----稀奥科电池公司 皇甫益
一、新能源汽车
1、新能源汽车发展的必然性
汽车的发展至今已有百年的历史，现已成为我们不可缺少的陆路交通运输工具。随着汽车产量和汽车使用量的不断增加，全球石油贮量的日益缩减，传统的燃油汽车正面临着两大危机：一是不可再生的石油资源的日益枯竭；二是不断增加的环境污染。这两大危机将严重制约汽车工业的发展，甚至会将汽车的历史使命完全终结。
根据国家环保部门首次公布的我国机动车污染物排放情况，去年全国机动车排放污染物为5143．3万吨，机动车尾气排放已成为大中城市空气污染的主要来源，而且石油资源的日益枯竭和不断增加的环境污染将严重制约汽车工业的发展。新能源汽车作为解决这两大难题的理想工具成为国家重点关注的对象，也是“十二五”规划中的重点项目。
2、国家的政策
在“十二五”计划中，新能源汽车的发展成为国家的重点发展项目，得到了国家的高度重视和大力的支持。国家高技术研究发展计划（863计划）中也把新能源汽车及相关项目做为重点，全力支持新能源汽车及相关产业的发展。在863计划中，明确了新能源车的总体目标和研究内容，并且对每一项的支持力度也做了详细的介绍。
在各种优惠政策和激励手段的引领下，全球的电动汽车示范推广项目蓬勃开展，私人消费市场日趋活跃，各方面对电动汽车的市场预期大大加强。根据《电动汽车科技发展“十二五”专项规划》，到2015年全国电动汽车保有量计划达到100万辆。根据国际能源署的预测，到2021年纯电动汽车、混合动力汽车保有量将达到两千万辆，世界电动汽车产业将进入快速发展的阶段。
3、新能源汽车分类
新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源(或使用常规的车用燃料，但采用新型车载动力装置)，综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术，形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车。新能源汽车包括有：混合动力汽车(HEV)、纯电动汽车(BEV)、燃料电池汽车(FCEV)。
普通汽车、纯电动车、混合动力车和燃料电动车的比较见表1：
表1、普通汽车与新能源汽车的比较
类别新能源汽车电池 | 能源效率 | 排放 | 补充燃料 | 功率 | 重量 | 行驶里程 | 配套设备 |
普通汽车 | 低 | 污染严重 | 方便 | 大 | 轻 | >400 | 完善 |
纯电动车 | 最高 | 无污染 | 不方便 | 小 | 重 | <300 | 不完善 |
混合动力车 | 较高 | 污染很小 | 方便 | 大 | 重 | >500 | 完善 |
燃料电动车 | 高 | 无污染 | 不方便 | 小 | 一般 | <300 | 不完善 |
在2010第25届电动车大会暨展览会上科技部部长万钢指出：“汽车产业转型的方向与技术的路径日益清晰，那就是以混合动力、纯电动汽车和燃料电池汽车为代表的电动汽车，被普遍
认为是未来汽车动力能源系统的转型发展的重要方向。混合动力汽车将成为传统汽车节能减排技术升级的主要途经。纯电动包括插电式的电动汽车，将成为未来汽车战略的主流。燃料电池车将是未来汽车产业技术的制高点。”
从总体技术来说，纯电动车的技术还不够成熟，还需要技术性突破，而且纯电动车的关键零部件锂离子电池的技术还没有达到纯电动车的要求，最重要的是锂离子电池的安全性差，容易起火、爆炸；燃料电动车是汽车产业发展的方向，近期将发展以燃料电池汽车为代表的高端前言技术，建立下一代纯电驱动动力系统技术平台，为以后燃料汽车的发展做准备；混合动力汽车的技术已经很成熟，国外已经有很多汽车厂家出售混合动力汽车。我国十二五计划中，国家将重点支持混合动力汽车产品的产业化技术研发，重点突破产品性价比的瓶颈，形成市场竞争力。
二、镍氢动力电池
1、镍氢电池概述
镍氢（MH-Ni）电池是二十世纪九十年代发展起来的一种新型绿电池，具有高能量、大功
率、长寿命、无污染等特点，因而成为世界各国竞相发展的高科技产品之一。 镍氢电池的诞生应该归功于贮氢合金的发现。早在20世纪六十年代末，人们就发现了一种新型功能材料贮氢合金，储氢合金在一定的温度和压力条件下可吸放大量的氢，因此被人们形象地称为“吸氢海绵”。 其中有些储氢合金可以在强碱性电解质溶液中，反复冲放电并长期稳定存在，从而为我们提供了一种新型负极材料，并在此基础上发明了镍氢电池。
储氢合金的主要来源是稀土，而中国的稀土资源占世界总储量的70％以上，发展镍氢电池具有得天独厚的优势。因此中国镍氢电池的研制与开发，受到了国家863计划的大力支持，被列为“重中之重”项目。 在863计划“镍氢电池产业化”项目的推动下，中国的镍氢电池及相关材料产业实现了从无到有，赶超世界先进水平的奋斗目标。
2、镍氢电池的工作原理
镍氢电池是一种碱性电池，负极采用由储氢材料作为活性物质的氢化物电极，正极采用氢氧化镍（简称镍电极），电解质为氢氧化钾水溶液，充放电时的电化学反应如下：
充电时： 正极反应：Ni(OH)2 + OH- → NiOOH + H2O + e-
负极反应：M + H2O + e- → MH + OH-
充电时： 正极反应：Ni(OH)2 + OH- → NiOOH + H2O + e-
负极反应：M + H2O + e- → MH + OH-
总反应：M + Ni(OH)2 → MH + NiOOH
放电时： 正极：NiOOH + H2O + e- → Ni(OH)2 + OH-
负极：MH + OH- → M + H2O + e-
总反应：MH + NiOOH → M + Ni(OH)2
负极：MH + OH- → M + H2O + e-
总反应：MH + NiOOH → M + Ni(OH)2
以上式中M代表储氢合金，MH代表吸附了氢原子的金属氢化物。工作原理为：充电的时候，正极发生Ni(OH)2→NiOOH的转变，负极则发生水分解反应，合金表面吸附氢。生成氢化物。放电过程是充电过程的逆反应，即正极发生NiOOH转变为Ni(OH)2，负极储氢合金脱氢，在表面生成水。
3、镍氢电池的结构
密封镍氢电池的主要组件包括：正极板（氢氧化亚镍板）、负极板（储氢合金板）、隔膜纸、绝缘圈、密封圈、极耳、盖帽和钢壳。详细见下图：
图1、镍氢电池结构明细图
4、镍氢动力电池在新能源汽车上的应用
把单体电池通过连接组件串联在一起形成电池模块，再把电池模块放入支架中，通过螺丝等方式串联在一起就形成了新能源汽车用镍氢动力电池包，实现新能源汽车高功率充放电的要求。不同的厂家对电池包的要求不同，所以电池包中串联的单体电池数量都不尽相同。
镍氢动力电池在新能源混合动力汽车上起到节油、减排的作用，节油达到25%以上，减排达到90%以上。
5、镍氢动力电池在新能源汽车上的发展前景
动力电池是电动汽车最关键部件之一，也是制约和决定电动汽车商品化和国产化的关键因素。为了满足电动汽车快速发展的需求，尽快研发和产业化汽车用动力电池已成为当前十分突出的热点课题和开发项目，其中研究新能源汽车用镍氢动力电池的技术路线已成为国产化镍氢动力电池技术研发的突破口和关键技术。
从国家支持的方向上看，新能源混合动力汽车及镍氢动力电池技术已经完善，国家将大力支持其产业化。
从技术上分析，到目前为止，新能源混合动力汽车及镍氢动力电池的技术已经成熟，可以实现产业化。
从市场上看，用镍氢动力电池的混合动力汽车国内技术比较成熟，又有国外已经上市的汽车为先例，将很快实现产业化，所以，使用镍氢动力电池的混合动力汽车在近期将占据大部分市场。
通过上述三点可以看出，作为国家支持的项目，并且技术成熟，市场可观，所以新能源混合
动力车将很快实现产业化，做为新能源混合动力汽车唯一可以使用的电池，镍氢动力电池的前景可观。
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