性：
（1）是电池容量不一致，充电时造成某些电池过充电引起变形。容量不一致的原因，可能有短路单格存在，也可能用户将电池试验放电或自放电等。
（2）是某些电池出现极板不可逆硫酸盐化，内阻增大，充电发热变形。
（3）是某些电池连线时反接造成充电发热变形。对未变形的电池检查放电容量以及自放电性能，若无异常则不属电池问题。
3）解决措施
·保证不漏液的前提下尽可能多加液，以延长或避免“热失控”的产生。
·避免产生内部短路或微短路，及带有微短路倾向。
·使用过程中应防止过放电的发生，做到足电存放。
·严格检查充电器，不得有严重过充现象。
·在高温下充电，必须保证蓄电池散热良好。应采取降温措施或减短充电时间的方法，否则应停止充电。
电动车蓄电池电压降快
1）故障现象
新电池装车、起动时电压降得快。
2）检查处理
检查仪表显示电压与电池容量是否相符。
仪表显示的电压与电池容量关系不符合上表时，应要求厂家调整。
检查蓄电池连接线是否可靠，有无短路和连接不可靠等。有则排除之。
检查电动车起动和运行电流是否过大，若是过大（起动电流在15A以上，运行时的电流6A以上）应调整控制器限流值或对电机进行检查修理。
检查蓄电池容量是否偏低，若是偏低，应对电池进行充放电。
电动车蓄电池硫酸盐化
1）故障现象
极板硫酸盐化是蓄电池常见的故障，许多蓄电池失效也是因这一故障而发生的。极板硫酸盐化主要表现为：充电时电压很快上升，过早析出气体，温度上升快；放电时电压下降快，容量小。
2）检查处理
产生极板不可逆硫酸盐化原因归结如下：
（1）存放时间过长，自放电率高，未对其进行维护充电。
（2）放电后未对其进行及时充电。
（3）长时间处于欠充电状态。
（4）过放电。
（5）干涸或加入的电解液浓度过高。
蓄电池产生不可逆硫酸盐化时，应根据其程度的轻重进行修复。
盐化较轻者，对其进行一般的活化充电（即均衡充电），就可以恢复正常。具体方法如下：
恒压限流充电：第一阶段0.18C2A充电到2.7V/单格充电12-24小时。
恒流电第一阶段：0.18C2A充电到2.4V/单格，第二阶段：0.05C2A充电5-12小时。
盐化较重者，需要对其进行“水疗法”充放电，才能恢复正常。具体方法为：先对蓄电池补加入纯水或密度为1.05g/cm3稀硫酸到富液状态，再以0.05-0.018C2A的电流充电20小时左右，抽尽流动液，再作容量试验。反复上述操作，直到电池容量恢复。
电动车蓄电池蓄电池维护
合格的电动车蓄电池经蓄电池厂家出厂后，电池的寿命和性能在某种程度上取决于消费者的使用和维护。
电动车蓄电池充电器和电池的匹配
电动车蓄电池是被充坏的，而不是用坏的，可见充电器和蓄电池匹配的重要性，这里有两种情况：一是新充电器本身和蓄电池厂家提供的参数不匹配，充电电压过高，电池失水加剧，寿命缩短，更为严重的是充电电流降不到设定的转换电流值，电池温升、充电电流进一步增大，温升厉害，产生热失控，电池膨胀变形，反之充电电压过低，电池长期处于欠充状态，一部分PbSO4始终得不到转换，产生硫酸盐化，电池容量下降，电动助力车续行里程缩短。二是充电器本身的元器件质量差，刚开始使用时，还算匹配，随着消费者充、放电循环使用。充电器本身由于温升，元器件老化，致使充电电压和转换电流产生漂移，电池受到损坏。这里建议消费者和电动车厂家最好购买蓄电池厂家配套的充电器，不要因为贪一时的便宜而充坏了电池，反而得不偿失。
电动车蓄电池经常、及时补充电
消费者使用说明书所标称的循环使用寿命通常有一种误解，认为充一次电，电池的寿命就减少一次，所以每次都等电池的电能消耗至控制器的保护电压31.5V才开始补充电，殊不知这样不仅保护不了电池，而且缩短了电池寿命。因为正极活性物质PbO2本身的相互结合不牢，而PbO2和PbSO4的摩尔体积有很大差异，放电深度越浅，收缩、膨胀的程度就越低。所以提醒广大消费者，在可能的情况下，应及时给电池补充电。
电动车蓄电池严禁指示灯显示欠压情况下继续骑行
有些消费者骑行在半路上，指示灯显示欠压的状况后，采取歇一会再骑行一段的方式，这样对电池的危害很大，严重的过放电会使电池盐化或生成铅枝晶，使电池短路，影响寿命。
电动车刚起动、爬坡、超载应尽量助力，雨天骑行，应尽量避免开关和接头淋湿，防止漏电。[1]
．网易汽车[引用日期]
中国汽车工程学会（SAE-Chin...
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