随着新能源概念的提出，人们对于启动蓄电池的环保性、安全性及可利用性等方面更加重视，因此本文从环保、比能量、低温工作三方面讲述了如何去优化启动蓄电池，以便能让大家更放心地使用启动蓄电池。
一、启动蓄电池结构优化的基本要求
（一）环保性
随着生活水平的提高，人们越来越重视对环境的保护，而我们常用的启动蓄电池主要是铅酸蓄电池，这种电池报废后回收利用率低，虽然国家已出台多项政策回收铅酸蓄电池，但是依然有很多铅 酸蓄电池被随意丢弃，时间久了铅酸蓄电池含有的酸、碱电解质溶液会流出蓄电池体外，与土壤、水源接触造成土壤和水源酸化或碱化，而里边含有的汞、铅等重金属被生物分解后，通过一些途径进入人体，会造成神经、肾脏、造血等多个系统损害，直接影响人类的生命安全。我国铅酸蓄电池的销售额占世界电池销售额的百分之三十，如此庞大的数量，一旦大家都随意丢弃铅酸蓄电池，会给环境和健康带来巨大的影响，因此我们有必要对启动蓄电池原料进行优化，使用可重复利用、污染小的材料，并对启动蓄电池的回收制定合理办法，以便能从根源解决问题。
（二）比能量高
比能量是指电池在进行电极反应时电极材料所释放出电能的大小，对于启动蓄电池来说，要具备高功率、高能量，比能量高才可以给启动蓄电池提供充足的动力。目前，铅酸蓄电池依然处于比能量低的瓶颈，很多研究人员和蓄电池厂家还在努力提高启动蓄电池的比能量。当下为了满足启动蓄电池对于容量的需求，采用的方法是放弃重量满足容量，在启动蓄电池中添加活性物质用以提高启动蓄电池的容量，这种方式虽然容量有所提升能够满足市场需求，但是因为蓄电池过重导致比能量降低，并且添加活性物质会提高极板活性物质量，电池板单位面积需承载的活性物变多，导致启动蓄电池充电时热量增加，引起电池局部过热，存在明显隐患。优化启动蓄电池最重要的一步就是提高比能量，保证电池有充足的电能。
（三）低温下启动蓄电池可以正常工作
在温度过低时，启动蓄电池的能量及功率都会有所下降，导致汽车行驶时动力衰退，可能会出现安全问题，因此对启动蓄电池进行结构优化时要解决温度对启动蓄电池的影响，确保在低温环境下启动蓄电池充电放电时电池都处于安全状态。目前，启动蓄电池对于温度过低时采取的办法主要有两种，第一种是采用PTC的暖风加热，但这种加热效率低节能性差，第二种采用低压加热系统通过功率转换进行加热，虽然效率有所增强但是电能消耗大，会影响启动蓄电池的使用寿命，两种方式都不能完美解决低温环境下蓄电池能量下降的问题，因此启动蓄电池加热结构的优化，对于提高启动蓄电池效率和系统的整体性能十分重要[1]。
二、启动蓄电池的优化
（一）采用锂电池
目前，我国针对启动蓄电池污染问题，大力推广使用新能源汽车，将原来使用的铅酸蓄电池改为锂电池，锂电池相对铅酸蓄电池来说能量密度更高，锂电池的材料主要是钴酸锂、磷酸铁锂等，负极主要是石墨，这些材料可以进行回收再利用，能够有效地减少对环境的污染，减少了汽油、柴油的使用，以锂电池作为能量存储，可以做到零排放量，符合国家“减少碳排放”的政策。虽然锂电池在环保节能等方面有很多优点，但是锂电池使用寿命短，需要经常更换，更换下来的锂电池依然有许多人没有将其进行回收处理，造成很多可以进行循环利用的锂电池堆积在外边，对此，国家2018年也出台了相应政策，让汽车生产企业回收启动蓄电池，通过给予报酬让更多的锂电池使用者可以将电池返还到生产者手中，进行梯形利用或者原材料回收，例如：在购买汽车时选择启动蓄电池为锂电池的顾客，在锂电池的电池容量衰减使用寿命已结束后，汽车公司会根据锂电池剩余电池容量来计算回收锂电池的费用，以此来减少锂电池流落在外。锂电池的使用寿命一般是5-8年，所以随着新能源汽车越来越受欢迎，一定会有更多淘汰下来的锂电池的，我们一定要抓好锂电池的回收以便再利用[2]。
（二）提高启动蓄电池比能量
启动蓄电池一般选用的是铅酸蓄电池，这种电池虽然安全性高，但是比能量低，实际比能量只有20-45Wh/kg，我们可以通过减轻启动蓄电池零部件重量，提高活性物质的利用率、降低内阻的方法提高比能量，首先可以使用拉网式、发泡式等制作方法降低电池板栅的重量，并在铜、铝等材料上进行电镀，降低铅的耗用，减轻板栅的重量。其次启动蓄电池放电的过程就是化学与电能的转化过程，而电反应和化学反应是在启动蓄电池的电池板上面进行的，要合理设计极板的涂膏量，将极板的y值稳定在一个固定的范围内，然后再降低蓄电池的极化，减小电池放热，这样会使活性物质的利用率更高，使极板在放电时电流的密度分布均匀，减少启动蓄电池的极化反应，因此在加强蓄电池容量的同时还避免了蓄电池过重，提高了比能量。最后，通过优化启动蓄电池的结构，减少电池内阻，电池极片与极柱间的内阻可以达到电池全部内阻的6%左右，为了减小内阻作用，可以采用双极性电池，双极性电池是串联而成，极片间没有焊接，可以进一步降低内阻，组成高电压电池，使比能量达到45-60Wh/kg，有效地提高了启动蓄电池的比能量。
（三）启动蓄电池加热
电池系统的加热方式主要有两种，第一种是内部加热，主要方式是高频、低频互相交流加热、电池放电加热、电芯内阻变高进行加热等，这种加热方式的优点是效率高、耗能少、不占用电池太多内部空间，但是目前技术还不是特别成熟。第二种外部加热是通过热传导的方式从外部进行加热，这种方式相对安全、容易实现但是效率较低。本次对于启动蓄电池的加热优化主要是对外部加热优化进行探讨，可以通过电加热膜加热启动蓄电池，它属于电阻加热，是将绝缘层内封装金属加热丝，通电之后金属加热丝发热对启动蓄电池进行加热，这种金属丝一般是使用镍镉合金，并使用聚酰亚胺、环氧树脂及硅胶进行绝缘，但三种材料分别起到不同作用，其中聚酰亚胺的主要作用是防腐蚀，环氧树脂的作用是耐磨，硅胶的作用是防刺破，三种材料互相结合，使绝缘包裹层更加结实耐用，绝缘性能也更好，这种加热方式能够提高加热效率，所以启动蓄电池可以选择电加热膜进行加热。
结论：本文以启动蓄电池结构的优化设计为目标，从环保、能量、耗能三个方面进行研究，致力于研究出一种节能环保耐用的启动蓄电池，使启动蓄电池在低温的情况下也能正常使用，避免安全隐患，以便于满足大众对启动蓄电池的需求。
参考文献：
[1]湖南省启动2020年新能源汽车动力蓄电池回收利用系统集成解决方案项目[J].再生资源与循环经济,2020,13(11):46.
[2]张黎.以信息化手段管住废铅蓄电池——生产者责任延伸制度推进基金试点项目启动[J].资源再生,2020(08):31-32.
