价格铅电池水平铅电池镍镉电池氢镍电池钠硫电池现价美元/kwh400-50070批量生产后（美元/kwh）30150525250245资料来源：伦景光等第届国际电动车辆会议看电动汽车电池的进展，〈世界汽车>，1996（1）何级数增长。它的意义不仅引起城市交通法规，（2）性能可靠，特别要求大电流放电性能好，市民乘车方式，百姓环保意识的链式反应，而且过放电能力超过1.75V的警戒线而达到1.5V不机动车燃油所排放的尾气是造成大气中二氧化碳含量过高的主要原因。大气污染对人民的健康d造成危害，并且这种危害全年都存在！我国随着改革开放和经济腾飞，相对较少的大城市人u儿何级拥挤，加上日益见形的能源危机，交通已成为迫在眉睫的严重问题。
为解决上述问题，以铅蓄电池为动力的电动白行车从1995年开始，一些有识之士抓住机遇致力开发，并迅速为有关部门所重视、关注。
来源广阔、能源利用率高。其中电动自行车尤为t海代表所欢迎、关注，被称为绿色车辆。相对来说，商品化、产业化进程要快。在上海国际自行车展览会上露面的电动自行车数量几乎呈几将会以强大的冲击波冲击整个自行车行业，引起产品结构的大调整和行业的重新组合。
电动自行车在80年代曾火了-把，旋即偃旗息鼓。关键原因是电机效率过低，蓄电池寿命过短。90年代新型变频式低速（24km/h）无刷永磁电机的成功（其效率已提篼到90%以上），充电机开始电脑化，传动和控制设备更加轻便可靠。因此电动自行车能否获得技术上及商品化成功，目前最关键的就是蓄电池。据了解国内目前电动A行车所配置的蓄电池，全部选用“小密”铅酸蓄电池。
电动自行车对蓄电池的要求价廉一些新型化学电源如氢镍电池，钠硫电池，燃料电池，锂二次电池等由于价格昂贵，近期内不会被老百姓所接受。铅蓄电池与其他高能电池经济优势相比见表1会损坏，能承受大电流充电，具有抗快充的性能。
⑶充放电循环寿命长，要求以100°/.放电深度，寿命循环大f200次以上。（电动自行车实际使用2小时率深循环次数要求在200次以上。）对电动自行车用铅蓄电池技术问题探讨及解决措施传统的“小密”电池制造工艺由于循环寿命短（特是深循环大电流放电寿命更短），贮存一久或经数十次循环后充电困难（即所谓早期容量损失），高温敏感易热失控，耐过充电性能差等因素，不能满足电动自行车用蓄电池的要求。如没宥质的突破，目前的“小密”电池是不可能与之配套的。
几年来，我们经过反复研制，实践中筛选r一个个研制方案，经过实测、比较、补充完善，终f得出了一个比较满意的工艺。
电动自行车蓄电池的设计该电池设计要求在“规定”的外型尺寸内最大限度地增大蓄电池容量，以满足大电流放电要求，同时提高放电的终止电压，从而得以延长循环弃命。经过综合平衡，极板采用涂膏式、薄型紧装配。
解剖目前“小密”电池寿命终止的原因为板栅内部筋条的强烈腐蚀：正极板活性物质的软化、脱落；负极板盐化板结，电解液超前干涸。
乎是均的，而Pb-Ca合金为锯齿晶粒边界腐蚀。Sb在正极板的伸长率纵为2.9%，横为4%；而Ca在正极板的伸长率纵为6.3%，横为8.2%.止极板中的锑（Sb）影响活物质的性能，充放电循环越深，Sb对正极板活物质性能越有利，是保证循环寿命所必需的。而Ca在正极板栅中却没有Sb的这方面性能，当电池深放电循环时性能明显低于Sb，以致Pb-Ca电池容量K降快，￡板伸长和板栅腐蚀均比Pb-Sb电池严重，活物质软化，活物质与板栅之间接触损失或板栅与活物质间的钝化膜（即所谓无锑效应）出现，Pb-Ca电池往往因正极板性能衰减造成寿命终止。
另一个实验结果是Pb-Sb板栅蓄电池显出较篼的过充电电流值，而Pb-Ca板栅的蓄电池的过充电电流值则低得多，这些均为电动自行车蓄电池所需要的。
于Pb-Sb合金。
资料介绍：铅锑镉合金能对上述的情况取长补短，相得益彰。
a、镉的添加显著地改善了低锑合金强度差，易产生裂纹的缺点。
b、镉的氢过电位较高，从析气、失水方面看，近似乎铅钙合金，而明显优于铅锑合金。
c、含镉合金板栅呈现均匀腐蚀，结晶结构细致，蓄电池循环寿命好，优于铅钙合金。
d、铅涕镉合金具有良好的机械性能、良好的抗极板增大变形的性能，适合于免维护深循环的蓄电池板栅材料。
正极板栅为铅锑镉元合金（成分：略），负极板山为铅钙四元合金（成分：略）。
电动自行车用的铅蓄电池有其自身的特点工艺，它不同于常规的阀控式电池。工艺上我们采取了综合措施，主要着重方面有：为提高容量，提高活性物质利用率方面对板栅结构、和膏配方、生产工艺作重大改进：为克服电池内阻对电池生产工艺及电解液添加剂作新的尝试等。
下面介绍一下我们具体做法我们在新电池试验及报废电池解剖中发现板栅不管是选用矩形、放射形、菱形；直横筋不管是选用对筋、平筋、凹凸筋；板耳位S不管是靠边或偏中，其影响都不是很大的。报废电池的解剖绝大多数是i￡极活性物质的软化脱落或负极板板结以及电解液干涸所致。至于板栅腐蚀而引起报废，情况极少。这说明对传统的板栅结构尚大有潜力4挖，我们大胆创新，一改过去板栅与活性物质的比例45%：55%，改进为35：65.大大增加了活物质的数量。蓄电池的容最通过增加活性物质数量同时储存更多电解液的途径获取。实践证明，行之有效。
a、要充分视正极板，特别是深冷低温性能上，所以添加剂的加入主要重点对活性物质的体积孔隙率和孔隙结构有影响的导电添加剂、增孔剂和增强剂。它既可增加活性物质孔率和强度"改善电极的导电性能，使电解液虽因天H深冷变稠仍易于渗透。
b、负极板添加剂着重点在提高表面活性方面，主要是使海绵状铅的结构保持稳定，防止收缩、变硬，防止孔率减小和龟裂上。添加剂中的木素、炭黑、腐植酸、硫酸钡的量很有讲究，实际效果通过量的变化、组合，差异很大。顺便提一下如能加入扩散剂NNO，效果相当好。
为达到长期保持电池内部压力，使极板、隔板接触紧密，采用改进后的AGM隔板，要求是弹怍好，吸附力强、长、短纤维搭配合理（3前国产AGM隔板因短纤维太多、强度差、弹性不好）。
0.6mm厚的两g，以增加安全系数。并要求将隔板先予压，以利于实现紧装配。
电动自行车蓄电池有12格，整个容量受最落后的那格单体控制。所以要求产品质量一致。
外壳要承受较大电流充电。
为有利于紧装配，采用电池化成，故外壳选用ABS塑料，外层壁厚为4mm，中隔为2mm，特是上盖的气密结构，设计时应予以高度重视。
因是贫液式，容量受电解液量所控制，故以控制电解液量来制约电池放电深度，籍以保证电池的循环寿命。我们采用每Ah的Ki解液为充电方式的改进（兼对电动自行车用铅蓄电池充电器的探讨）B前，电动自行车，儿乎都采用阀控密封铅蓄电池（以下简称蓄电池），电动乍用蓄电池与其它蓄电池比较，有很多不同之处，其充电要求也与其它电池有+同之处。
a、电动车电池是循环使用的蓄电池，放电深度大，一般4达80%-100%，因此要求充人电曰。々里多。
b、电动车电池运行决定了其充电时间短，要求充电时间应在6-10小时内（晚上充电）。
c、电动车电池比能量高，电解液浓度高，因此充电后的浓差极较大，充电难度大。
d、电动车电池在全国各地使用，使用条件差异较大，决定了其对充电的要求也有所不同。
电动自行车电池要求充人电量多，充电时间短，运行条件差异大。因此，选择合理的充电方法难度是比较大的，笔者通过对市场上现有的不同厂家生产之充电器进行测验，其模式可以归类如下图（以12V12电池为例）。
时间⑴充电种类充电阶段第-种AB、BC段即恒压限流充电第二种AB、BC、DE段恒压加涓流第三种段第四种AB、BC力口脉冲充电以上几种充电器原理大同小异，属于恒HI限流充电之范畴，即所谓的“三段式”充电：首先是对电池进行恒流充电，待电池电压上升到电压阀值后转化为第三阶段即恒压充电阶段，当充电电流减小到某一值后转化为第三阶段，即涓流充电。其中第一种充电省掉了第三段，-充到底两段式，显然电池失水情况较快，同时行发生“热失控”之危险；第二种是典型的“」段式”充电；第三种则是“三段式”充电的延伸，可进一步减少过充电，但充电时间稍to；第四种则增加了脉冲去极化充电，有利于后期提高充电效率。“三段式”充电，参数的设定是决定允电器优劣的重要条件，必须认真对待。
第一阶段恒流充电：市场上一般在1.3-2.5A，笔者认为这一电流尽可能大一点，以提高充电初期的速度。按美国Mass博士指出的蓄电池充电按指数曲线变化，初期充电可接受电流足很大的（4以达1CA），但因电池在此时内附较大，主要要防止过大的欧姆极化发热，避免“热冲击”损坏电池。
第二阶段1‘R：压充电，市场上充电器有两种倾向，-种是怕充电不足，将电压定得太高，失水率增加，出现因失水而早期寿命骤减另-种倾向是怕失水，将电历定得过低，使充电速度慢，充电不足。长期充电不足，未转化的活性物质会产生不可逆的高阻性钝化结块，使蓄电池容敏下降，内阻增加，造成蓄电池早期损坏。我们认为恒压电压应根据电池本身电极特性和电解液比重篼低、以及充电接受能力等实情况来确定。
试验：12V12三只电池分别以不同的恒定电0.03CA作为转换电流阀值比较理想。
由于“二段式”充电参数弓电池生产工艺等有关，且不同生产厂、不同批次产品也各有差异，很多电池斗：产厂家要求配套生产充电器，这样M然取得了一定的效果，但是蓄电池技术状态离散性之大，成为这种充电模式难以很好适应各种电池的主要阻碍，即充电电池并不总是工作m理想状态，每只电池都有自d独特的“个性”，确切地说，每只充电电池都有自己存T其它，其至类、同批次电池的充电曲线，该曲线甚至在使用过程屮还是动态变化的。
理想的充电模式充电电压限流1.8A5A放电时间min第i次第2次第10次第20次第50次第100次第200次14.4V14013511810810056停试14.8V140139138133.0V140142140131121变形接受的充电电流理想的充电，这种充电全部电量均用干转化活性物质，而无电解水的副反应，如下阁第三是转换电流阀值的确定：实践证明蓄电池充电（恒压充电）终止电流是变化的，终止电流随使用次数的增加而增加，原因如下：一是充放使用过程中极板杂质溶出，沉淀到负极板上降低了过电位，使电流增大二是电池处f标准的贫液状态，因此比初期密封效率高，增大r终止电流；三是正负极板活性物质脱落并向隔板渗透，发生微短路倾向，增大了终止电流；四是温度变化会丨起终±电流的变化。K图是笔者作寿命试验充电终止的电流变化情况。
第二届国际电动车会议以来，美国科学家NMas指出，蓄电池充电处微析气的临界状态的充电电流即是蓄电池的充电可接受电流，程指数曲线变化，蓄电池充电电流等于电池4i放寿命试验，其结果如下：（充电时间为9h）理想充电之关键在于如何动态跟踪检测蓄电池充电时多孔电极内部的反应状态，充电深度及是否有副反应，控制充电电压、电流，使充电始终按电极有效反应所需的最佳电流进行。为此，开发者们作了一些T作，值得学习和借鉴。
a、dv/dt检测：蓄电池充电在后期约10%左右容鼋时，电池端电压增高，电解液浓度高难干扩散，：04溶解受阻，这是充电难点。dv/dt则是在充电后期检测蓄电池端电压单位时间的变化量，蓄电池充电后期dv/dt变化十分明显，充电越完全dv/dt值越小，当充足电后dv/dt值超近于零，充电后期dv/dt值与蓄电池充电饱和变成对应关系，只要确定了dv/dt值，充电深度就基本确定了。
b、di/dt检测。di/dt是单位时间内电流变化量，蓄电池理想充电时电流指数递减，di/dt即是曲线上的点，当蓄电池充足电时di/dt减到最小值（趋近亍零），因此只要确定了di八it值，同样充电深度也就确定了。
蓄电池在充电之前（放电之后）内阻较大，随着充电的进行，电极中电阻较大的PbS04逐渐转化成电阻相对较小的海绵状铅（负极）和二氧化铅（正极），电解液浓度逐渐增加，内阻逐渐减小（AB段）当充电到70-80%电量时正极开始产生氧气，氧气的产生使电化学反应真实表面积减小，表现为内阻略增（B、C段），当充电基本完全（约90%以上），负极开始产生氢气（普通电池）这样反应真实表面积急剧减小内阻急剧上升（CD段）而对于电动车蓄电池，由于阴极进行氧复合反应，抑制了氢的析出，因此充电只需控制析氧量就可以了，产生氧越多，内阻就越大，通过内阻检测也可估算出电池反应状态。
由于上述检测和控制均是在充电动态中进行的，所有充电参数均是根据电极反应需要而给定的，因此对电池具有很好的适应性。随着传感技术，计算机应用技术，以及模糊数学原理的应用、发展，充电技术已出现新的革命，电动车蓄电池充电难的问题将会得到改观。
电池化成与槽化成是两种不同的电池生产工艺。电池化成是未化成的极板（俗称生极板）装配成电池，然后注入电解液化成槽化成是将生极板装在化成槽化成为具有活性的正负极板（俗称熟极板），然后再装成电池。
很明显，槽化成需专用的设备、设施、工艺复杂、劳动量大、消耗能量多、成本也高，特别是环保差、污染严重、民事纠纷多，这也正是环保部门明文禁止不具备环保要求的乡镇企业、个体私营企业从事铅蓄电池生产的理由。
电池化成则相对设备设施少、工艺简单、成本低、污染小、环保要求容易达到。所以发达国家的铅蓄电池生产较早采用了电池化成工艺，美国的起动用铅蓄电池在80年代初期已占到90%以上，而在中国占绝对优势的干荷式电池在美国仅占到百分之几。
电动自行车用铅蓄电池电池化成与槽化成的实践比较（型号为12V-12Ah）见表2.电动自行车用铅蓄电池要求寿命长、容量大、大电流放电好、充电接受能力高、电池均匀性优、自放电小、密封反应效率高。
电池化成能实现紧装配，这是由于电池化成时正极板自动膨胀，增加厚度，实现真正紧装配。而槽化成很难实施紧装配，主要是装不进电池槽，故在配方中加各向异性石墨，而正极板由于电池中所处的电位较高，一般的添加剂均能被氧化掉，所以要实现长寿命，则电池化成优于槽化成。由亍紧装配，密封反应效率提高。
电池内杂质含量少，自放电自然小。国外专家认为，内化成透是很重要的，如不透，则尚余Pb在做成电池后，PbO会慢慢吸收H2S4，表现出乜压下降。￡极板Pb2在90%以上才可减少S放电，而一般槽化成最高只能达到85%-87%.若过化成则活性物质就会变得松软和不牢固。
过，有次注液，有两次注液，在温度、电解液密度、化成的电流和时间及充电量上各存见解。
同时对电池化成的电池性能，容最上Hi有不同的看法。笔者的实践是电池化成的电解液密度采用1.260g/cm3，化成时将电解液一次注满，在化成过程中一直保持始时的水平线。当电解液减少时不能加纯水，一定要加同-密度的电解液，直到化成结束，再将单格内多余的电解液抽出、密封。这时电池内的电解液密度为3左右。
电池化成第一次充入电量是很重要的，第一次要稍过充一点，以充入电量为电池的额定容量的8-9倍为好。这并小影响电池的奇命，同时对电池来讲也打下了-个良好的基础。
电池化成的电流和时间采用恒流化成，适用了手工涂片。
电动自行车用阀控密封铅蓄电池的化成方式由R前绝大多数的槽化成改造为电池化成，这符合产品提高质量的发展方向，值得同行们重视探索。
我们在电解液添加剂上作了较大努力。众所周知，电池有四大弱点：A硫酸盐化，B氢气毒宵，C自放电，D温度变化及其影响。前二条基本上是生成不导电的硫酸铅，继续充电也不能消除，后一条是由外界气温条件所引起的。相对温度变化rc，比重变化0.007.在+20°C时具有100%起动电压的电池，在-10°c起动电压降到70%，在-3（TC以下起动电压降到50%.我们收集资料，国内外的，做了系列实践，H前我公h研制的电解液添加剂具有特异的电+效果，同时具有强力的氧气供给能力，在充电时能促进电反应，硫酸铅的溶解反应，使硫酸铅返回到原来活性物质的状态，恢复导通能力，改进充电特性提高充电效率。
电动自行车在新形势下又一次应运而出，这是时势之所需，人民之所求，作为一个新生事物，在一次次分娩阵痛之后，终于呱呱坠地。
试验内容槽化成电池化成容量ClO9.85h10.72h自放电（存放8个月后剩余容量）70%90%27分钟率放电放电11.59V放电30mm电压11.93V最大电充放电电池正常电池正常安全性试验未发现漏液等异常现象未发现漏液等异常现象寿命试验225次循坏305次循环过放电试验17.73h18.5h均性良好35笔者最近参加了一些电动自行车的专业会议，很为H前的电动自行车红火局面而高兴。会议代表认为，电动自行车目前已基本为国人所认可，产销两吒。以前被认为是电动自行车商品化之拦路虎――铅蓄电池，经过专业人士不断刻苦钻研，群策攻关，tli已基本上满足了电动自行车的要求。笔者经过多年探索及和同行们交流探讨，对现已形成的被认为较为成熟的工艺能够再提高一些，将作不懈努力。
