电动自行车电池用阀控铅酸蓄电池的进展_阀控式铅酸蓄电池

电动自行车电池用阀控铅酸蓄电池的进展由刀豆文库小编整理，希望给你工作、学习、生活带来方便，猜你可能喜欢“阀控式铅酸蓄电池”。

电动自行车电池用阀控铅酸蓄电池的进展

加入时间：2006年9月19日19:47 文章字体 【大 中 小】

------------------

摘要：介绍了电动自行车发展的大好形势；阀控铅酸蓄电池在电动自行车中重要地位；我国电动自行车电池用阀控铅酸蓄电池的水平提高的过程，特别是最近有突破性进展；试验中遇到的主要问题和现象及其改进的建议。我国生产电动自行车用阀控铅酸蓄电池厂家多，发展是不平衡的，产品质量真正好的厂家不多，希望有更多的电池生产厂家达到好的和特好的水平。

关键词：电动自行车，阀控铅酸蓄电池

1.电动自行车发展形势

目前，电动自行车的发展形势很好，主要表现为：

1/销售量自1997年来年年成倍增长，2004年达到近700万辆，2004年有望达到800-1000万辆，已经形成100亿以上销售额的产业。

2/全国保有量已达到1500万辆，上海市的保有量已达到130万辆。

3/法律上有了明确的定位。2003年10月28日人大常委会正式通过的《道路交通安全法》中明确将电动自行车列入非机动车。虽然有个别地方政府的行为不协调，相信国家的大法最终要管住地方的行为。

4/电动自行车被认为是合理的城市交通系统的重要组成部分。世界上许等多国家和国内外有识之士认为：把由绿色能源轨道交通和绿色巴士为主的公共交通网，加上适量的私人轿车，适量的自行车以及速度较慢的电动自行车，以及专供步行的通畅小道，组织成一个既严谨又能够灵活调控的城市交通系统，是解决城市交通堵塞和环境恶化的根本途径。2.阀控铅酸蓄电池在电动自行车中地位

电池是电动自行车的能源，是影响电动自行车性能的关键部件，也是制约电动自行车发展的关键。为适应电动自行车的需要，各种电动自行车用电池发展也很快，那么，阀控铅酸蓄电池在电动自行车中地位如何？还有多长生命期？

镍-金属氢化物蓄电池（Ni-MH）曾被认为是电动自行车用的主流电池，但有价格贵等因素，实际上在国内市场占很小的比例，主要用于部分出口产品。

锂离子蓄电池或聚合物锂离子蓄电池用于电动自行车的呼声很高，多家公司正在研制并极力推出电动自行车用的锂离子蓄电池或聚合物锂离子蓄电池，整车厂也积极想推出用锂离子蓄电池或聚合物锂离子蓄电池的电动自行车，但国内真正成熟的锂离子蓄电池或聚合物锂离子蓄电池和装此电池的整车产品几乎还没有，有的也只是展览、试用等不成熟的产品。机械可充锌空电池曾在上海试销，结果不理想，现已停止试销，售出的产品已回收。

其他电池，如Ni-Zn蓄电池、锌溴蓄电池和燃料电池等，虽然它们各有特点，但都几乎没有在商业化的电动自行车上使用。这主要是由于价格贵、综合性能不理想、或技术不成熟、或受资源、服务配套系统制约因素影响。

铅酸蓄电池虽然已是有100多年历史的老产品，而且比能量较低，但因其性能合适、价格便宜、材料来源丰富、技术和制造工艺较成熟、安全可靠等综合因素，经市场检验、考核已成为商业化电动自行车主要采用的电池。现在市场上的电动自行车95%以上用阀控铅酸蓄电池。有些人认为它是落后、过时的产品，在电动车上应用的前途不大，只是过渡性产品，只有2-3年的生命期。我们认为这种观点不一定正确。实际上，随着性能不断地改进提高，将保持它在电动自行车上应用的主要地位（所占份额在90%左右），很难被完全取代。它的生命期保守地讲至少还有十年以上，甚至更长。

3.我国电动自行车电池用阀控铅酸蓄电池的水平有很大提高 3.1 1997年时普遍不能满足要求

1997年时，国内的电动自行车用阀控铅酸蓄电池普遍不能满足要求。主要表现为：

1/容量不足。12Ah（20小时率）电池，2小时率5A放电容量达不到10Ah；17Ah（20小时率）电池，2小时率7A放电容量达不到14Ah。

2/比能量低。2小时率下的比能量达不到30WH/Kg。

3/早期容量衰减现象明显。

4/寿命短。100%放电深度（DOD）的循环寿命只有50-60次；使用寿命只有3-5个月。当时有些人称，电动自行车用阀控铅酸蓄电池是世界性难题，不易解决。3.2 1999-2000年有些厂家能满足要求

1999-2000年期间，我们在对30多家样品进行成组地筛选，情况是：

1/容量和比能量有所提高，12Ah（20小时率）电池5A放电容量达到11-12Ah，比能量达33WH/Kg。

2/早期容量衰减现象有改善。50次循环内容量衰减在10%以内。但这样的厂家很少，只有约20%。

3/寿命提高。100%放电深度的循环寿命超过250次，使用寿命可达1年以上。但这样的厂家只有1-2家，约占5%。另外，4/有些厂家电池有渗漏使用寿命液现象；

5/部分厂家的电池充电末期电流大于0.1A；

3.3 2002-2003年能满足要求厂家增加，总水平提高

2002-2003年期间，在我们检测评估的约30个样本中情况是：

1/外观一般没有问题。渗漏液现象几乎没有。

2/绝大部分厂家的电池充电末期电流小于0.1A，说明合金成分和材料纯度符合要求。3/容量和比能量有进一步提高。2小时率（5A）放电容量达到11-13.5Ah；比能量达到31-35WH/Kg。

4/早期容量衰减现象进一步有所改善。50次循环内容量衰减在10%以内的厂家明显增加，约占被测样本的80%，说明早期容量衰减（PCL-1）问题已能够解决。

5/寿命明显提高。100%放电深度的循环寿命超过250次，达到300次，使用寿命可达1.5年以上，有9-10个样本（占测评样本的30%），其中6-7个样本是中小型厂家的产品。6/用Pb-Sb-Cd合金的减少，用Pb-Ca高锡合金的增加，环保性能提高。

3.4 最近有突破性进展

2005年我们在检测评估中发现电动自行车用阀控铅酸蓄电池性能又有新的、突破性进展。主要表现为：

1/100%放电深度的循环寿命几乎翻一翻，已达570次以上，有望超过600次。

2/初容量和比能量提高。6-DZM-10电池达5A放电达178分钟（14Ah以上），2小时率下的比能量达到37.96WH/Kg。3/一致性改善。

有突破性进展的电动自行车用阀控铅酸蓄电池的初容量、“全充全放”循环性能和一致性情况见图1。（见附件，请将图插入此位）

图1 有突破性进展的电动自行车用阀控铅酸蓄电池性能

我国生产电动自行车用阀控铅酸蓄电池的大小厂家有200多家，发展是不平衡的。根据现在的情况我们将它们分为4类：

1/特好的。其主要特点如上。可用两年以上，可保1.5年； 2/好的。深循环寿命250-300次，可用1年以上，保1年；

3/一般的。深循环寿命150次左右，可用9个月至1年以上；

4/差的。深循环寿命不足100次（或不稳定，好的150次左右，差的50-100次），只可用3-6个月。

为此提出几点希望：

1/电动自行车厂家要重视自己的品牌和对消费者负责，用好的和特好的电池； 2/电池生产厂家要重视质量这个生命线，使产品达到好的和特好的水平； 3/消费者要注意电池品牌，买性价比高的品牌电池和配此电池的车使用。

4.对“外来技术”、“先进产品”等特殊标榜的产品选用要慎重。

现在经常在宣传、广告资上看到标榜自己的产品是采用“外来技术”的“先进产品”。我们对几个“外来技术”、“先进产品”等特殊标榜的产品进行了测试评估，结果不像宣传、广告资料中介绍得那么好。主要表现是：深循环寿命差；电池间一致性差（影响循环寿命）；实际初容量和比能量不如好的和特好的电动自行车用阀控铅酸蓄电池水平。有的虽经权威部门测试，有不错的寿命，但只是单个电池，不足以说明问题。一些单位化大本钱选用过此类电池，吃了亏，得到的结果与我们测试评估的一致，化了学费取得了教训。

因此建议整车厂家建立一套规范测试评估的程序，按接近实际使用条件、成组地进行全面、严格、定量的检测，然后进行横向比较和评估，才能科学地评价和选择这些特殊标榜的蓄电池。不能只做某个单项测试，更不能只看宣传、广告资料就采用这些电池。5.存在的问题

当然，生产电动自行车用阀控铅酸蓄电池的厂家多，产品质量参差不齐，用户投诉较多，是存在的主要问题。从我们检测评估过的产品看，主要问题和出现的现象是：

1/能够在容量、比能量、循环寿命（尤其重要）等全面指标达到要求的生产厂家不多，特别是成组电池循环寿命的合格率还不高，达到上述好的和特好的电池厂家不超过30%。

2/电池间的一致性有待提高。一般厂家的电池在100%放电深度下循环，放电到31.5V时三块电池电压在10次循环内就不一致，而且随循环进行差距越来越大，电池组容量往往受落后电池牵制衰减率大。质量好的电池，初期（100次循环前）一致性好，到100-150次循环间才出现不一致并差距逐渐拉大，容量衰减率变大。

3/微短路，甚至完全短路。发现造成电池间一致性差的重要现象是个别单格微短路。还发现个别单格在寿命中后期逐渐发展成完全短路。

4/与充电器参数未很好匹配。不是欠充电造成电池容量衰减快和电池间的一致性变差、影响循环寿命，就是过充电太多造成电池失水多和热失控 6.改进方向

1/了解国内外发展的新材料和新技术，并逐步掌握、采用。

2/加强生产过程质量管理，改善一致性。生产过程中的质量管理问题，说起来简单，做起来不易，需要从源头开始，抓好每个工序的点滴细节环节，严格工序检查、检测。

3/要注意与电驱动系统的其他部件的匹配和优化。电池与充电器的关系是最密切的，因此选择合适的充电模式和参数至关重要，而且各厂家电池的结构、配方等不同，充电参数是有重要的小区别。

电池与控制器的参数也有重要的关系。例如，控制器的欠压保护值和过流保护值与蓄电池的使用寿命（电池放出的总容量）有相当大的关系，选择合适的欠压保护值和过流保护值可使蓄电池充分发挥潜力，延长使用寿命，这方面已有许多成功的经验。

4/研究蓄电池的维护技术。阀控铅酸蓄电池也叫“免维护”铅酸蓄电池，实际不是完全免维护。中、后期进行适当的维护都有一定的恢复功能。其中有的维护技术笔者做过试验，证明确有效果。7.结语

总之，电动自行车的发展形势很好；阀控铅酸蓄电池将保持它在电动自行车上应用的主要地位（所占份额在90%以上）很难被完全取代，它的生命期至少还有十年以上，甚至更长；我国电动自行车电池用阀控铅酸蓄电池的水平有很大提高，特别是最近有突破性进展； 但是，我国生产电动自行车用阀控铅酸蓄电池的厂家多，发展是不平衡的，产品质量真正好的厂家不多，因此用户投诉较多。希望：

电动自行车生产厂家要重视自己的品牌和对消费者负责，建立一套规范测试评估的程序，经过全面、严格、定量地检测，进行横向比较和评估，科学地评价和选择电池，采用好的和特好的电池，不要只看宣传、广告资料，采用标榜“外来技术”、“先进产品”等电池； 电池生产厂家要重视质量这个生命线，使产品达到好的和特好的水平。同时积极主动做好与电驱动系统的其他部件的匹配和优化及中、后期维护技术研究，使蓄电池充分发挥潜力，有更长的使用寿命；

消费者要注意电池品牌，买“好的和特好的”品牌电池和配此电池的车。这样使我国的电动自行车用阀控铅酸蓄电池都能做成质量稳定、可靠的产品，水平也再上一个台阶，减少用户的投诉；电动自行车产业会更健康地发展。

以上只是个人的一孔之见，供大家参考，共同探讨、研究，把我国的电动自行车用阀控铅酸蓄电池都能做成质量稳定、可靠的产品，水平也再上一个台阶可靠的产品，减少用户的投诉。2005.12

本文来源：中国电工技术学会电动车辆专业委员会技术服务中心

本文作者：郭自强