8.4 锂离子电池的特征

单体能够产生3.6~3.7伏特的电

最后我想介绍一下电动汽车的蓄电池。

在第2章中我讲过,汽油动力车也搭载了蓄电池。观察一下发动机室就会发现角落里有个四角形的箱子,它就是我们通常所说的辅助用的铅酸蓄电池,它与驱动电动汽车的蓄电池的种类不同。

在汽油动力车中,需要用起动机(电动机)启动发动机,而使起动机转动的正是铅酸蓄电池。此外,铅酸蓄电池还用于启动汽车的前灯、雨刮器、空调、音响和电动车窗等各种电器。小型烤箱大小的蓄电池无法驱动汽车,它放出的电仅够启动汽油动力车中的电器。如果是仅为娱乐而手工制作的电动汽车,那只需放置10~20个铅酸蓄电池就能驱动汽车了,但性能未必很好。

汽车生产商们用在电动汽车上的是锂离子电池(照片8.3)。锂离子电池也用于手机和笔记本电脑,在便携式电器中很常见。在20世纪90年代前半期,手机又大又重,而且待机和通话时间都很短。但如今的手机又小又轻,也无需每天充电,这与锂离子电池的发明及其性能的改进有很大关系。电动汽车的性能也因此而提高,它使用锂离子电池而不是铅酸蓄电池,不仅实现了小型轻量化,还能行驶更长的距离。

锂离子电池

照片8.3 一种锂离子电池
※照片由三菱汽车提供

那么锂离子电池为何拥有如此优良的性能呢?蓄电池的最小单位是单体电池,它是指由一组正负极和导电的电解液制成的蓄电池的基础单位。

一个单体铅酸蓄电池产生2伏特的电,而汽油动力车中组合了6套铅酸蓄电池,也就意味着它能够产生12伏特的电。而一个单体锂离子电池可以产生3.6~3.7伏特的电,高于其他蓄电池。

在家电产品使用的蓄电池中有一种是镍镉电池,单体镍镉电池的发电电压为1.2伏特。但其电极中使用的镉是有害物质,现在已经不再用了,而是换成了性质相同的镍金属氢化物电池,其单体发电电压也是1.2伏特。

其单体发电电压为3.7伏特左右是锂离子电池一个很大的特征。正是因为锂离子电池最小单位的电压很高,它才能成为“小身材、高性能“的蓄电池。

此外,在放电结构方面,锂离子电池也有优点。铅酸蓄电池和镍金属氢化物电池是利用正负极的金属与电解质发生化学反应放出电子从而发电的。而锂离子电池只是利用带电子的锂在正负极间的移动来放电的,其电极的金属不发生化学反应,材料也就不会发生变化。并且,即使不断放电和充电,它也不会老化,经久耐用。这样看来,锂离子电池的性质就完全不同于铅酸蓄电池和镍金属氢化物电池了。


专栏 汽车辟谣

电动汽车果真静得吓人吗?

编辑:前两天我看见有人开电动汽车了,怎么觉得有点恐怖呢?

记者:您要说它恐怖,我就不给您试乘了。我总不能为了吓唬您,特意弄一辆电动汽车来吧?又不是表演落语1《怕包子》2,我可不上您的当。

1 日本的传统曲艺形式之一,其表演形式和内容类似于中国的传统单口相声。——译者注

2 日本落语题名。内容为有人声称害怕包子,别人想捉弄他,就买来各式各样的包子。于是此人将计就计,一边说”好怕呀,好怕呀“,一边将包子全部吃光了。——译者注

编辑:您疑心可真重啊。我的意思是,电动汽车行驶的时候几乎没有声音,这样的汽车如果靠近我,我会觉得很危险、很吓人。不过实际上也是能听到声音的。

记者:您真正见过或者驾驶过电动汽车吗?

编辑:没有,就在电视上看到过。所以才想试乘一下嘛。

记者:您看您还是想试乘吧。您平时不是总说“百闻不如一见”嘛,现在这么犹豫还真不像您平时的作风呢。

编辑:没办法嘛。毕竟比起汽油动力车,电动汽车还是很少的啊。

记者:确实是这样啊,而且它还处在靠想象来描述的阶段。

编辑:是吗?那实际情况是怎样的呢?

记者:电动汽车的确比汽油动力车和柴油动力车安静,但也并不是完全没有声音啊,控制电器时变频器也是会发出声音的。况且,日本的高级汽油动力车也是很安静的啊。

编辑:是啊,我的车就是汽油动力车,但确实很安静。而且安静本来就不是什么坏事。

记者:是啊,汽车安静了,乘车人也觉得舒服。噪音少了还能减轻对沿线居民的影响。

编辑:但对盲人来说,会觉得这样很不安。汽油动力车有声音,靠近时就能感觉到。但电动汽车行驶起来那么安静,如果注意不到是很危险的呀。

记者:您说得没错。虽说如此,但如果硬要发出声音扩散噪音的话会怎样呢?如果有其他的噪音,声音就会混乱不堪。您难道想把发动机的声音外放,以驱散行人吗?

编辑:怎么可能!那该怎么解决呢?

记者:除了警示用的喇叭之外,还可以再配备一个告知行人“电动汽车正在通过”的轻音喇叭,或者加一个在视觉上起到警示作用的闪光灯。

编辑:挺有意思的。还有别的吗?

记者:目前ITS(智能交通系统)正在研发,它能够发现位于隐蔽处的行人,并通过导航系统发出警告。如果实现了这项功能,驾驶员就能事先预知前方危险的存在。

编辑:还在开发啊,早点生产出来就好了。

记者:并不是说因为安静的电动汽车很危险所以只要让它发出声音就行了,更重要的是利用技术的进步推动人们更好地发挥聪明才智,使电动汽车能够正常地实现量产,普及到千家万户。

编辑:您别光说好听的了,还不快把正确的电动汽车知识写成专题!

记者:您就放心吧!

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