蓄電池是電動汽車發展的瓶頸，世界各國都在研發可滿足整車要求的、可靠性高的蓄電池。蓄電池的主要效能(能量密度、功率密度、迴圈壽命、溫度特性、安全性)影響著蓄電池的發展。目前應用於電動汽車(混合動力汽車、純電動汽車、插電式混合動力汽車、燃料電池汽車)的蓄電池主要有鉛酸蓄電池、鎳氫蓄電池、鋰離子蓄電池。
鉛酸蓄電池由於能量密度、功率密度、迴圈壽命低且有汙染，只在低速電動車上應用，而其它場合都已不採用。鎳氫蓄電池技術成熟，已批量應用於大規模示範執行的混合動力轎車和混合動力客車上。目前，鎳氫蓄電池單體電池的能量密度只有50~90wh/kg，功率密度為400~ 1300w/kg，迴圈壽命只有500~800次左右，主要用在混合動力轎車和混合動力客車上。
國外如豐田普銳斯混合動力汽車、本田insight混合動力汽車等及國內很多混合動力汽車也都採用鎳氫蓄電池。但由於其能量密度、功率密度、迴圈壽命等效能仍然不能長期滿足電動汽車，主要是純電動汽車和混合動力汽車的要求。相比較而言，鋰離子蓄電池在能量密度、功率密度和迴圈壽命等方面具有突出的優勢，隨著技術的逐漸發展，鋰離子蓄電池逐漸在取代鎳氫蓄電池，成為電動汽車用動力蓄電池的主流。
鋰離子蓄電池是通過塗佈在電極上的活性材料儲存和釋放鋰離子，即通過鋰離子在電極活性材料上的脫嵌來儲存電能。鋰離子動力蓄電池分為單體電池、模組和系統等三個層次，將若干個鋰離子蓄電池的單體電池組合成帶有監測電路、電氣和通訊介面及通風散熱功能的蓄電池管理系統(或稱蓄電池包)。動力蓄電池模組可由上百個單體電池串聯及併聯而成。
串聯的目的是提高蓄電池模組總電壓，併聯的目的是提高蓄電池模組容量。模組化動力蓄電池便於維修、更換、租賃和**處理。
車用鋰離子蓄電池按正極材料的不同，目前批量應用的主要有錳酸鋰、磷酸鐵鋰、鎳鈷鋰和鎳鈷鋁多元材料。國家科技部863「十一五」節能與新能源汽車專題中將力神和比克(磷酸鐵鋰離子蓄電池)、蘇州星恆和中信國安盟固利(錳酸鋰鋰離子蓄電池)作為重點支援的鋰離子蓄電池企業。目前混合動力汽車用高功率型錳酸鋰鋰離子蓄電池單體電池的功率密度達到2500w/kg(用hppc方法測試)，能量密度達到100wh/kg。
純電動汽車用高能量型磷酸鐵鋰鋰離子蓄電池單體電池能量密度107wh/kg、功率密度663w/kg(力神)；高能量型錳酸鋰鋰離子蓄電池單體電池能量密度120wh/kg、功率密度500w/kg(中信國安盟固利)。
為使純電動汽車和混合動力汽車在其動力蓄電池每次充滿電後，能與同級內燃機汽車每次注滿油後可續駛同樣距離，則純電動汽車所用動力蓄電池的能量密度應達到500~ 700wh/kg，1 kg汽油中所包含的能量比1kg蓄電池儲存的能量高50~100倍。而目前，日產聆風(leaf)電動車採用先進的疊層式全固態電解質的錳酸鋰鋰離子蓄電池單體電池能量密度為140wh/kg，與500~ 700wh/kg相差4~5倍。目前鋰離子蓄電池(單體電池)迴圈壽命只有2000(錳酸鋰)~3000(磷酸鐵鋰)次，要達到5000次及12年以上使用壽命差距較大。
且目前徨鋰離子蓄電池重量重，**貴。三菱i-miev電動車蓄電池包重量200kg，曰產聆風電動車蓄電池包重量170kg，而我國純電動車蓄電池重量約250kg左右，蓄電池**約佔整車**1/2左右。博世公司與南韓三星視界公司合資的sblimotive公司，生產的鎳鈷錳三元材料鋰離子蓄電池，用於混合動力汽車的能量密度只有85wh/kg、功率密度為3000w/kg。
博世的目標是2023年混合動力汽車用蓄電池功率密度為4000w/kg，電動汽車用蓄電池能量密度為150wh/kg。這意昧著三年內蓄電池關鍵效能提高30%~40%。為此，博世公司重中之重是將蓄電池能量密度提高2倍，同時將成本減少1/3，只有提高蓄電池的效能並降低成本才能使使用者接受電動汽車。
博世公司認為到2023年，一輛電動車整備質量1000kg、40kw的電機、最高車速120km/h，則需蓄電池能量為35kwh，續駛里程200km，蓄電池重量250kg，成本約為12000歐元(約合人民幣104640元)。
目前，我國所生產的徨離子蓄電池有液態鋰離子蓄電池lib(lithium-ion battery)和聚合物理離子蓄電池lip(polymer lithium-ion battery)；在外包裝方面主要有以鋼殼為主的硬包裝，有以鋁塑膜為主的軟包裝。由於在鋼殼蓄電池方面長期積累的豐富經驗和生產線的自動化水平較高，所以國外部分企業一直採用鋼殼小容量蓄電池進行並、串聯來達到動力汽車的要求；而國內大多數企業在考慮安全性和能量密度等因素的前提下，多採用軟包裝鋁塑膜蓄電池，來提高蓄電池的能量密度，同時此方法有利於改善蓄電池的安全性。
聚合物鋰離子蓄電池分為三類：固體聚合物電解質鋰離子蓄電池、凝膠聚合物電解質鋰離子蓄電池和疊層式全固態聚合物電解質鋰離子蓄電池。
固體聚合物電解質鋰離子蓄電池沒有液態或膠體電解質有機溶劑，因此它非常穩定，不易因過量充電、碰撞及過量使用而造成危險。不過，在常溫下它的離子導電率低，適合於高溫條件下使用。
凝膠聚合物電解質捏離子蓄電池在固體聚合物電解質中加入增塑劑等，以提高離子導電率，便在常溫下可使用；它採用鋁塑膜包封，其內部結構與液態不同，但仍有安全隱患，但不會**。
疊層式全固態聚合物電解質鋰離子蓄電池如日產聆風(leaf)純電動汽車採用日本nec公司這種蓄電池，它的正極採用錳系化合物。以前金屬鋰在負極上會結晶形成樹枝狀——枝晶鋰，它生長到一定程度會刺破隔膜，造成內部短路，嚴重威脅人身安全。現在用固體電解質會有效抑制「枝晶鋰」生長，不僅可避免液態鋰離子蓄電池漏液，還可提高蓄電池的能量密度。
日本在未來2-3年內這種鋰離子蓄電池可取代液態程離子蓄電池的一半市場份額。
我國「十二五」鋰離子蓄電池發展目標和發展方向
我國「十二五」將緊緊把握汽車動力系統電氣化的戰略轉型方向，突破蓄電池、電機、電控單元等關鍵核心技術，尤其是突破蓄電池技術瓶頸。
為了迅速提高電動車徨離子蓄電池的效能，以提高電動汽車的續駛里程。我國《電動汽車科技發展「十二五」規劃》(以下簡稱《規劃》)提出了「十二五」面向電動車的能量型動力蓄電池模組能量密度≥120wh/kg，功率密度≥600w/kg，迴圈壽命≥1600次(100%dod);能量功率型兼顧的動力蓄電池模組能量密度≥85wh/kg，功率密度≥600w/kg， 迴圈壽命≥1500次(100%dod)，安全性滿足國家相關標準和規範(qc/t743-2006等)。
面向下一代純電動汽車動力蓄電池的主要目標是：新型能量型鋰離子蓄電池單體電池能量密度250wh/kg，新體系能量型單體電池能量密度500wh/kg，功率型鋰離子蓄電池單體電池功率密度5000w/kg的要求。
《規劃》對動力蓄電池提出「以能量型動力蓄電池為主要發展方向兼顧功率型動力蓄電池和超級電容器等發展，重點突破動力蓄電池系統安全性、一致性、耐久性和低成本等關鍵技術，促進動力蓄電池系統整合和模組化技術發展，帶動關鍵材料國產化，實現動力蓄電池產業技術的快速公升級」，瞄準國際前沿技術，深入開展新型車用動力蓄電池自主創新研究。並提出了動力蓄電池2015、2023年主要效能（能量密度、功率密度、迴圈壽命、戚本等指標）（見表1）。
為了達到上述目標，在「十二五」期間重點發展以磷酸鐵鋰為代表的橄欖石結構正極材料的鋰離子動力蓄電池；以多元材料為代表的層狀正極材料的鋰離子蓄電池及錳酸鋰為代表的尖晶石結構正極材料的鋰離子蓄電池。面向下一代純電動動力蓄電池技術儲備，開發新型鋰離子動力蓄電池，探索動力蓄電池新體系，推動技術進步。
《規劃》提出了兩個重要研究方向
1．在現有鋰離子蓄電池基礎上改進提高，重點研究「鎳基氧化物、層狀錳系和釩系、矽酸鹽系正極以及高電位型聚陰離子系及其氟化物系正極；高容量錫基、矽基等合金系負極材料。
2．採用下一代新體系動力蓄電池，重點研究金屬空氣電池(鋰、鋁、鋅空氣電池)、多電子反應蓄電池和自由基聚合物蓄電池等，實現能量型單體電池能量密度400wh/kg以上，迴圈壽命達300 次以上；功率型單體電池功率密度5000w/kg以上，能量密度達50wh/kg以上，迴圈壽命達1000次以上。
新型和新體系（下一代）鋰離子蓄電池
為了大幅提高徨離子蓄電池的能量密度和功率密度，必須研究開發新的蓄電池正、負極材料。
1.新型鋰離子蓄電池
(1)矽(si)基合金負極材料
理論上，一些可以與鋰形成合金的金屬或類金屬都可作為鋰離子蓄電池的負極材料，如si、ge、pb、ai等，這些材料稱為合金負極材料。與石墨負極材料相比，合金負極材料的理論儲鋰容量大，儲鋰電位低。在嵌鋰過程中，li+通過電解質溶液到達負極的活性物質表面，在負極上得至1自由電子，形成鋰原子後沉積到負極表面，之後鋰原子從負極材料的表面擴散到負極材料內部，發生合金化反應；反之，在高電位下，鋰原子由於化學性質活潑而在負極表面失去電子，形成li+，並在電場作用下遷移到正極，負極內部的鋰原子擴散到負極表面，對負極而言發生合金的分解。
矽的理論容量高達4200mah/g，遠高於石墨等碳類負極材料，是目前所研究的合金材料中理論容量最高的。li嵌入矽的電壓低於0.5\/，在嵌入過程中不存在溶劑分子的共嵌入，非常適於作理離子蓄電池的負極材料，但矽基負極材料遲遲未能實用化，主要存在以下三方面問題：
①充放電過程中巨大的材料體積膨脹效應。碳材料體積膨脹率約為10%，而矽材料卻接近300%，如此大的膨脹率導致活性材料在電化學嵌、脫鋰過程中急速粉化，使導電性顯著降低，導致電極壽命急速衰減。
②鋰在矽膜中擴散係數d相對較小，此擴散係數隨著矽膜厚度增加而變大。因此，矽膜厚度增加導致極片電導率不斷下降，電化學效能也顯著惡化。
③首次迴圈中存在較高的不可逆容量。
在矽基材料中加入些特殊的微公尺或奈米材料，可緩解在鋰嵌入和脫嵌過程中顆粒所發生的較大體積變化，使矽的迴圈效能得以改善。
利用氣相沉積方法製成的無定形矽薄膜材料能解決材料因體積膨脹引起斷裂和粉化問題，可明顯改善迴圈壽命。
儘管通過努力，矽負極材料的電化學效能得到明顯改善，但矽基薄膜依然存在很多問題。
(2)錫(sn)基合金負極材料
當錫生成li22sn5金屬間化合物時，理論容量為990mah/g。但是，由於充放電過程中li-sn化合物會產生較大的體積膨脹，造成了錫基材料的迴圈效能變差。
2023年，日本富士公司推出了以非晶態錫基復合氧化物acto(amorphous tin composite oxides)為負極的鋰離子蓄電池，它具有更高的體積和質量能量密度(可達500mah/g)，但首次不可逆容量也較大。通過向錫的氧化物中摻入硼、磷、鋁及金屬元素方法，可以製出非晶態(無定形)結構的錫基復合氧化物，其可逆容量達600mah/g以上，體積比容量為2200mah/cm3，是目前碳負極材料(500-1200mah/cm3)的2倍以上並且迴圈效能較好。但該材料需解決首次不可逆容量仍較高，充放電迴圈效能有待進一步提高。
蓄電池常識
第一章鉛酸蓄電池的常識 1.電池的構成 任何一種電池均有四個主要的部件組成 兩個不同材料的電極 電解液 隔膜和外殼。對於鉛酸蓄電池來說，正極活性物質是二氧化鉛 pbo2，暗紅色 負極活性物質是鉛 pb，灰色 正負極集流體都是板柵，電解質是硫酸 h2so4 動力電池 隔膜是聚氯乙烯 pvc 外殼是聚丙...
蓄電池常識
1.新電池安裝前，請清潔電池接頭 托盤和支架上的腐蝕物，這些腐蝕物易造成接觸不良，導致短路漏電。2.拆卸電池時，請先拆 搭鐵極 安裝時請後安 搭鐵極 3.電池所含的鉛和硫酸是環境汙染物，應小心存放，避免撞擊，不要大於45度角斜放，也不要倒置，以免電解液從小孔中漏出。4.高溫會導致電池自放電加快，避免...
蓄電池知識
極板硫化即蓄電池極板硫酸鉛硬化，它是指在極板上生成一層白色粗晶粒的硫酸鉛。由於這種粗晶粒的硫酸鉛會嚴重堵塞極板孔隙，使電解液滲入困難，蓄電池內阻明顯增大，致使充 放電的電化學反應不能正常進行，容量大幅度降低，起動時不能供給起動機足夠的起動電流，甚至不能起動發動機。這種粗晶粒的硫酸鉛在正常充電時不能消...