电动车电池充满电，电动车一加速就掉两格电？怎么回事

1、电池行业发展概况

 

电池制造业在我国既是传统产业，又是新能源产业的重要组成部分，与新能源汽车、可再生能源、现代电子信息、新材料、装备制造等多个战略性新兴产业关联紧密，电池制造业也是我国国民经济建设中最重要的基础性产业，关系国计民生和建成小康社会的基础;电池产品在适应我国新形势下的国民经济发展，保障国防战略需要，满足大众工作、生活消费多样化需求等方面，具有广泛的应用领域和十分重要的作用。电池包括物理电池和化学电池。物理电池是利用物理效应，将太阳能、热能或核能直接转换成直流电能的装置，如太阳能电池、温差发电器、核电池等;化学电池是一种将化学能直接转变成直流电能的装置， 如铅酸蓄电池、锂离子电池、锌锰电池等。在电池中，化学电池是最主要的电池。化学电池按是否可以循环使用，分为一次电池和二次电池两大类。其中，一次电池是活性物质仅能使用一次的电池， 又称原电池， 如锌锰电池， 碱锰电池等;二次电池可充电、循环使用，又称蓄电池。蓄电池利用电池内活性物质在放电状态下发生化学反应输出电流，在充电状态下发生逆向化学反应储存电能。

 

蓄电池按电极材料和工作原理的不同，主要分为铅酸蓄电池、锂离子电池、镍氢电池、镍镉电池等四大类。其中，铅酸蓄电池具有性价比高、容量大、功率高、寿命长、安全可靠等优点，是目前世界上产量最大、用途最广的一种电池;锂离子电池凭借能量密度高的优势也占据一定的市场份额。

 

 

 

2、铅酸蓄电池概述

 

(1)铅酸蓄电池的构成和工作原理

 

铅酸蓄电池由正极板、负极板、隔板、电解液、塑料槽等组成。铅酸蓄电池正极活性物质为二氧化铅(PbO2)，负极活性物质是铅(Pb)，电解液是稀硫酸，正负极之间由隔板隔开，电解液中的离子可以通过隔板中的微孔，电极上的电子不能通过隔板。铅酸蓄电池放电后， 正极板的活性物质二氧化铅(PbO2)转化成硫酸铅(PbSO4)附着在正极板上，负极活性物质铅(Pb)也转化成硫酸铅(PbSO4)附着在负极上， 电解液中的硫酸扩散到极板中去， 电解液的浓度降低

 

 

按照电池中极板的结构分为板式、管式和卷绕式等类别，分别称为平板式电池、管式电池和卷绕式电池。此外，根据铅酸蓄电池中电解液处于游离状态和吸附(或固定)状态，分为富液式蓄电池和贫液式蓄电池。贫液电池中，电解液吸附在玻璃纤维隔板中的蓄电池常设计成阀控密封式，称为阀控式密封蓄电池;电解液用二氧化硅胶体固定的蓄电池称为胶体电池。

 

3、铅酸蓄电池的比较优势和不足

 

铅酸蓄电池是工业化最早的二次电池，自 1859 年发明至今已经有 150 多年的历史，但是该产业的发展仍然方兴未艾。

 

 

 

铅酸蓄电池是化学电池中市场份额最大、使用范围最广的电池，特别是在起动和大型储能等应用领域，在较长时间尚难以被其他新型电池替代。铅酸蓄电池价格较低，具有技术成熟、高低温性能优异、稳定可靠、安全性高、资源再利用性好等比较优势，市场竞争优势明显。相对于其他电池金属材料，铅资源比较丰富，铅储量和再生铅保证铅酸蓄电池产业可持续发展的年限相对较长，铅酸蓄电池大量应用，较长时间内不会造成铅资源短缺。铅酸蓄电池不足之处在于：能量密度偏低、循环寿命偏短，主要原材料铅是一类有毒物质，电池生产和再生铅加工过程中存在铅污染风险，管理不善可能会对环境和人体健康造成危害。

 

随着新技术的突破和新结构的应用，铅碳电池、双极性电池、非铅板栅电池等先进铅酸蓄电池的不断问世，改变了质量能量比偏低、循环寿命较短等不足，并且随着法规制度的逐步健全和管理水平的提升，铅污染的风险也可防可控。为铅酸蓄电池产业的持续发展注入了新的活力。在未来，铅酸蓄电池仍将在备用电源、储能、起动、动力等应用领域发挥重要的作用。

 

(1)铅酸蓄电池的比较优势

 

①性能比较优势

 

目前，大规模产业化的二次电池主要有铅酸蓄电池、镉镍电池、氢镍电池和锂离子电池。镉镍电池含有剧毒元素镉，已逐步被其他电池所替代。目前，市场上应用最广泛的电池为铅酸蓄电池、锂离子电池和氢镍电池。

 

 

 

相较于其他二次电池，铅酸蓄电池主要有以下性能比较优势：A、实现工业化生产的时间最长、技术最成熟的电池，性能稳定、可靠，适用性好;B、采用稀硫酸作电解液，无可燃性，电池采用常压或低压设计，安全性好;C、工作电压较高、工作温度范围较宽，适用于混合电动车(HEV)等高倍率放电应用;D、能浮充电使用，浅充浅放电性能优异，适用于不间断电源(UPS)、新能源储能、电网削峰填谷等领域;E、大容量电池技术成熟，能制成数千安时的电池，为大规模储能提供了便利。

 

②成本比较优势

 

铅酸蓄电池是最廉价的二次电池， 单位能量的价格是锂离子电池或氢镍电池的 1/3 左右。此外，铅酸蓄电池的主要成分为铅和铅的化合物，铅含量高达电池总质量的 60%以上，废旧电池的残值较高，回收价格超过新电池的 30%，因此铅酸蓄电池的综合成本更低。

 

③再生利用比较优势

 

铅酸蓄电池组成简单，再生技术成熟，回收价值高，是最容易实现回收和再生利用的电池。全球再生铅产量已经超过原生铅产量，美国废铅酸蓄电池铅的再利用率已超过 98.5%，我国废铅酸蓄电池的再利用率也达到 90%以上。镉镍电池、氢镍电池、锂离子电池多为小型电池，且组成复杂，再生成本高，回收难度大，再生产业难以实现市场化运营。目前，前述电池全球的平均回收比例不足 20%，特别是锂离子电池，多数国家尚未实现有效回收和再生。

 

(2)铅酸蓄电池的不足

 

①能量密度偏低

 

传统的铅酸蓄电池质量和体积能量密度偏低， 能量密度只有为锂离子电池的1/3 左右，氢镍电池的 1/2 左右，并且体积较大，不适宜在质量轻、体积小的场合使用。未来，铅酸蓄电池能量密度仍有较大的提高空间，尤其是泡沫碳等采用新材料、新技术的铅酸蓄电池。

 

②循环寿命偏短

 

传统铅酸蓄电池循环寿命较短，理论循环次数为锂离子电池 1/3 左右。铅酸蓄电池的循环寿命提高的空间仍然比较大，特别是新材料、新结构和新技术的铅酸蓄电池，如双极性铅酸蓄电池、铅碳电池等。

 

③产业链存在铅污染风险

 

铅是铅酸蓄电池的主要原材料，铅占电池质量的 60%以上，全球铅酸蓄电池的用铅量占总用铅量的 80%以上。铅为重金属，铅酸蓄电池制造产业链(包括原生铅冶炼、电池制造、电池回收、再生铅冶炼)存在较高的铅污染风险，管理不善会对环境造成污染和对人体健康产生危害。

 

4、铅酸蓄电池与环保

 

铅酸蓄电池制造是用铅的主要行业，其产业链在原生铅冶炼、蓄电池生产、废旧蓄电池回收、再生铅冶炼存在铅污染风险，但是该产业链全过程的铅污染可以实现有效控制。铅污染防治的技术较为成熟， 国外已有成套有关原生铅和再生铅冶炼的技术和设备可以提供，国内的铅冶炼技术基本成熟，包括铅酸蓄电池制造在内，只要按规范配置先进的环保设备，环保设备正常运行，基本不会造成铅污染事件的发生。在铅酸蓄电池制造领域，先进的清洁化、自动化、机械化生产装备，以及先进的环保技术与装备，得到了广泛的应用，使得铅烟铅尘、水中铅化合物得到有效处理，铅污染得到有效控制。先进生产工艺有：一炉多机板栅铸造工艺、铅锭冷切技术、自动化包片与刷片、内化成工艺等。先进环保工艺有：高效脉冲式铅尘处理器、 多级湿式铅烟处理器、 碱雾喷淋式酸雾处理器、 废水中水回用系统等。过去我国频繁发生的铅污染事件主要是由于相关法规、 政策不够完善和全过程管理不足造成的。主要表现在五个方面：一是冶炼厂之间的无序竞争，特别是小冶炼、非法冶炼厂为了以低价争夺市场，采用土法冶炼的方法，无环保设施或设施运行不正常;甚至也有一些大冶炼厂为了降低成本，存在环保治理不规范的现象，造成原生铅企业污染事件的发生。二是铅酸蓄电池制造业小厂数量众多，其生产装备落后，无法配置齐全和先进的环保设备和卫生防护设施，不利于环境保护和资源利用。三是铅酸蓄电池回收完全处于无组织回收状态，这是造成铅、酸污染的重要环节。四是废旧蓄电池大量流向小型再生铅厂，因环节管理失控，造成经常性环境污染事件的发生。五是动力铅酸蓄电池存在镉污染风险。

 

美国也是全球铅酸蓄电池生产大国之一， 年用铅 200 多万吨， 由于法规健全、控制铅污染的措施得力，实现了铅使用的闭路循环，从原生铅冶炼、电池制造、再生铅冶炼实施“从生到死”的跟踪，生产者、运输者、运营者、产品拥有者以及各级政府“共同各自承担责任”，使铅酸蓄电池产业链的铅污染得到了有效控制。近年来，随着国内相关法规和行业政策规范的逐步颁布和严格执行，铅酸蓄电池企业环保意识的逐渐增强，污染治理技术的不断进步，行业主要企业的铅污染也已得到有效防治。特别是经过国家工信部、环保部组织进行的行业准入核查、行业规范条件核查、行业环保核查，行业企业环保状况得到显著的改善。与其它的有害金属相比，铅污染可控可防，铅中毒也可治，一定程度的铅中毒或血铅超标是可以逆转的，可以通过食疗、药物调节等得到恢复。