铅蓄电池简介
现在的电动车上绝大多数装的是铅酸蓄电池，因为铅酸蓄电池成本低，性价比高。铅蓄电池由正极板群、负极板群、电解液和容器等组成。充电后的正极板是棕褐色的二氧化铅（PbO2），负极板是灰色的绒状铅（Pb），当两极板放置在浓度为27%～37%的硫酸(H2SO4)水溶液中时，极板的铅和硫酸发生化学反应，二价的铅正离子（Pb2+）转移到电解液中，在负极板上留下两个电子（2e-）。
铅蓄电池的工作原理
1860年，法国的普朗泰发明出用铅做电极的电池。这种电池的独特之处是，当电池使用一段使电压下降时，可以给它通以反向电流，使电池电压回升。因为这种电池能充电，可以反复使用，所以称它为“铅酸蓄电池”。
铅蓄电池由正极板群、负极板群、电解液和容器等组成。充电后的正极板是棕褐色的二氧化铅（PbO2），负极板是灰色的绒状铅（Pb），当两极板放置在浓度为27%～37%的硫酸(H2SO4)水溶液中时，极板的铅和硫酸发生化学反应，二价的铅正离子（Pb2+）转移到电解液中，在负极板上留下两个电子（2e-）。由于正负电荷的引力，铅正离子聚集在负极板的周围，而正极板在电解液中水分子作用下有少量的二氧化铅（PbO2）渗入电解液，其中两价的氧离子和水化合，使二氧化铅分子变成可离解的一种不稳定的物质——氢氧化铅〔Pb（OH4〕）。氢氧化铅由4价的铅正离子（Pb4+）和4个氢氧根〔4（OH）-〕组成。4价的铅正离子（Pb4+）留在正极板上，使正极板带正电。由于负极板带负电，因而两极板间就产生了一定的电位差，这就是电池的电动势。当接通外电路，电流即由正极流向负极。在放电过程中，负极板上的电子不断经外电路流向正极板，这时在电解液内部因硫酸分子电离成氢正离子（H+）和硫酸根负离子（SO42-），在离子电场力作用下，两种离子分别向正负极移动，硫酸根负离子到达负极板后与铅正离子结合成硫酸铅（(PbSO4）。在正极板上，由于电子自外电路流入，而与4价的铅正离子（Pb4+）化合成2价的铅正离子（Pb2+），并立即与正极板附近的硫酸根负离子结合成硫酸铅附着在正极上。
随着蓄电池的放电，正负极板都受到硫化，同时电解液中的硫酸逐渐减少，而水分增多，从而导致电解液的比重下降在实际使用中，可以通过测定电解液的比重来确定蓄电池的放电程度。在正常使用情况下，铅蓄电池不宜放电过度，否则将使和活性物质混在一起的细小硫酸铅晶体结成较大的体，这不仅增加了极板的电阻，而且在充电时很难使它再还原，直接影响蓄池的容量和寿命。铅蓄电池充电是放电的逆过程。
铅酸蓄电池充、放电化学反应的原理方程式如下：
正极：PbO2 + 2e + SO4 2- + 4H+ == PbSO4 + 2H2O
负极：Pb -2e + SO4 2- == PbSO4
总反应：PbO2 + 2 H2SO4 + Pb == 2 PbSO4 + 2H2O
电动车四大种类蓄电池
目前能够被电动自行车采用的有以下四种动力蓄电池，即铅酸蓄电池、胶体铅酸蓄电池、镍氢蓄电池和锂离子蓄电池。
电动车电池之铅酸蓄电池
目前市场上能够大量提供的是铅酸蓄电池，铅酸蓄电池已经有130年的历史了，可以说是使用最多的蓄电池。它的性能可靠，生产工艺成熟，价格也较低。目前已商品化的电动自行车的绝大多数是使用的密封式铅酸蓄电池，使用中不需要补充水分，免维护。其主要化学反应是：PbO2+2H2SO4+Pb←充电、放电→ PhSO4+2H2O+PhSO4
铅酸蓄电池充电时变成硫酸铅的阴阳两极的海绵状铅把固定在其中的硫酸成分释放到电解液中，分别变成海绵状铅和氧化铅，电解液中的硫酸浓度不断变大；反之放电时阳极中的氧化铅和阴极板上的海绵状铅与电解液中的硫酸发生反应变成硫酸铅，而电解液中的硫酸浓度不断降低。当铅酸蓄电池充电不足时，阴阳两极板的硫酸铅不能完全转化变成海绵状铅和氧化铅，如果长期充电不足，则会造成硫酸铅结晶，使极板硫化，电池品质变劣；反之如果电池过度充电，阳极产生的氧气量大于阴极的吸附能力，使得蓄电池内压增大，导致气体外溢，电解液减少，还可能导致活性物质软化或脱落，电池寿命大大缩短。
铅酸蓄电池重量比能量为28-40 Wh/Kg，体积比能量64-72 Wh/I，太重、太大，而提供的电能较少，使用寿命较短，作为电动自行车的动力电源一般只能够使用一年左右，若是性能差或使用不当的只有二、三个月。此外，铅酸蓄电池还有深度放电能力和低温放电能力较差，不能快速充电（但是近来在铅酸蓄电池的快速充电的研究方面已有些进展）等缺点。铅酸蓄电池的改进型 ——胶体铅酸蓄电池，用胶体电解液代换硫酸电解液，在安全性、蓄电量、放电性能和使用寿命等方面较普通铅酸蓄电池有改善。但是总而言之，从长远看，铅酸蓄电池在电动车上的利用前景不佳。报废的铅酸蓄电池因废弃会造成二次污染，这也是有些地方政府不肯支持电动自行车大量上路的重要原因之一。
电动车电池之胶体铅酸蓄电池
胶体蓄电池是对液态电解质的普通铅酸蓄电池的改进。它采用凝胶状电解质，内部无游离的液体存在, 在同等体积下电解质容量大，热容量大，热消散能力强，能避免一般蓄电池易产生的热失控现象；电解质浓度低，对极板腐蚀弱；浓度均匀，不存在酸分层的现象。
上述改进使其在多项重要性能优于阀控式铅酸免维护蓄电池，例如：使用性能稳定，可靠性高，使用寿命长，对环境温度的适应能力（高、低温）强，承受长时间放电能力、循环放电能力、深度放电及大电流放电能力强，有过充电及过放电自我保护，电池在100%放电后仍可继续接在负载上，在几周内充电仍可恢复至原容量等等优点。
电动车电池之镍氢蓄电池（Ni-MH）
镍氢蓄电池是九十年代涌现出的电池家族中新秀，发展迅猛。Ni-MH电池的电极反应为：
正极：Ni(OH)2+OH-= NiOOH+H20 +e-
负极：M+H2O+e=MHab+OH-Ni(OH)2+M=NiOOH+MHab
它和镍镉蓄电池同属碱性蓄电池，只是以吸藏氢气的合金材料（mh）取代镍镉蓄电池中的负极材料镉cd、电动势仍为1.32v。它具备镍镉蓄电池的所有优异特性，而且能量密度还高于镍镉蓄电池。主要优点是：比能量高（一次充电可行使的距离长）；比功率高，在大电流工作时也能平稳放电（加速爬坡能力好）；低温放电性能好；循环寿命长；安全可靠，免维护；无记忆效应；对环境不存在任何污染问题，可再生利用，符合持续发展的理念。但是，Ni-MH蓄电池成本太高，价格昂贵。
电动车电池之锂离子电池
锂是世界最轻的金属，构成电池时，输出电压近4v。锂离子电池是1990年由日本索尼公司首先推向市场的新型高能蓄电池。其优点是比能量高，是当前比能量最高的蓄电池。已经在便携式信息产品中获得推广应用。1995年，索尼公司又开发成功用于电动车的锂离子蓄电池，共分两种类型：一种是用于纯电动车（EV）容量为100Ah的圆柱形单体电池，称为高能型锂离子蓄电池；另一种是用于混合动力车（HEV），容量为22Ah，8只串联成电池模块，但其输出功率为前者的2.7倍，称为高功率型锂离子电池。高能型电池已于1996年装在日产汽车公司开发的第一辆锂离子电动汽车上（日产Al-traEV），在北京第一届国际电动车展览会上展出。该车一次充电可行驶200km，最高时速120Km/h。
锂离子电池被普遍认为具有如下的优点：比能量大；比功率高；自放电小； 无记忆效应；循环特性好；可快速放电，且效率高；工作温度范围宽；无环境污染等，因此有望进入21世纪最好的动力电源行列。预计在2006～2012 年期间，当锂离子电池进一步发展时，MH/Ni蓄电池的市场份额将缩小。锂离子市场份额将会扩大。目前也已经有采用锂离子蓄电池的电动自行车产品出售。
由于镍氢蓄电池和锂离子蓄电池是绿色蓄电池，不会因废弃造成二次污染，容易被政府环保部门接受，并且有较好的出口前景，目前虽然价格比较贵，仍有较大降价空间，应该大力提倡。
关于电动车电池的问题解答
1、电池为什么在初次使用前要进行补充充电？
答：电池从出厂到使用，一般要经过1-2个月，甚至更长的时间，电池在存放期间由于电池内部的自放电等自发反应，消耗了一部分电量，达不到额定容量值，所以初次使用前，最好进行补充充电，以免顾客误认为是容量不足。
2、电动车如果要存放较长时间应该怎样对电池进行处理？
答：首先应将电池充足电存放，并且应该一个月内至少充一次电，防止亏电，能有效防止晶技生成造成不可逆盐化和晶枝短路等。
3、电池充电前要不要先放完电？
答：铅酸蓄电池不同于其它二次电池，它无记忆效应，所以，无论电池处于何种荷电状态，都可直接进行充电，无须放电。
4、电池是勤充电好还是放完电再充电好？
答：由于放电越浅，其循环次数将大幅度增加。因此，按这一理论，勤充电对循环寿命是有益的，但就目前市场上大量流通使用的充电器来讲，由于受价格因素及技术水平等影响，充电器存在故障率高，可靠性差，精度低等缺陷。因此，有时勤充电反而影响电池的使用寿命。将电池放空再充电，充电次数虽然减少，但放电时由于单体电池之间总会存在差异可能造成某些单格过放电，过放电池充电接受能力会大大降低，引起充电不足的故障，另外由于放完电再充电，充电器重负荷时间长，易损坏充电器。因此，综合上述，我们认为蓄 电池放出电量的 50-70% 时进行一次充电是较合理的，对电池的使用有好处。
5、过充电和欠充电有什么害处？
答：过充电即蓄电池充电电流大于蓄电池可接受电流，多出部分即是过充电量，过充电主要是产生电解水的副反应，由于电池正极产生氧气转移到负极发生氧复合反应，会发生热量，因此过充电量实际转换成热量使电池温度升高，若不加以控制，会造成大量失水，严重者造成 “热失控” 容量剧减，甚至变形等故障。欠充电通俗讲就是未充饱电经常处于充电不足的情况下，极极就会逐渐形成一种粗大坚硬的硫酸铅，它几乎不溶解，即产生所谓的 “不可逆硫酸盐化” ，使用普通的方法无法充进电，因此容量会一次一次地快速衰减。
6、过放电对电池有什么害处？
电池在放电过程中正极活性物质，负极活性物质均逐渐转化成电阻很大PBSO4 ，并消耗电解液中的硫酸，内阻逐渐增大，因此过放电时，特别是以较大电流过放电会发出大量热量，并且电池的硫酸量很少，过放电时硫酸浓度减得很低，PBSO4溶解度大幅度增加，因此容易在极板上形成一种粗大坚硬的PBSO4晶体，即 “不可逆硫酸盐化” 大大地减弱电池的充电接受能力，危害特别大。
7、电动车电池什么情况下需进行维护充电，其充电参数怎样，怎样进行维护充电？
答：电动车电池遇下列情况之一时需要进行维护充电：（1）电池容量衰减减速太快；（2）出现落后电池； （3）电池失液后，重新补液；（4）电池长时间放置后；（5）电池出现严重过放电后；（6）电池长时间处于低温环境工作等；（7）充电参数不合理长期欠充电；维护充电的充电参数怎样定；一般采用恒压限流充电或多阶段恒流充电。充电前中期与车配充电器参数基本一致，只是充电后期将充电最高电压提高到更高。即采用WD充电，进行深度充电修复已落后电池。维护充电也叫均衡充电。
8、电池初始容量大小与寿命有什么关系？
答：电池容量受活性物质和利用率影响。电动助力车蓄电池外形尺寸一定，极板的质量已被限制到一定的程度，只有提高活性物质的利用率，才能提高容量。要提高电池容量，必然增加孔率，提高PbO2含量、硫酸比重，但是这些措施都会加速正极板的软化，造成电池寿命加速衰减，充放电过程中活性物质会产生膨胀、收缩（ 特别是正极板） ，放电深度越深，活性物质膨胀收缩量越大，更加速活性物质软化。因此，初始容量偏大时直接影响蓄电池充放电次数。当然要满足使用，要求初始容量不能太小，需要一种折中的选择才能满足需要，既保证延长寿命，又确保容量满足使用要求。
9、电池电压高容量就大吗？
答：电池电压与容量是两个概念，电压与电极材料和电解液浓度相关，电池的容量是活性物质经电化学反应产生电流而释放出来的，它与各活性物质的量，反应条件及利用率，连接等有关，因此电压高不能说容量就高，电压低也不一定容量就低。
10、温度对电池性能有什么影响？
答：电池的充电、放电时，在电池电极上发生电化学反应，温度越高，电池各活性物质的活度增加，电解液粘度降低，电阻减小，因此电化学反应容易进行，反之则不容易进行。放电时温度越低，放出容量越低，在特别低的温度下，放出容量将大幅度下降，温度高则相反；充电时温度越低，充电接受能力越差，要求充电电压较高，才能充足电。反之温度越高，充电接受能力越好，易造成过充电，因此要求降低充电电压，才不至于造成过充电。此温度的变化，直接影响电池充电和放电性能。
11、电动车电池循环次数是一定的吗？
答：循环次数，根据放电深度不同而差别很大，放电深度越深，循环次数越小，放电深度越浅，循环次数越多，有时是呈指数变化。
