電動汽車電池的現狀及發展趨勢

劉長軍

摘 要：電動汽車電池作為汽車電機發展的核心，同時也是電氣工業和汽車工業兩大產業融合的關鍵節點。據此，本文針對目前汽車電池研究的現狀進行了重點分析，并對未來行業的發展趨勢進行了探討。

關鍵詞：汽車；污染；燃料；能源危機；能效

現代化的汽車工業發展使得人們可以將汽車作為簡單的代步工具，同時也因為大批量的汽車制造和使用造成了不少的問題。隨著汽車數量的日益增加，燃油等不可再生能源的大量消耗在不同區域內引發了不同程度的能源危機，同時也因為汽車尾氣排放引發了嚴重的環境污染。為了有效緩解這一系列的危機，包括我國在內的不少國家以及將電動汽車的發展計劃提上了日程。電動汽車作為電力驅動的汽車，其在污染和能源再生上具有相當的優勢，成為目前實現“綠色”出行的重要代步工具。隨著該項技術的不斷發展和完善，目前我國的電動汽車已經初具規模，并在日常生活中發揮著日益重要的作用。

1 電動汽車電池的發展現狀

事實上，電動汽車要先于燃油汽車得到研發和使用，1873 年的英國就已經誕生了可用于使用的電動汽車，而德國研發的燃油汽車則在十多年后才投入使用。但是燃油汽車技術的發展卻更加迅速，但是電動汽車在續航時間和輸出公路上的研發工作一直未能取得突破性的進展，在20世紀中葉近30年的時間里一直停滯不前。

現階段，在電動汽車競爭力上的翹楚是特斯拉（TESLA），該廠商的電動汽車利用松下生產NCA系列鈷酸鋰電池組進行供能，實現了單顆電池3100毫安的容量。目前，特斯拉 MODEL X的行駛里程已經達到470km，同時可以實現百千米加速2.7S的驚人效果；即使是入門級的特斯拉 MODEL 3也能達到400km的續航。鈷酸鋰電池具有相當突出的特點，不僅結構穩定、單位容量高，同時也具有良好的綜合性，但是在安全性上的較高要求會導致成本增加。

目前，我國已經成為了全球最大的汽車生產和消費大國，在政策的引導下，電動汽車的發展也相當迅猛。尤其是以比亞迪為首的電動汽車廠商在技術上取得了相當驚人的成功，不僅在2015年取得了近六萬的銷量，并且在2016年實現了對十萬大關的跨越，兩年總計159000輛。這一數據使得比亞迪成為了新能源汽車銷量的全球第一。目前，我國比亞迪電動汽車所采用的電池為自主研發的磷酸鐵鋰電池，其在放電效率（最高可達90%）上具有更高的水平，同時也在續航上取得了相當的成功，例如比亞迪E6的續航里程可達300km。比亞迪所采用磷酸鐵鋰電池很大程度上改善了原有的安全隱患和循環壽命短的問題。與此同時，比亞迪汽車在磷酸鐵錳鋰電池上的研究也取得了相當的進展，不僅能量密度有了較大程度的增加，同時也控制了成本。據悉最新款的比亞迪 E6 電動車在實驗中可以實現超過400km的續航能力。

作為限制電動汽車動力的重要因素，過去電池充電時間過長也影響巨大。因為相對于燃料汽車的動力補充而言，汽油箱加滿只需要幾分鐘的時間，而電動汽車的充電周期則有可能高達八個小時，甚至會超過十個小時，效率對比十分明顯。過去電動汽車在對于上的劣勢十分明顯，在不斷的研究和實踐之后，發現了石墨烯電池。該電池可以實現在二十分鐘至一個小時內的快速充電（達到80%電量），效率有了很大程度的提升。目前，電動汽車優勢在于對動力的控制和驅動，同時也能夠盡快的融入互聯網技術，智能性和便捷性有很大程度的優勢。在不斷的投入和研究之后，相信會在技術和成本上取得更大的成功，電動汽車也會逐步替代燃油汽車，緩解能源危機和環境污染。

2 未來電動汽車電池的發展趨勢

當前，影響電動汽車行使效率提升的主要因素是續航里程短、車身重、電池造價高以及安全隱患等方面。雖然目前這類問題有不少應急處理模式，但是長期來看，電動汽車的發展仍舊需要從電池能力密度、安全性能以及價格等方面來進行努力。

現階段，之所以鋰離子電池在應用上仍舊是主要模式，主要是因為其在單體電池上具有相當的 “理論”性能優勢。在該類電池作為電池組模式進行供電時，其實際性能水平的發揮往往難以達到單體電池的“理論值”水平，同時電池系統的循環壽命也會有所下降，電動汽車的整體使用成本居高不下，將會成為巨大的制約。

即使是我國最廣泛應用的磷酸鐵鋰和錳酸鋰正極的鋰離子動力電池，電池組的系統能量密度也不足90Wh/kg。我國為了推動車用電池的發展，也協同工信部和科技部門將相應的規劃，例如：《新能源汽車技術政策研究》和《電池工業十二五發展規劃》。總體而言，近幾年來我國電機驅動技術的發展取得了驚人的成功，與國際先進水平的差距主要集中在電池組能源系統在能量密度方面的不足所導致的續航里程方面，但也正式這一差距也嚴重影響了我國消費者對于電動車購買上的積極性。然而，在我國政府的政策引導和支持下，有望在未來五年的時間里在鋰離子電池工業上取得令人滿意的成果。

3 結語

電動汽車電池作為汽車的儲能裝置，需要保有一定的儲量來保障汽車可以行駛相應的里程，同時還需要在高加速或者高速狀態下的電機轉動下保持電力輸出，實際上的要求不低。目前市場的車用電池還具有較高的價格，實驗室也在不斷在價格、續航時間、輸出功率以及尺寸等方面進行優化，這一階段的優化成功后，必然會推動電動汽車的不斷發展。事實上，電動汽車的普及不僅僅是通過電池組的容量、功率等方面決定的，同時還需要國家推動充電設施和網絡的覆蓋，以政策法規引導燃料汽車的轉換等等。

參考文獻

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[3]袁彤煜.電動汽車電池的現狀及發展趨勢[J].科技展望，2016，（15）：285.

（作者單位：鹽城市人民政府辦公室）