1、新能源汽車(chē)用鎳氫動(dòng)力電池簡(jiǎn)介 -稀奧科電池公司 皇甫益一、 新能源汽車(chē)1、 新能源汽車(chē)發(fā)展的必然性汽車(chē)的發(fā)展至今已有百年的歷史，現(xiàn)已成為我們不可缺少的陸路交通運(yùn)輸工具。隨著汽車(chē)產(chǎn)量和汽車(chē)使用量的不斷增加，全球石油貯量的日益縮減，傳統(tǒng)的燃油汽車(chē)正面臨著兩大危機(jī)：一是不可再生的石油資源的日益枯竭；二是不斷增加的環(huán)境污染。這兩大危機(jī)將嚴(yán)重制約汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展，甚至?xí)⑵?chē)的歷史使命完全終結(jié)。根據(jù)國(guó)家環(huán)保部門(mén)首次公布的我國(guó)機(jī)動(dòng)車(chē)污染物排放情況，去年全國(guó)機(jī)動(dòng)車(chē)排放污染物為51433萬(wàn)噸，機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣排放已成為大中城市空氣污染的主要來(lái)源，而且石油資源的日益枯竭和不斷增加的環(huán)境污染將嚴(yán)重制約汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展。新能

2、源汽車(chē)作為解決這兩大難題的理想工具成為國(guó)家重點(diǎn)關(guān)注的對(duì)象，也是“十二五”規(guī)劃中的重點(diǎn)項(xiàng)目。 2、 國(guó)家的政策在“十二五”計(jì)劃中，新能源汽車(chē)的發(fā)展成為國(guó)家的重點(diǎn)發(fā)展項(xiàng)目，得到了國(guó)家的高度重視和大力的支持。國(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃（863計(jì)劃）中也把新能源汽車(chē)及相關(guān)項(xiàng)目做為重點(diǎn)，全力支持新能源汽車(chē)及相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。在863計(jì)劃中，明確了新能源車(chē)的總體目標(biāo)和研究?jī)?nèi)容，并且對(duì)每一項(xiàng)的支持力度也做了詳細(xì)的介紹。在各種優(yōu)惠政策和激勵(lì)手段的引領(lǐng)下，全球的電動(dòng)汽車(chē)示范推廣項(xiàng)目蓬勃開(kāi)展，私人消費(fèi)市場(chǎng)日趨活躍，各方面對(duì)電動(dòng)汽車(chē)的市場(chǎng)預(yù)期大大加強(qiáng)。根據(jù)電動(dòng)汽車(chē)科技發(fā)展“十二五”專(zhuān)項(xiàng)規(guī)劃，到2015年全國(guó)電動(dòng)汽車(chē)保有量

3、計(jì)劃達(dá)到100萬(wàn)輛。根據(jù)國(guó)際能源署的預(yù)測(cè)，到2021年純電動(dòng)汽車(chē)、混合動(dòng)力汽車(chē)保有量將達(dá)到兩千萬(wàn)輛，世界電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)將進(jìn)入快速發(fā)展的階段。3、新能源汽車(chē)分類(lèi)新能源汽車(chē)是指采用非常規(guī)的車(chē)用燃料作為動(dòng)力來(lái)源(或使用常規(guī)的車(chē)用燃料，但采用新型車(chē)載動(dòng)力裝置)，綜合車(chē)輛的動(dòng)力控制和驅(qū)動(dòng)方面的先進(jìn)技術(shù)，形成的技術(shù)原理先進(jìn)、具有新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)的汽車(chē)。新能源汽車(chē)包括有：混合動(dòng)力汽車(chē)(HEV)、純電動(dòng)汽車(chē)(BEV)、燃料電池汽車(chē)(FCEV)。普通汽車(chē)、純電動(dòng)車(chē)、混合動(dòng)力車(chē)和燃料電動(dòng)車(chē)的比較見(jiàn)表1：表1、普通汽車(chē)與新能源汽車(chē)的比較類(lèi)別能源效率排放補(bǔ)充燃料功率重量行駛里程配套設(shè)備普通汽車(chē)低污染嚴(yán)重方便大輕>4

4、00完善純電動(dòng)車(chē)最高無(wú)污染不方便小重<300不完善混合動(dòng)力車(chē)較高污染很小方便大重>500完善燃料電動(dòng)車(chē)高無(wú)污染不方便小一般<300不完善在2010第25屆電動(dòng)車(chē)大會(huì)暨展覽會(huì)上科技部部長(zhǎng)萬(wàn)鋼指出：“汽車(chē)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型的方向與技術(shù)的路徑日益清晰，那就是以混合動(dòng)力、純電動(dòng)汽車(chē)和燃料電池汽車(chē)為代表的電動(dòng)汽車(chē)，被普遍認(rèn)為是未來(lái)汽車(chē)動(dòng)力能源系統(tǒng)的轉(zhuǎn)型發(fā)展的重要方向。混合動(dòng)力汽車(chē)將成為傳統(tǒng)汽車(chē)節(jié)能減排技術(shù)升級(jí)的主要途經(jīng)。純電動(dòng)包括插電式的電動(dòng)汽車(chē)，將成為未來(lái)汽車(chē)戰(zhàn)略的主流。燃料電池車(chē)將是未來(lái)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)技術(shù)的制高點(diǎn)。” 從總體技術(shù)來(lái)說(shuō)，純電動(dòng)車(chē)的技術(shù)還不夠成熟，還需要技術(shù)性突破，而且純電動(dòng)車(chē)的關(guān)鍵零

5、部件鋰離子電池的技術(shù)還沒(méi)有達(dá)到純電動(dòng)車(chē)的要求，最重要的是鋰離子電池的安全性差，容易起火、爆炸；燃料電動(dòng)車(chē)是汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的方向，近期將發(fā)展以燃料電池汽車(chē)為代表的高端前言技術(shù)，建立下一代純電驅(qū)動(dòng)動(dòng)力系統(tǒng)技術(shù)平臺(tái)，為以后燃料汽車(chē)的發(fā)展做準(zhǔn)備；混合動(dòng)力汽車(chē)的技術(shù)已經(jīng)很成熟，國(guó)外已經(jīng)有很多汽車(chē)廠家出售混合動(dòng)力汽車(chē)。我國(guó)十二五計(jì)劃中，國(guó)家將重點(diǎn)支持混合動(dòng)力汽車(chē)產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化技術(shù)研發(fā)，重點(diǎn)突破產(chǎn)品性?xún)r(jià)比的瓶頸，形成市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。二、 鎳氫動(dòng)力電池1、 鎳氫電池概述鎳氫（MH-Ni）電池是二十世紀(jì)九十年代發(fā)展起來(lái)的一種新型綠色電池，具有高能量、大功率、長(zhǎng)壽命、無(wú)污染等特點(diǎn)，因而成為世界各國(guó)競(jìng)相發(fā)展的高科技產(chǎn)品之一

6、。 鎳氫電池的誕生應(yīng)該歸功于貯氫合金的發(fā)現(xiàn)。早在20世紀(jì)六十年代末，人們就發(fā)現(xiàn)了一種新型功能材料貯氫合金，儲(chǔ)氫合金在一定的溫度和壓力條件下可吸放大量的氫，因此被人們形象地稱(chēng)為“吸氫海綿”。 其中有些儲(chǔ)氫合金可以在強(qiáng)堿性電解質(zhì)溶液中，反復(fù)沖放電并長(zhǎng)期穩(wěn)定存在，從而為我們提供了一種新型負(fù)極材料，并在此基礎(chǔ)上發(fā)明了鎳氫電池。 儲(chǔ)氫合金的主要來(lái)源是稀土，而中國(guó)的稀土資源占世界總儲(chǔ)量的70以上，發(fā)展鎳氫電池具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)。因此中國(guó)鎳氫電池的研制與開(kāi)發(fā)，受到了國(guó)家863計(jì)劃的大力支持，被列為“重中之重”項(xiàng)目。 在863計(jì)劃“鎳氫電池產(chǎn)業(yè)化”項(xiàng)目的推動(dòng)下，中國(guó)的鎳氫電池及相關(guān)材料產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)了從無(wú)到有，趕超

7、世界先進(jìn)水平的奮斗目標(biāo)。 2、 鎳氫電池的工作原理鎳氫電池是一種堿性電池，負(fù)極采用由儲(chǔ)氫材料作為活性物質(zhì)的氫化物電極，正極采用氫氧化鎳（簡(jiǎn)稱(chēng)鎳電極），電解質(zhì)為氫氧化鉀水溶液，充放電時(shí)的電化學(xué)反應(yīng)如下：充電時(shí)： 正極反應(yīng)：Ni(OH)2 + OH- NiOOH + H2O + e- 負(fù)極反應(yīng)：M + H2O + e- MH + OH- 總反應(yīng)：M + Ni(OH)2 MH + NiOOH 放電時(shí)： 正極：NiOOH + H2O + e- Ni(OH)2 + OH- 負(fù)極：MH + OH- M + H2O + e- 總反應(yīng)：MH + NiOOH M + Ni(OH)2 以上式中M代表儲(chǔ)氫合金，MH

8、代表吸附了氫原子的金屬氫化物。工作原理為：充電的時(shí)候，正極發(fā)生Ni(OH)2NiOOH的轉(zhuǎn)變，負(fù)極則發(fā)生水分解反應(yīng)，合金表面吸附氫。生成氫化物。放電過(guò)程是充電過(guò)程的逆反應(yīng)，即正極發(fā)生NiOOH轉(zhuǎn)變?yōu)镹i(OH)2，負(fù)極儲(chǔ)氫合金脫氫，在表面生成水。3、鎳氫電池的結(jié)構(gòu)密封鎳氫電池的主要組件包括：正極板（氫氧化亞鎳板）、負(fù)極板（儲(chǔ)氫合金板）、隔膜紙、絕緣圈、密封圈、極耳、蓋帽和鋼殼。詳細(xì)見(jiàn)下圖：圖1、鎳氫電池結(jié)構(gòu)明細(xì)圖4、鎳氫動(dòng)力電池在新能源汽車(chē)上的應(yīng)用把單體電池通過(guò)連接組件串聯(lián)在一起形成電池模塊，再把電池模塊放入支架中，通過(guò)螺絲等方式串聯(lián)在一起就形成了新能源汽車(chē)用鎳氫動(dòng)力電池包，實(shí)現(xiàn)新能源汽車(chē)高功

9、率充放電的要求。不同的廠家對(duì)電池包的要求不同，所以電池包中串聯(lián)的單體電池?cái)?shù)量都不盡相同。鎳氫動(dòng)力電池在新能源混合動(dòng)力汽車(chē)上起到節(jié)油、減排的作用，節(jié)油達(dá)到25%以上，減排達(dá)到90%以上。5、鎳氫動(dòng)力電池在新能源汽車(chē)上的發(fā)展前景動(dòng)力電池是電動(dòng)汽車(chē)最關(guān)鍵部件之一，也是制約和決定電動(dòng)汽車(chē)商品化和國(guó)產(chǎn)化的關(guān)鍵因素。為了滿(mǎn)足電動(dòng)汽車(chē)快速發(fā)展的需求，盡快研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化汽車(chē)用動(dòng)力電池已成為當(dāng)前十分突出的熱點(diǎn)課題和開(kāi)發(fā)項(xiàng)目，其中研究新能源汽車(chē)用鎳氫動(dòng)力電池的技術(shù)路線已成為國(guó)產(chǎn)化鎳氫動(dòng)力電池技術(shù)研發(fā)的突破口和關(guān)鍵技術(shù)。從國(guó)家支持的方向上看，新能源混合動(dòng)力汽車(chē)及鎳氫動(dòng)力電池技術(shù)已經(jīng)完善，國(guó)家將大力支持其產(chǎn)業(yè)化。從技術(shù)上分析，到目前為止，新能源混合動(dòng)力汽車(chē)及鎳氫動(dòng)力電池的技術(shù)已經(jīng)成熟，可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。從市場(chǎng)上看，用鎳氫動(dòng)力電池的混合動(dòng)力汽車(chē)國(guó)內(nèi)技