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质量“透视眼”| 关于电动车动力电池的那些事儿

2015-05-18 14:28:12中国质量新闻网

  电动车动力电池主要是指用于家庭及类似场所的电动交通工具上,作为其动力来源的各类蓄电池。按蓄电池的材料分类主要有:铅酸蓄电池、锉离子蓄电池等。按应用场合分类主要有:家庭用电动车动力电池(如电动自行车、电动三轮车)、特殊场合用电动车动力电池(如高尔夫球车、场内电动车等)。目前,人们日常接触、使用的电动交通工具,几乎都是电动自行车,因此,通常大家把电动自行车用动力电池简称为电动车电池,这也就是一般意义上的电动车动力电池。


  电动车动力电池目前主要有铅酸蓄电池、锂离子蓄电池两大类。在我国,铅酸蓄电池属于生产许可证管理产品,必须获得相关部门的批准后方可生产,产品上须标注“生产许可”和“QS”标志。铅酸蓄电池是传统的电动车动力能源,在电动车上的应用已有20多年,产品技术已相当成熟,应用率占98%以上。用于电动自行车上的铅酸蓄电池一般由若干只电压为12V的电池单体组成,组成的电池组电压主要有36V、48V 两种,容量不超过20Ah。

  而锂离子蓄电池在电动车上的应用还不到10年,且锂离子蓄电池作为新能源产品,技术上尚未完善,安全性能还有待提高,目前的应用范围较小。用于电动自行车上的锂离子电池单体正极材料主要为锰酸锂、磷酸铁锂、三元材料三种,外壳主要采用钢壳或铝包形式,形状主要有方形软包、方形硬壳、圆柱形三种。

  我国铅酸蓄电池生产主要集中在浙江、江苏、河北、广东、湖北、山东地区,这些地区的铅酸蓄电池产量约占全国的90%以上。2011年以前,全国获得铅酸蓄电池生产许可证的企业约1200余家,经过2011年以来的环保整治,正常生产企业约300家。

  经过多年的发展,我国基本形成了江苏、浙江两个地区为主的铅酸类电动车动力电池的生产基地。目前,仅浙江长兴的天能、超威两大企业就占据了该类电池全国产量的70%以上。

  我国锂离子蓄电池产量占全球的30%以上,并呈现出逐年增加的趋势。2011年,我国锂离子电池产量约30亿只。国内锂电类电动车动力电池产业主要分布在珠三角、长三角和环渤海地区,此外河南、福建、哈尔滨也有少许分布。电动自行车用锂离子电池主要生产厂家有苏州星恒、比克、天津力神、ATL新能源、比亚迪、哈尔滨光宇等。

  近年来,我国的电动车动力电池产业得到了很大的发展,产品种类不断增加,质量不断提高。与国外电池行业的发展相比,国内更是创造性的形成了电动自行车用铅酸蓄电池这个新电池类型,较好的适应了广大人民群众的出行、消费的需求,但同时我国的电动车动力电池行业仍有待进一步提高、发展。

  电池行业产业集中度低。在我国,电动车动力电池的生产企业曾达到上千家,虽然经过了行业内部的洗牌,特别是环保整治等阶段,生产企业仍有几百家之多。与国外高度集中的电池行业比较,我国的电池企业数量多、规模小,仍处于分散状态,无法达到国外电池企业的规模集中度,产业集中度亟待提高。

  关键技术装备受制于人,关键材料依赖进口。在电动车动力电池方面,中国企业涉及的电池核心技术知识产权的专利数量相当少,关键技术大部分被日本、美国所垄断,如锂离子蓄电池隔膜基本为进口,生产动力电池隔膜的技术和装备都被列人对我国限制出口的清单。国内的锂电类电动车动力电池生产企业的生产很大程度上受制于国外关键材料的生产企业,电池技术大范围突破创新的基础薄弱:

  作为电动车的动力来源,电动车动力电池首先需要满足消费者对产品的使用性能要求,同时,对于锂电类电动车动力电池,由于锉离子蓄电池的安全性能尚未完全攻克,则应将保护使用者的安全、不受伤害作为主要原则和依据。国内涉及电动车动力电池质量和安全的主要标准有:GB/T 22199-2008《电动助力车用密封铅酸蓄电池》、GB/T 7403. 1-2008《牵引用铅酸蓄电池第1部分:技术条件》、GB/T 18332. 1-2009《电动道路车辆用铅酸蓄电池》、QB/T 2947. 1-2008《电动自行车用蓄电池及充电器第1部分:密封铅酸蓄电池及充电器》等。

  常见的主要问题

  近年来,国家质检总局共开展了多次电动车动力电池(铅酸蓄电池)产品的国家监督抽查工作,抽查中发现的主要问题有:

  1.容量

  容量是电池的关键性能,最能反映出电池的实际使用效果。容量又分2h率容量和一15℃低温容量,2h率容量的大小,直接关系到电动车正常行驶距离的远近,低温容量则反映出电池在低温情况下(如北方的冬天)的使用效果。

  出现不合格的原因如下一方面是一些企业对质量的控制尚未到位,产品质量没有严格的控制方法,对员工及生产流程也缺乏有效的管理,或是一些企业为了片面追求高利润而降低成本,或是为了低价竞争而偷工减料,另一方面则存在生产厂家或销售商为了增加利润,故意夸大或虚标电池容量,以小容量电池卖大容量电池价格。后者为误导或故意欺骗消费者行为,扰乱了电池市场的秩序。

  2.充电接受能力

  充电接受能力是指蓄电池在一定的条件下,能够充入电量的能力。表面上看它体现了电池的充电效能高低,实际上它与电池的板栅合金成分、铅膏成分、添加剂、电解液乃至电池结构和装配质量都有着很大的关系。从某种意义上讲,充电接受能力也影响着电池的容量和循环寿命。

  3.过放电

  过放电是指电池在放电过程中,达到电池放电的终止电压值,还继续放电,此时电解液浓度非常稀薄,化学反应产生的硫酸铅的浓度会越来越大,将会结晶形成较大颗粒,即形成硫酸盐化。这些结晶体导电性差、体积大,会堵塞极板的微孔,时间长了便阻止了电能和化学能的可逆转换,或者出现电极栅板变形,活性物质脱落,单格电池短路等现象。进而可导致经过放电试验的电池,再充电的恢复能力很差,蓄电池受到严重损害,甚至无法修复。

  在电动车的日常使用中,消费者经常会在电动车因电力不足停止行驶后,放置一段时间继续行驶,而不是及时充电,使得电池处于过放电状态,这样的使用习惯对电池的损坏是很大的,会影响到电池的使用寿命。

  选购和使用提示

  1.产品标志是否齐全

  包括制造厂名、产品型号或规格、制造日期、商标、生产许可证标识和编号;对于铅酸蓄电池,检查产品本体是否有醒目生产许可证标识和编号,尽量选择生产日期与购买日期相近的产品。

  电池容量越大,电池放电时间越长,不要购买无容量标示的电池,如电池本体有多个容量标示,可向相关部门咨询确认,谨防容量虚标而受到欺骗。

  查看电池本体与外包装标志是否一致。

  单独购买电池时,一定要索取正规发票,以便发生纠纷时维护自身的合法权益。

  2.电池的外观

  查看是否有变形、裂纹、划痕及漏液痕迹。电池接线端子上应干净,无锈蚀,标志应清晰。

  3.养成良好的使用习惯

  使用时,在电动车起步及顶风上坡时,最好采用人力助车起动,电动车在启动、上坡及大风中逆风骑行时,应使用脚踏助力,以减轻电池负荷,延长其寿命;而在下坡时,则可将电动车转把放开。当电量不足时,应以较低的速度骑行,不要在电池欠压状态下继续行驶。

  电动车超载将引起蓄电池长时间大电流放电,从而损坏蓄电池,这是电池寿命缩短的主要原因之一。

  4.掌握正确的充电方法

  电池使用环境温度宜在0- 40℃之间,充电宜在室温下进行,特别是寒冷季节。要注意充电器的充电状态及正常的充电时间,防止蓄电池欠充电或过充电,发现充电异常时,要及时咨询专业人士,以免损害电池。每次使用后及时充电,长期搁置不用,要定期对电池充电。

  5.使用与电池配套的充电器

  使用与电动车动力电池配套的电池充电器非常重要,合适的充电器能根据电池特性自动调节充电,有利于延长电池的使用寿命。 对于电动车动力锂离子蓄电池,必须使用厂家指定的配套充电器;电池组更换时,充电器必须同时更换。

  6.定期维护更换电池

  电池使用较长时间后,如发现电池电量偏低,特别是电池充电时发热严重(温热无虑),应请专业维修人员查看,必要时更换电池,换电池时,应该一组同时更换。

  型号、新旧不一致的电池不可串联或同时使用,不同生产厂家电池也不可混用。

  7.关注相关部门发布的产品质量检测信息

  消费者可经常关注产品质量相关监管部门发布的产品质量监测信息,通过各种信息来源了解电池选购、使用和保养知识。

  8. 合理回收利用

  铅和铅的氧化物会对环境造成污染,危及人体神经系统、消化系统、造血系统、肾脏等的健康;锂离子蓄电池中含有六氟磷酸锂等有毒物质,会对环境和生态系统造成污染,钴、锰、铜等重金属通过积累作用也会由生物链危害人类自身。因此,废弃的铅酸、锂离子类电动车动力电池不能随意堆放、丢弃或拆解,应交由生产企业或专门的回收机构进行回收。

  根据《产品质量安全知识读本》整理

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