新能源汽車電池剖析

鮑小沾

（江蘇安全技術職業學院 221004)

0 引言

新能源汽車電池分為高壓電池和低壓電池，都是屬于直流電源，低壓電池大部分還是沿用原來的鉛酸材料，高壓電池考慮到行駛里程問題，各個汽車公司都不大一樣，現來介紹幾種電池的特點。

1 鉛酸電池

鉛酸電池使用鉛材料作為正負極與硫酸溶液反應產生電能，由于在我國新疆地區發現我國最大鉛鋅礦，所以相比鋰離子電池成本較低。而且鉛酸電池材料都不易燃，發生意外只能導致周圍零部件的燃燒，安全性高。但由于本身能量密度偏低，不能滿足新能源汽車行駛里程的要求，目前只作為部分新能源汽車的低壓蓄電池使用。

2 鎳氫電池

豐田PRIUS混合動力汽車高壓蓄電池采用168個單格鎳氫電池組成，額定電壓DC 201.6 V。鎳氫電池是由含氫氧化鎳材料的正極板、含儲氫材料的負極板、含氫氧化鉀溶液的纖維材料隔板及正極端子、負極端子等組成。高壓鎳氫電池具有良好的過放電、過充電保護性能，能量密度比鉛酸電池高，且循環使用壽命長，低溫工作性能良好。鎳氫電池在日本發展迅速，在新能源汽車上有良好的體現，未來我國也將在鎳氫電池上加大研究力度，爭取早日得到廣泛使用[1]。

3 鋰離子電池

鋰離子電池在國產新能源汽車上得到了廣泛應用，比亞迪秦混合動力汽車高壓蓄電池和低壓蓄電池都采用的鋰離子電池。目前在國內使用最多的是磷酸鐵鋰電池，其采用磷酸鐵鋰（LiFePO4）作為正極材料，負極材料是石墨，電解液是酯類溶劑和鋰鹽。由于酯類溶劑的易燃性，在電池大量放熱和汽車碰撞時易發生自燃，所以鋰離子電池使用IP67級防護技術進行密封與保護，從源頭上減少此類自燃現象發生，安全性相比于前兩者較差[2]。

鋰離子電池的能量密度比鉛酸和鎳氫電池高，一次充電續航里程長，但任然無法滿足新能源汽車長途行駛的需求。磷酸鐵鋰電池還具有服務壽命長、存儲性能優異、長期功率衰減小、爬坡動力足、充電速度快及可滿足快充和慢充2種充電方式等優點。但低溫性能較差，在東北和西北地區無法得到實際應用。由于鋰離子電池制造工藝復雜，所以成本高，在環保方面，新能源汽車鋰電池建立良好的回收機制，將這些回收的電芯二次利用，集中起來應用于生活當中。

另外還有三元鋰、鈷酸鋰、錳酸鋰、鈦酸鋰電池等，屬于總量相對比較少的鋰電池種類。三元聚合物鋰電池，簡稱三元鋰電池，是指使用鎳鈷錳酸鋰[Li（NiCoMn）O2]作為正極材料的鋰電池，鎳鹽、鈷鹽、錳鹽取代原有的鋰鹽，鎳鈷錳相互之間的比例根據具體情況進行調整。2017年新能源汽車產業新政策對電池行業進行了一系列嚴格的規范，隨著三元鋰電池的解禁，改善了新能源汽車的行駛里程問題。三元鋰電池相比于磷酸鐵鋰和錳酸鋰電池，電化學性能穩定、低溫性能較好、能量密度最高，能有效改善行駛里程問題。但本身安全性和循環壽命一般，其成本最高，高溫容易分解，不過三元鋰電池還是有巨大的潛力和可研發性的。

4 燃料電池

燃料電池是一種將燃料和氧化劑進行化學反應，通過質子交換膜轉化為電能的能量轉換裝置。將燃料（如氫氣、甲醇等）和氧化劑（如氧氣）分別作為電極的活性物質保存在電池之外，當使用時將燃料和氧化劑輸入電池體內，產生電極反應。燃料電池結構主要由集電器、電極和質子交換膜3部分組成。燃料電池的優點是無需依賴石油，排放物只有純水，理論上實現零排放。但存在氫氣來源、存儲、安全使用和成本問題，導致氫燃料電池成本過高。

5 結束語

動力電池是新能源汽車的3大核心技術之一，掌握了最先進的動力電池技術，就相當于掌握了新能源汽車的未來。動力電池目前存在隔膜材料、電池設計不夠優化、電池內阻、一致性、壽命和安全性質量不高等問題，所以未來研發的道路還很長遠。

[1]付甜甜.新能源汽車電池概述[J].電源技術,2014(12).

[2]楊帆,孔方方.國內外新能源汽車動力電池發展及供求現狀[J].上海汽車,2014(9).