電動汽車電池的現狀及發展趨勢

王忠明 杜萍

摘 要：當前，交通運輸業發展迅速，汽車數量持續增加，在使人們生活變得更加方便的同時，對生態環境造成一定的負面影響。為使汽車工業得到更進一步的發展，需要加強對新能源汽車的重視程度，加速交通能源的轉型。由于電動汽車主要由動力電池提供動力，因此需要對電動汽車電池的現狀及發展趨勢進行研究，分析動力電池的實際運用情況，為新能源電池技術的發展奠定基礎。

關鍵詞：電動汽車 電池 現狀 發展趨勢

引 言

近年來，純電動汽車和插電式混合動力汽車占比逐年提高，燃料電池汽車嶄露頭角。伴隨著電動汽車技術路線的變化，各類型電動汽車市場也重新洗牌。歐洲、美國、日本、中國在電動汽車領域各有特點。未來各主要國家和地區電動汽車推廣目標均在百萬輛以上，而且從傳統混合動力汽車、插電式混合動力汽車向純電動汽車、氫燃料電池汽車方向迅速轉變。電動汽車的發展對汽柴油市場的影響日益凸顯，尤其在局部地區；若干年后，電力、氫能源將逐漸接管汽車動力市場。適應電動汽車行業的發展態勢，石油企業應提前布局充電站、充電樁、加氫站等配套設施。

1電動汽車電池現狀

在現階段新能源電池數量不斷增加，其類別也呈現出了多樣化特點，在細化范疇也存在相應差異。在純能源汽車中，蓄電池是必須也是重要裝備，以此為依托，蓄電池就是汽車的驅動裝置。而在混合動力汽車中，傳統發電機與蓄電池是結合體，都能發揮帶動汽車驅動的作用，在這一框架中，蓄電池不僅是主要動力，也是輔助動力，因此不難發現，在汽車驅動速度低或者是啟動的過程中，蓄電池都是驅動系統中產生動能的關鍵點，而加速階段，其作用就下降到輔助形式下，在勻速或者是減速行駛階段，蓄電池就需要存續能量。

1.1鎳氫電池。堿性電池是由鎳基和堿性溶液經過點解而形成的，其主要分為三種電池種類，在這三種電池中最適用于電動汽車中的就似乎鎳氫電池。這是因為鎳氫電池在運用過程中所產生的物質不會對環境造成污染，并且所產生的能量也較高。而鎳鋅電池則不能夠被持續使用，使用一段時間能量就會散盡。目前，針對這一問題已經有了相應的解決措施，例如：運用充電裝置進行補充能量，在電解液中加入緩蝕劑等。在電動汽車行業中所應用的能量技術多數是鎳氫電池技術。

鎳氫電池由多種金屬成分組合而成，其中就包括錳和鎳，鎳氫電池在電動汽車中的應用。鎳氫電池與鉛酸電池進行對比，鎳氫電池在能量方面會高出鉛酸電池很多，在功率方面相對于鉛酸電池更是高出很多倍。鎳氫電池技術的發明占據以下幾個優勢：更高的運行電壓、比能量和比功率，較高的過度充放電耐受性和熱性能。

1.2鋰離子電池。鋰離子電池的構造處于較為傳統的構造類型，其主要包括石墨陽極、鋰離子金屬氧化物以及有機溶劑溶解的溶液。其中在鋰離子電池種類中我們在生活中經常接觸的就是以碳為陽極，而電解液通常選擇碳酸乙烯能和碳酸二甲酯溶解六氟磷酸鋰溶液。其中二氧化錳酸鋰作為陰極。這是因為這類鋰離子電池重量較輕，并且抗壓能力強，所儲備的能量也較大。

1.3鉛酸蓄電池。此類電池用單質鉛作負極，用二氧化鉛作正極，在濃硫酸溶液中充放電。整個充放電過程依靠正負極板上的活性物質和電解液發生化學反應來完成。鉛酸電池當前在電動汽車領域應用的極為廣泛，此類電池的技術研究起步早，所以更為成熟，此類電池制造工藝的工業化程度高，因此電池的整體成本也更低，但最大的問題在于鉛酸電池的生產污染非常大，且電池的質量比其他電池更大，這限制了此類電池的進一步應用。

2電動汽車電池的發展趨勢

2.1以鎳氫電池為代表的堿性電池。鎳氫電池相比其他電池而言，其污染小且比能量更高，因此電動汽車的發展過程中廣泛采用了此類電池，但是此類電池使用過程中經常出現枝晶，極大的降低了此類電池的使用壽命，這就導致更換電池的成本過高，使用起來整體造價過于昂貴。但是當前已經開始嘗試通過添加緩蝕劑、改進隔膜等方法延長此類電池的使用壽命。從當前的電動車行業來看，鎳氫電池的主要使用者包括豐田和奔馳等主流廠商，鎳氫電池從目前來看，依然是相對優質的電池選擇方案，后期如果鋰電池技術有更新的突破，大概率要被鋰電池技術所取代。

2.2鋰離子電池。在可以批量生產的電池中，鋰離子電池的綜合性能最好，而且中國擁有豐富的鋰礦資源，因此不用擔心原材料的供應問題，這也間接的降低了鋰電池的生產成本，更有利于鋰電池搶占電動汽車動力電池的市場份額。到目前為止，越來越多的電動汽車生產廠商逐漸傾向于用鋰離子電池來替代以鎳氫電池作為動力源的電動汽車電池。如早期的豐田Prius采用的是鎳氫電池，最新一批的此類車型動力電池被鋰電池代替。然而，當前鋰電池的安全問題存在較大的隱患，大功率鋰電池的爆炸問題尚未得到有效的扼制與應對，這導致許多廠家不愿大規模的采用鋰電池作為動力源，如果該問題得到有效解決，鋰電池必定會獲得更為廣泛的應用。

2.3鉛酸電池。目前，鉛酸電池在汽車領域中的應用頻率普遍較高，該電池技術在發展階段能效作用較強，可以大量生產，并且其耗用的資金數額相對較少。鉛酸電池雖然在購買時不需要花費大量的費用，并且其應用范圍也較為廣泛，但是就當今時代來講，鉛酸電池的比能量和循環次數仍然受到限制。電動汽車如果要運行在高速公路上，如果僅僅是運用鉛酸電池是不切實際的想法，這樣做會存在很多的安全隱患。但是又鉛酸電池價格上的優勢，使其被廣泛應用在形勢短途的電動汽車中。近年來，美國已經發明出一種超級電容器，這種電容器能夠與鉛酸電池有效結合在一起，能夠加大鉛酸電池的比功率，使其壽命增加，在市場的競爭力也不斷加大。

結束語

綜上所述，隨著綠色可持續發展觀念越來越深入人心，國家節能減排政策的提出，電動汽車將在綠色出行中發揮著越來越重要的作用。但目前電動汽車的動力電池仍然存在價格高、比功率以及比能量低的問題，相信隨著電池技術的發展這一問題將會迎刃而解。本文從電動汽車電池的現狀及發展趨勢進行研究分析，促進新能源汽車動力電池進一步發展。

參考文獻

[1] 譚千子.新能源電動汽車中動力電池的應用分析[J].中國高新區，2017（23）：29-29.

[2] 杜弘.電動汽車電池當前現狀以及發展趨勢探析[J].時代汽車，2017（20）：45-46.

[3] 鄧鵬毅，彭憶強，蔡云，梁濤，黎青松.新能源汽車產業技術及發展趨勢[J].西華大學學報（自然科學版），2017，36（04）：34-45.