2  电池及其充电方式

2.1  蓄电池

能把化学能转换成电能的装置，一般通称为电池。放电后，能够用充电的方式使内部活性物质再生——把电能转化为化学能并且储存；需要放电时再次把化学能转换为电能。

关于铅酸、镉镍、镍氢3类以水为溶剂的电解液蓄电池，为了使用上的安全、简易、长命和免维修，在全球化学电源工作者不懈的努力下，终于从大量的实验中发现了"内部氧循环"这一理论机制，使得该3种蓄电池所拥有的充放电反应方式，能在一个设计完好的带阀控的密封容器中重复安全运行。即蓄电池在充电和过充电时候，正电极析出的氧运行到负电极后，能全部被负电极吸收并复原，关系为 ，因而，蓄电池在长久的充放电过程当中，不会使电解液中水变少，以此来保障蓄电池反复使用的寿命与充电的安全。本设计主要用到的是以水为溶剂的电解液蓄电池。

2.1.1  镍氢蓄电池（Ni-MH）

镍氢电池是由金属镍和氢离子组合而成，电量储量比镍镉电池多30%，重量比镍镉电池轻，使用寿命也长，并且无污染。镍氢电池的缺点是价格比镍镉电池要贵的多。

Ni-MH电池的电极反应方程式为：

正极：  

负极：  

它和镍镉蓄电池都属与碱性蓄电池，只是以吸藏氢气的合金材料（MH）取代镍镉蓄电池中的负极材料镉CD、电动势仍为1.32v。它具备镍镉蓄电池的所有优点，而且能量密度还比镍镉蓄电池高。主要优点是：一次充电可行使的距离长；加速爬坡时性能较好；低温放电性能好；循环寿命长；安全可靠，免维护；无记忆效应；不存在任何污染问题。但是，Ni-MH蓄电池成本高，价格贵。

充电时:

阳极反应：  

阴极反应: 

总反应： 

放电时:

正极： 

负极： 

总反应： 

以上式中M为储氢合金，MH为吸收了氢原子的储氢合金。最常用储氢合金为LaNi5。

2.1.2  铅酸蓄电池

铅酸水电池又称为铅酸蓄电池，它的电极是由铅和铅的氧化物组合而成，电解液是硫酸的水溶液。主要优点是电压稳定、价格便宜；缺点是每公斤蓄电池存储的电能少、使用寿命短和日常维护麻烦而且频繁。普通蓄电池一般使用寿命在2年左右，并且还需定期检查电解液减少情况并添加蒸馏水。不过随着科技的进步，蓄电池的寿命也随之变得更长且维护也简单了。

铅酸蓄电池明显的特征部分是其顶部有6个可拧开的塑料密封盖，上面设有通气孔。这些密封盖主要作用就是用来加注、检查电解液和排放气体。铅酸水电池大多数运用于三轮车。

已商品化的电动自行车的大多数是都是使用的密封式铅酸蓄电池，使用过程中不需要经常补充水。其主要化学反应是：  充电,放电→ 文献综述

原理：铅酸蓄电池充电时变成硫酸铅的阴阳两极的海绵状铅把固定在其中的硫酸成分排放到电解液中，相对应的转变成海绵状铅和氧化铅，电解液中的硫酸浓度持续增大；反之，放电时阳极中的氧化铅和阴极板上的海绵状铅与电解液中的硫酸发生化学反应转变成硫酸铅，电解液中的硫酸浓度持续减小。当铅酸蓄电池充电不足时，阴阳两极板的硫酸铅不能完完全全的变成海绵状铅和氧化铅，如果长期处于充电不足状态时，则会造成硫酸铅结晶，促使极板硫化，电池质量变劣；反之电池过度充电，阳极产生的氧气量大于阴极的吸附能力，使得蓄电池内压变大，导致气体外溢，电解液变少，还可能促使活性物质软化甚至脱落，导致电池使用寿命变短。