电动自行车蓄电池分类及应用

蓄电池的分类方法很多，文中略去内部构造方面的分类，只介绍与电动自行车蓄电池选择与使用、维护有关的方面。

1.按电解质性质分类

按电解质性质，蓄电池有酸性和碱性之分。除可充电的二次电池以外，燃料电池也有酸碱电解液之分。酸性蓄电池主要指铅酸蓄电池，即采用酸性电解液的蓄电池。碱性蓄电池则指用碱性电解液如氢氧化钾（KOH）、氢氧化钠（NaOH）等的蓄电池，如铁镍（FeNi）蓄电池、镉镍（CdNi）蓄电池、金属氢化物镍（MHNi）蓄电池、锌镍（ZnNi）蓄电池和锂（Li）蓄电池等。

2.按充电时蓄电池内气体排放方法分类

按排气方法，蓄电池可分为开敞型和密封型两种。

开敞型蓄电池，在每组单体蓄电池气室上盖的中部开有注液孔，并用钻有排气孔的塞子塞住注液孔，这种蓄电池多用于固定型和燃油机动车上作起动蓄电池，电动自行车不采用这种蓄电池。

密封型蓄电池则不管是酸性还是碱性，均设有单向排气阀（无注液孔），称为安全阀。蓄电池采用贫液式结构，内部没有多余的液体，可任意放置，在行车颠簸或激烈摇晃条件下无电解液溢出。充电时产生的气体只能由专设的单向排气阀定压排出，内部产生的气体压力不够时安全阀不能打开，可以防止有害气体和杂质侵入、电解液的溢出和水分蒸发。

3.按蓄电池的使用性质分类

按使用性质，蓄电池有固定型和移动型（或称携带型）。

固定型多用于通信、军事和供电。移动型又分起动型和牵引型，两种蓄电池工作性质完全不同，内燃机起动时，起动型蓄电池要在短时间内提供超大电流；牵引型则基本上是长时均匀提供较大电流以维持电动机运转。

使用性质不同，蓄电池极板结构也不相同，主要原因是为适应放电状态的需要。同时它们的容量标定方法和放电时率也不相同。车用蓄电池的放电时率应为5时率以下，对电动自行车来讲，应在3时率以下。2时率的标定值（C₂）更适合于电动自行车的实际情况，如果是以C₂标注的容量，则应按后面表2-1和表2-2来换算成C₂或C₅，实际上，换算的结果往往不能使用，因为容量已经很低。应当明确一点，即上述条件只适用于以充电的方式补充电能的蓄电池。

表2-1 不同放电时率下对比

表2-2 放电时率与容量实测对比（以C₅为标准对比）

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4.按工作温度分类

按工作温度分，电池有高温、中温、低温、常温四种。以充电方式补充电能的蓄电池绝大部分是常温电池；而高中低温则绝大部分是指燃料电池和特殊品种电解质的电池。高中低温的分类方法不太相同，下面只是其中的一种。

在高温条件下才能处于熔融状态的盐类电解质，其工作温度在750℃以上，属于高温电池。这种电池开始工作以前有一个加热起动过程，转入正常工作以后，燃料电池以自身产生的热维持电解质的熔融状态，有时还有多余的热可以放出和利用。

中温电池，在200～750℃之间工作的电池。低温电池，工作温度在200℃以下，如燃料电池中的固体聚合物电池（SPFC）的工作温度为100～170℃，碱性电池（AFC）的工作温度为60～80℃。钠硫（Na₂S）电池中电解质钠需要达到98℃才能熔融，而硫要熔融需达119℃。

燃料电池的工作温度常用热力学温度表示，对应于摄氏温度0℃时的绝对温度值为273K，200℃用绝对温度表示则为473K。常温电池，指既不需要加温又不需要特殊降温处理而能正常工作以及其他在-40～50℃之间正常工作的蓄电池。

电动自行车用蓄电池的工作温度适宜采用-40～50℃，既能适应我国北方寒冷地区又能适应南方夏季炎热气温条件使用。对需要加温起动工作的燃料电池，在行车前也不需要等待较长时间和功率较大的加热设施，达到轻便实用和快捷。

5.按比能量分类

按比能量分，电池有高能量型、中等能量型和低能量型三个等级。

钠硫、锂以及部分燃料电池属高能量型，其能量与自身质量比在80W·h/kg以上的，就目前条件讲，当属比能量较高的电池。中等能量型比能量在50～80W·h/kg之间，如金属氢化物镍蓄电池。低能量型比能量在30～50W·h/kg之间，如铅酸蓄电池和镉镍蓄电池。

6.按寿命分类

可以反复充放电的电池称二次电池，它们的寿命以在一定的规范下完全充放电的次数衡量。目前市场上绝大部分是500次以下的，如铅酸蓄电池、镉镍蓄电池、铁镍蓄电池、氢镍蓄电池等。品质差的电池，寿命只有一百次或以下。

完全充放电指在使用中按出厂规定，充电到规定的充电终止压，之后在使用中又放电到规定的放电终止电压。所谓终止电压并非是将蓄电池内电量完全放尽，充电和放电终止电压的限值是保护蓄电池极板不受损坏。完全充放电达到300～500次是很理的，一般情况下在300次左右。如果每次放电都没有达到规定的止电压值，那么蓄电池的寿命还应长些。

铅酸蓄电池：铅酸蓄电池是目前电动自行车的主导电源，约95%以上。铅酸蓄电池是20世纪中产量最大、用量最多、使用范围广、价格最便宜、在各界和各种技术领域中用得最多的一类蓄电池。