汽车电池是汽车技术中的默默无闻的功臣。它们不仅启动发动机，还为灯光、电子设备以及越来越多的高级驾驶员辅助系统提供动力。两个多世纪以来，电池技术从早期的电学实验发展到如今为电动汽车 (EVs) 提供高性能的锂离子电池包。

了解汽车电池的发展提供了宝贵的见解，说明了为什么某些化学成分占主导地位，创新如何影响性能，以及未来可能是什么样子。本文结合了铅酸电池和现代汽车电池的历史、功能和技术进步。

从古代珍品到首个确认的电池

最争议的考古发现之一是所谓的“巴格达电池”，1936年在巴格达附近发现的一种小型陶瓷罐，大约可以追溯到公元前250年到公元250年之间。罐内有一个铜筒，里面插着一根铁棒，有证据表明它曾经可能装有酸性液体。20世纪的实验显示，这可以产生大约1-2伏的电压。

然而，现代学术界的共识是，这并不是一个真正的电池。没有电线、电镀文物或历史记录来支持这一说法。像保罗·克拉多克（大英博物馆）这样的专家认为，它更有可能是一个存放卷轴或仪式物品的容器。

第一个确认的电池是伏打电堆，由阿莱西桑德罗·伏打于1799年发明。它使用交替的锌和铜盘，中间隔着浸有盐水的布料，以产生连续的电流。这是现代电池科学真正的起点。

19世纪早期的基础

1801年，法国科学家尼古拉斯·高罗雷观察到用于电解的电线在主电源移除后可以产生“二次”电流。大约同一时间，德国科学家约翰·威廉·里特研究了电极极化。这些发现暗示了可充电电能储存的可能性，为未来的发明奠定了基础。

1802年，苏格兰化学家威廉·克里克尚克设计出了首个可大规模生产的电池，尽管它是不可充电的。

铅酸电池的诞生

1859年，加斯顿·普兰特开发了第一个可充电电池——铅酸电池。他的设计使用两片铅，用橡胶条隔开，卷成螺旋状，并浸入硫酸中。充电时，一片板形成二氧化铅（PbO₂），而另一片保持为海绵铅（Pb）。

铅酸电池的独特优势在于其能够提供高脉冲电流，使其成为启动内燃机的理想选择。

福勒的突破与工业采用

1881年，卡米尔·阿方斯·福雷引入了一种拼接板结构：一个充满氧化铅糊的铅网格。这增加了容量，提高了耐用性，并使大规模生产成为可能。

到1886年，亨利·图德已经开始商业化生产铅酸电池，这导致它们被用于车辆、照明系统和工业应用。

 

从铁路到汽车

最初用于固定电源系统，铅酸电池在19世纪70年代和80年代开始为火车车厢的照明供电。它们在汽车领域的突破出现在1912年，当时凯迪拉克推出了第一款配备电动启动器的量产车。这取代了危险的手动曲柄，使用按钮启动，从而推动了铅酸电池在汽车中的广泛应用。

铅酸电池的类型

• 起动（SLI）电池 – 提供短时间的大电流用于发动机起动；不适用于深度放电。
• 微循环电池 – 为启停车辆设计，能够容忍频繁的浅度循环。
• flooded 铅酸 – 传统型，使用液态电解质；需要定期维护。
• 吸液玻璃纤维 mat (AGM) – 自调节，防溢，防振动。
• 胶体电池 – 凝胶电解质，具有防漏和深循环应用特性。

 

超越启动：专业应用

铅酸电池还用于：

• 深循环应用 – 船只、高尔夫球车和可再生能源系统。
• 固定备份 – 数据中心、电信塔和医院。
• 工业用途 – 叉车和地面清洁机。

铅酸电池运作背后的科学原理

排放：

• Pb (阴极板) + H₂SO₄ → PbSO₄ + 2e⁻
• PbO₂ (正极板) + H₂SO₄ + 2e⁻ → PbSO₄ + H₂O

收费：

• 在外部充电电流的作用下，反应可逆，恢复出Pb和PbO₂。

硫酸作为电解质，直接接触两极板。充满电的电池在标准条件下的电压约为2.04 V，根据能斯特方程，酸浓度越高，电压略有上升。

 

铅酸技术的进展

• VRLA（阀控式铅酸） 电池在20世纪70年代开发，包括AGM和凝胶类型，减少了维护并提高了安全性。
• 碳增强板 提高深循环寿命和充电速度。
• 双极设计旨在减轻重量并提高能源效率。
• 改进的合金 耐腐蚀并减少水损失。

锂电池的崛起

到1990年代，人们的需求转向了更轻、更持久、容量更高的电池——特别是用于便携式电子设备和电动汽车。锂离子技术 交付了：

• 更高的能量密度。
• 更长的循环寿命。
• 更快的充电速度。
• 较低的重量。

锂离子电池迅速成为电动汽车和混合动力车的主导化学体系。诸如磷酸铁锂（LiFePO₄）等变体因其安全性和热稳定性，特别是在公交车和一些乘用车辆中备受青睐。

 

常见的汽车电池类型

1. 铅酸 – 可靠且实惠；是启动的理想选择。
2. AGM 铅酸 – 免维护且性能更高。
3. 凝胶铅酸 – 最适合深循环、振动环境。
4. 锂离子 – 高能量密度用于电动汽车。
5. 镍氢电池 – 用于某些混合动力车；结构坚固但能量密度低于锂离子电池。

选择合适的电池

• 匹配容量与需求 – 遵循制造商的安时和CCA规格。
• 检查适配 – 确保正确的物理尺寸。
• 考虑气候 – AGM和LiFePO₄更能应对极端情况；热会缩短铅酸电池在浸水情况下的寿命。
• 安全 – 寻找防漏和防震设计。
• 预算 vs 寿命 – 锂离子电池成本更高但寿命更长；铅酸电池成本更低但寿命更短。

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本文由韩国SEBANG蓄电池（大陆地区）营销中心于2026-01-13 14:48:50 整理发布。
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