友联蓄电池办事处

欧阳明高：首先，选择动力电池路线要考虑安全性，大客车以友联蓄电池为主；其次，电池管理系统技术水平必须大幅提高，现在很多大客车出现安全事故源于此；再者，要有全方位的安全保障系统，从安全设计、热管理到充电等。

　　当前企业发展良莠不齐，随着补贴热度下调，会掀起一股竞争热潮，技术实力不怎么样、达不到质量水平门槛的企业将会被淘汰，总体水平会有所提升。

　　现在补贴多、电池供不应求，什么电池都能卖出去，是非常危险的。而且客车总体水平不如乘用车，整体把关不严，容易出现问题。我认为明后年这种情况会大改善，因为补贴会下调。

　　高工锂电网：地方保护主义在某种程度上限制了新能源汽车产业发展，如何突破？

　　欧阳明高：现在百人会正在针对这个事情进行调研，给上层给出建议。中央政府的政策是明确的，不能搞地方保护，但实际还是比较严重的，这个业界都清楚。针对这个问题，不是我们搞技术的，说说就能管用的，这是一个“综合性”问题。

　　我估计到一定时候，政府会进一步出台一些措施。下一步我们可以提出建议，企业也可以提出建议，通过各个途径反映，上下联动，共同努力。

　　高工锂电网：国际一流车企开始注重电动汽车的研发与生产，中国能实现“弯道超车”吗？

　　欧阳明高：在新能源汽车尤其是纯电动汽车领域，中国赶超的机会还是挺多的。在传统汽车的发动机技术方面，中国与国外有差距。相对而言，现在的动力电池技术差距变小。另外，新能源汽车品牌都是新品牌，在很多方面差距也不大。这些都会给新能源汽车尤其是纯电动汽车，带来很好的发展机遇。

　　在合理政策的指导下，中国新能源汽车量已经是世界第一。习总书记表示，发展新能源汽车是中国从汽车大国迈向汽车强国的必由之路。习总书记都有信心的话，我们也都应该有信心，朝着这个目标努力。

　　高工锂电网：您自己驾驶电动汽车吗？

　　友联蓄电池：是的。我轮流试驾了各种品牌的电动汽车，比如比亚迪、晨风、北汽等，驾驶体验非常好。我认为到2020年，包括乘用车和客车在内的新能源汽车累计销售达到500万辆的问题不大。届时，续航里程在250公里左右的电动汽车，慢慢地在成本上(综合购置成本和使用成本)是可以跟燃油车竞争的。

　　高工锂电网：常有固态电池、氢燃料电池、石墨烯电池等用作汽车动力的消息传出，您认为动力电池的发展方向在哪？

　　欧阳明高：在今后相当长一段时间里，锂离子电池还会是主体，这是没有疑问的。

　　锂离子电池在10年内会继续进步，大概在2025年会到达极限。届时，锂离子电池可以满足轿车300公里以上的续航里程需求，充电设施已完善，电动汽车产业将迈入正常发展阶段。

 

阴极在上阴极加湿排水示意图

 

　　图4，图7和图8是不同输出电压，不同电池温度下，电流密度的对比。图4是在E=0.85V时不同条件下性能的对比。0.85V比较接

 

近于开路电压，受的极化影响是电化学极化。从图4看，在温度40℃和50℃的情况下，电池性能的优劣交错分布；在60℃和70℃情况

 

下，看似无规律,但是还是有章可循的，阴极不加湿（阳极加湿）的电流密度要比阳极不加湿（阴极加湿）的电流密度要好。造成这

 

种情况的原因是阳极气体不加湿引起阳极侧水分少，影响了电阻率，因而影响了电流密度，同时由于是连续的测试，有大量的水分

 

随着温度的升高带入电池内部，造成阴极侧水分过多，综合造成上述结果。

 

 

 

 

 

友联蓄电池是在E=0.65V时不同条件下性能的对比。一般这个电压是电池的工作电压。从图7中看出，阳极不加湿(阴极加湿)的性能明显没有

 

阴极不加湿(阳极加湿)性能好，这主要是因为电池内部的水平衡情况不同。正常情况下，电池内部的水综合传递方向是从阳极侧向

 

阴极侧传递。在阳极不加湿的情况下，阴极侧由于电池的反应产生的水和阴极气体带入电池内部的水分综合，造成阴极侧水分明显

 

过剩，而且没有及时排出到电池外部，造成液态水的积聚，从而堵塞多孔气体扩散层，影响氧化剂的传递，终造成电池性能的下

 

降；而在阴极不加湿，阳极加湿的情况下，这种水对传质的影响明显要小，由于阳极侧有加湿气体，不容易造成阳极侧的脱水，而

 

阴极侧由于没有加湿气体，水分的主要来源是电池从阳极传递过来和电池反应生成的水，这些水基本上随着阴极气体及时的排出到

 

电池外部。从图7中还能看出随着温度的升高，电池的性能有所下降，这主要是实验是连续进行的，造成电池内部水分随着温度的升

 

高而积聚，所以影响了后面的性能。从图7中还可看出阳极在上的电流密度明显要比阴极在上的电流密度要好。阳极在上，阴极在下

 

时，排水流道的底部是光滑的石墨材料，如图5所示，液态水与流道之间的阻力小，随着阴极剩余气体流动，排出到电池外；阴极在

 

上，阳极在下时，由于主要还是阴极排水，所以在阴极侧形成的排水流道中，底部是气体扩散层，如图6所示，有很多的微孔，增加

 

了液态水随着气体流动的阻力，而且很容易在气体扩散层上形成一层水膜，阻碍气体传质。从而影响它的性能。 

 

　　图8与图7的区别在于E=0.45V。如果不看坐标，只看图形，图7与图8比较相似，显示的结果也是相同的。可以看在电池的电流密

 

度为中高区时，水对电池性能的影响效果是一样的，所以才会产生相似的图形。

 

 

 

 

 

　　图9是电池在不同条件下的大输出功率比较。从图中可以看出，只有在40℃和70℃阳极不加湿的情况下，阴极在上的性能要比

 

阳极在上的性能好一点，效果也不是太明显。尤其是70℃阳极不加湿的情况下，大输出功率非常小。而在40℃下阳极不加湿的功

 

率比较高，原因是刚开始做实验，电池内部阴极水分还不是很多，同时由于温度比较低，水的饱和蒸汽压也比较低，带入阴极的水

 

分比较少，使阴极水分的输入与输出达到了很好的平衡，没有阻塞阴极气体扩散层，从而没有影响阴极的气体传质，所以电池表现

 

出很好的性能。大功率比较高的点是40℃，50℃和60℃阴极不加湿（阳极加湿）的条件下。在这种条件下，阴极不加湿解决了阴

 

极水分过剩的问题，阳极加湿解决了阳极脱水的问题，所以性能比较不错，但是在70℃时，水的饱和蒸汽压非常的高，带入电池内

 

部的水分过剩，造成阳极的淹没，从而影响了它的性能，出现如图9所示的效果。纵观全图大输出功率数据，阳极在上的性能要比

 

阴极在上的性能要好一些。 

 

由于光的照射，在半导体材料中产生电子空穴对，这些电子空穴对在pn结的电场作用下产生分离运动，其中，电子移向n区，而空穴则移向p区，此过程导致外部端子呈现电压并通过外部电路产生电流，这就是太阳能电池的基本原理 - 半导体的光生伏特效应。

Question 1.为什么光的照射会使半导体材料产生电子空穴对呢？

简言之，是光子能量传递给电子从而导致其跃迁的过程。步骤与背景知识如下，

光的吸收

当光线照射到某种物质上时可能被反射、传输或吸收，其中，吸收的含义是入射光中光子的能量转换为另一种形式的能量，比如热能，在此过程中，材料价带中的电子受光子激发跃迁至导带，在价带中产生一个空穴，同时，光子湮灭。光子被吸收的结果之一是将其携带的能量转移到吸收物质中原子的电子上，这种转换遵循动量守恒定律和能量守恒定律，并有下面3种特点：

1. 光子能量必须超过材料的带隙能级；

2. 无论光子携带多高的能量，一个光子多只能激发一个电子空穴对，其余能量只能转换为热；

3. 能量低于带隙的光，一部分在材料中转换为热，另一部分则穿过材料，即，材料对这部分光线是“透明”的；

电子的跃迁

[电子能级] 按照量子理论，孤立原子中的电子运行于若干个具有不同能级的轨道上，在不同轨道上的电子具有不同的能量。处于低能级轨道上的电子由于某种机制（比如光照）获取能量后可跃迁到高能级轨道上，而处于高能级轨道的电子返回低能级轨道上的同时会释放出能量。

[能带理论] 在众多原子组成的晶体中，由于多个原子的高能级电子轨道产生交叉，电子可为多个原子共有并在原子中迁移，从而使本来处于同一能量状态的电子产生微小的能量差异，与此相对应的能级扩展为能带。能够被电子占据的能带之间的范围是不允许电子占据的，此范围称为禁带。电子通常占满能量较低的能带使之成为满带，然后再占据能量更高的外面一层的能带。无任何电子占据的能带称为空带。

[价电子与价带] 处于原子外层能带的电子称为价电子，与价电子能级对应的能带称为价带。

[电子跃迁] 得到能量，价带中的部分电子会跃迁至导带。在半导体中，这些电子实际上是离开了半导体材料的共价键，这样，在价带就产生了“空穴”，导带电子和空穴是成对发生的。电子和空穴这两种载流子在某种作用下产生的定向流动，便构成了半导体材料中的导电过程。

Question 2. 怎么实现电子空穴对的定向流动从而产生电流呢？

通常来说，光的吸收无论产生多少电子和空穴，这些载流子的主要运动形式仍然是随机的热运动，并不能产生定向移动而产生电流和电压。为了实现光能转化为电能，必须找出能使电子和空穴定向移动的机制，而这一机制就是半导体的pn结，咚锵咚咚锵，又见到你！