电动自行车用Ni/MH电池
Ni/MH电池是以贮氢合金电极替代Ni/Cd电池的Cd电极而发展起来的一种新型高容量可再充电碱性蓄电池, 其比能量为Ni/Cd电池的1.5~2倍, 且具有耐过充电,无记忆效应和不存在金属Cd对环境的污染等突出优点,因此被列为国家"九五"重大高技术攻关项目.经多年来的研究与发展,Ni/MH电池目前已成为可再充电电池市场(特别是手机市场)的主导产品,国内已建立并形成自己的新兴产业.由于我国城市区域的扩大和生活节奏的加快,特别是人民物质生活水平的提高和社会对环境质量的要求,对新型轻便交通工具的需求日益增加.为此,电动自行车近年来得到迅速发展.然而,纵观目前国内电动自行车市场不难看到,车上所用电池几乎全部为铅酸电池.已有文献介绍,D型车用Ni/MH电池目前已被开发,甚至可能已有少量投放市场,但因D型电池容量较低(仅7Ah),一次充电可行驶距离不及容量为12Ah的铅电池自行车,故缺乏竞争力而发展缓慢.也有部分企业以D型Ni/Cd电池代替铅酸电池装备自行车并少量出口国外,但毕竟Ni/Cd电池存在污染源,在国外环保要求非常严格的情况下也很难打开局面.鉴于Ni/MH电池的突出优点,发展12Ah的大容量圆柱密封Ni/MH电池将具有很大竞争力和广阔的市场前景.目前的重要障碍是价格或成本较高,能否被用户普遍接受还需调研.但可预计,随着生活水平和环保要求的提高,Ni/MH电池替代铅酸电池装备电动自行车的时代必将到来.尤其在国外的市场将会非常广阔.
作为自行车用电池,其基本要求是重量轻,体积小,功率大,放电平稳,工作寿命长和价格合理等.根据自行车行驶特点,目前市场上有电压24V和36V的两种铅酸电池组,电流为12A.如果Ni/MH电池也以此考虑,其容量也应达到12A.而对36V电池盒可由30只电池串联组成(电池单体电压1.2V), 对24V的则可由20只电池串联组成.实际行驶时,电池的输出电流可达到4-6A(连续输出).这样, 就要求电池组有足够的有效输出功率和平稳的放电电压(~1.2V), 而且电池组中各个电池的性能应有良好的一致性,以确保充-放电过程的顺利进行及延长使用寿命.
在国家高新技术发展计划("863"计划)的资助与支持下, 我国的Ni/MH电池关键技术已达到国际水平, 开发成功的各种A,AA,AAA,Sc,D等型电池都已投入批量生产, 尤其是AAA型手机电池已能满足国内市场的需求, 甚至已有一定数量的出口.因此在小型(小容量)圆柱密封Ni/MH电池的技术基础上开发大容量圆柱密封电池的条件已相当成熟和有一定把握.对F型(12000mA)电池目前可以达到的主要技术性能指标如下:
电池型号: F
额定容量: ≥12000mAh(12Ah)
标准电压: 1.2V
标准充电制度: 2400 mA, 6hr, 也可快充
放电平台(1.2V以上电压): ≥70%
自放电率: ≤30%
循环寿命: 500次(标准充放电)
外型尺寸: 直径31.5毫米, 高90毫米
重量: 240克左右
在充电器方面,最好自行开发适用的充电器.可以在目前市场广泛应用的铅酸电池充电器和手机电板充电器的技术基础上改进.建议充电器输入电压AC 220V及50Hz,充电电流控制在1.8A(8hr)或2.4A(6hr)(铅酸充电器充电时间是5-8小时).根据目前人们习惯,白天行驶,夜晚充电,这样可以避免快充及其带来的可能过充,电池可用1.5~2年.
关于制造成本,按目前3A型电池考虑,大约每1Ah成本约3.5元.这样,12Ah就要36-42元.当然目前原材料正处于价格最贵时期.另外,制造一只12Ah电池和制造12只1Ah电池的成本也不完全一样,前者单只费用一般应低于后者12只总费用.
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