探究電動汽車用鋰電池的現狀及其發展趨勢

劉丹

摘要：當前鋰離子電池已經成為了電動汽車最主要的動力來源。而鋰離子電池也經歷了三個時期的發展。目前正負極材料正逐漸的向更高克容量發展，其安全性也逐漸的成熟起來，并且得到了完善。為此我們應該針對鋰電池在電動汽車方面的發展現狀展開探究，并且積極地探尋鋰電池在未來發展的前景，從而順應市場發展需求找到更加適合電動汽車電池發展和技術開發的新路徑。

關鍵詞：電動汽車;鋰電池;發展趨勢

0? 引言

在汽車涉及到的三大核心技術中心，電池、點機還有電控中，可以說電池技術還有與之配套的相關的設施是人們普遍關心的問題。無論是對于已經使用了將近一個世紀的鉛酸電池還是目前人們普遍關注的鋰離子電池，作為研究者一直在探索其最佳的應用方式和最佳的性能。積極地進行學習，爭取發展新的技術，研發各種新的素材，制作各種新型的鋰電池。因此未來高性能的鋰電池也將會被我們開發出來。本文將針對調動汽車用鋰電池的現狀和未來的發展趨勢進行探究。

1? 電動汽車用鋰電池的現狀分析

1837年世界上的第一輛使用電池作為動力源的汽車問世，在1996年的時候美國通用公式開始采用鉛酸電池技術創造了第一代的電動汽車，在1999年又創造出了第二代汽車。到了2006年鋰離子電池得到了飛速的發展，汽車的安全性得到了一定的提升。所以使得這類電池廣泛的應用到了純電動和混合動力汽車當中。在2007年插電的緩和動力車問世，這一汽車依靠內燃機化石燃料提供一定的能量，借助電網中的電能。我國在2012年的時候生產的新的汽車中也有20%是節能和新能源汽車，隨著不斷地發展我們可以明顯的看到汽車電池的種類越來越多樣化。從當前調動汽車發展的一個歷史我們分析，日本可以說是世界上研發和推進電動汽車的最早的國家。日本開拓市場的主要動力就是混合動力汽車，另外美國的特斯拉電動汽車公司也借鑒了日本之前的一些經驗，上市了以鋰離子電池作為基礎的電動汽車。目前歐洲國家受到了柴油污染，并且日益的嚴重，因此很多國家也都將目光轉向了電動汽車。我國的電動汽車的研發是在本世紀初期，在2008年的時候我國受到了各個政府的支持，市場日益的活躍起來，各種潛能也得到了一定的釋放。近些年來，我國的很多汽車公司也都在積極地推出一些新型的電動汽車。比如比亞迪公司先后研發的秦、宋等系列的油電混動汽車。還有比亞迪和豐田在2019年合資成立的電動研發公式。另外像是百度這樣的互聯網公司也加入到了新能源汽車的開發研發領域，也努力打造屬于自己的品牌。而這種電動汽車主要是借助鋰電池作為基礎的，所以鋰電池的發展和電動汽車有著密切的聯系。因此電動汽車能夠走多遠在很大程度上受到了鋰電池的影響。目前我國發展鋰電池的公司將近百家，但是存在著自動化程度低這樣的問題，使得生產效率普遍較低，生產出來的產品質量較差，運營方面的信息傳遞的不夠及時。當然這也成為了目前我國電動汽車發展中遇到的主要的問題，影響到了鋰電池的發展，也限制了電動汽車的發展。目前我國已經形成了一個完整的借助鋰離子電池動力的電池產業鏈，為電動汽車的發展奠定了一定的基礎條件。而且目前我國也已經研發了多元素聚合的鋰離子電池，這些產品能夠廣泛的應用到客車、轎車甚至軍事用車領域。目前我國電動汽車的產品技術基本和國際保持了同樣的水平，另外在一些領域還有著自己的優勢。

1.1 電池管理系統發展情況? 電池的管理系統可以說是電池和用戶之間的一個紐帶，通過電池的管理能夠進一步提升電池的使用效率和壽命，降低一定的成本，提高電池組的可靠性。一開始的鋰電池管理系統一般只擁有檢測電池電壓還有溫度和電流這些簡單的功能。但是隨著電動汽車的發展，對于電池管理也提出了新的要求。因此鋰電池管理系統也變得更加的強大起來。其中包含了電池組外部的參數可以實施檢測，電池的狀況可以進行判斷，同時可以對剩余的電量進行估計，還能夠控制電池組充電和放電情況，保持電池電量的均衡等等。而且目前關于電池組外部的參數監控也逐漸的趨于成熟。目前電池管理系統具備的一些功能如表1。

1.2 我國電動汽車鋰電池產業化現狀

目前國內專門研究調動汽車鋰電池的公司已經有多家。并且目前也已經研制出了適合電動汽車還有油電混動汽車的高性能和高功率的鋰電池，同時已經形成了一定的產業規模。通過調查我們發現，目前我國的動力電池鋰電廠已經超過了二百家，但是真正的在進行高端鋰電領域的廠家基本集中在了廣東地區。因此我們也可以看出我國鋰電池產業的生產能力還需要進一步的提升。

1.3 我國電動汽車鋰電池應用技術問題? 目前很多電動汽車的鋰電池還是停留在了一些傳統的產品上面，但是伴隨著技術的發展和生產成本的控制，鋰電池質輕、續航里程長還有能量密度和輸出功率高等等優點都逐漸的被我們認識，所以鋰電池也肯定會成為調動汽車動力電池發展的一個趨勢。但是目前鋰電池在應用的過程中還是存在著一些技術上面的問題。一方面是鋰電池成組之后存在著一致性的問題，尤其是使用一段時間后電池的一致性。還有就是一些動力鋰電池還是存在著低溫性差的情況。在鋰電池的開發中應用到一些高端的材料和設備時，比如涂布機還是需要進口。一些鋰電池產品缺少標準化和系列化，也沒有一個統一的測評標準。同時對于電動汽車而言它的充電系統還需要進行改造。最后就是這些電池一個回收和利用的問題。目前一些電動車的鋰電池應用還處于試用階段，限量生產，所以在短期內存在著一定的風險。

2? 電動汽車的優勢分析

電動汽車和傳統的燃油汽車相比存在著一定的優勢。一方面調動汽車更有助于環境的保護。因為電動汽車使用的是電池動力，所以少去了尾氣的排放，因此也不會對環境造成一定的污染。目前全球的環境問題日益的厭倦，電動汽車的應用更符合了節能減排的需求，也成為了能源發展一個新的方向。其次電動汽車的廣泛應用可以在一定程度上節約能源。電動汽車的能量是可以回收再利用的。比如在制動狀態下就可以將能量的百分之四十進行回收，進而提升了能源的可利用率。同時電動汽車在結構的布置上面比較的緊湊和輕巧，蓄電池的體積相對較小而且也可以分散的進行放置，所以會比發動機的布置更加的緊湊。同時電動汽車在駕駛方面更加的方便和輕松，起動相對比較的容易。最后就是電動汽車的制造成本相對較低，使用壽命相對較高。鑒于電動汽車諸多的優勢，我們有必要進一步的研發電動汽車，普及電動汽車的使用率，因此我們需要進一步探究為電動汽車提供動力源的鋰電池未來的發展趨勢。

3? 電動汽車電池發展趨勢

3.1 鉛酸電池? 鉛酸電池主要應用在了叉車中還有觀光車和公共汽車。鉛酸電池價格比較的便宜，但是不能夠很好的實現循環利用，循環利用有著一定的次數限制。

3.2 鎳氫電池? 在混合動力車中主要應用的就是鎳氫電池，鎳氫電池的能量相對較高，功率也比較的大。但是鎳氫電池的成本較高，鎳鉆金屬這種物質相對是比較短缺的，而且價格也在不斷地提升。使得鎳鉆的價格和它的生產量呈現出了一個正相關的關系。

3.3 鋰離子電池? 鋰離子電池得到了廣泛的應用。它的性能非常好，它的性能甚至高出了其他電池的兩倍到六倍。但是鋰離子電池也有一定的缺點。首先在價格上面比較的昂貴，另外功率比較大，所以也在一定程度上降低了電池的安全性。

3.4 新電池技術? 鋰聚合物電池的出現在一定程度上提升了鋰離子電池的效率和穩定性。鋰硫電池具有著較高的能量，成本較低，而且有著很好的環保型。還有固態鋰空氣電池也有著較高的能量，而且比較的穩定，可以工作的范圍相對較大。這些新的電池技術能夠在一定程度上解決內燃機和化學電池之間存在的幾乎所有問題。

4? 電動汽車用鋰電池的發展趨勢

我國可以說是電動汽車鋰電池生產和消費的大國，在全球的電池市場中都占據著重要的位置。鋰電池的開發不僅僅推動我國電動汽車行業的發展，同時也為產業的發展和轉變做了鋪墊。

4.1 電池制造方式逐漸智能化? 目前人工智能技術和大數據得到了飛速的發展，使得很多領域都發生了一定的轉變。所以電動汽車在各個零件的制造上面也逐漸的趨于智能化。比如電池從開發到測試再到后面的生產和銷售，其中形成的各種信息都會借助大數據技術進行儲存和分析，通過分析的結果我們可以進一步了解其中存在的關系，從而創造出更大的價值。智能化的應用實現了制造業的真正變革，很多的機械生產代替了人力，使得廠的規模得到了質的改變。大大的降低了人工成本，同時還避免了一些人工的失誤率，為公司可以創造出更多的利潤。另外智能化的應用能夠讓整個電池系統從開發到測試到后面的生產還有售后都能夠實現數據的監控和梳理，從而確保了電動汽車鋰電池的穩定性和可靠性。

4.2 成本降低方式逐漸規模化? 減少電池的制造成本是我們需要探索的又一個重要的課題，電池制造的費用主要包含三個方面的內容。一個是通過電池技術革新實現的電池系統化，還有就是提高電池的壽命，節省一定的費用。為此我們需要改變電池的生產系統，實現大規模的生產，這樣可以在一定程度上發展規模經濟，降低單位產品生產的成本。另外就是需要考慮到資源回收的戰略。目前調動汽車鋰電池的回收還不夠規范，沒有形成一個產業鏈，技術的研發不充分，使得回收系統開發受到了一定的限制。所以在電池回收方面可以利用和借鑒回收鉛酸電池的相關相關經驗。

4.3 商業發展模式要合作化? 技術的發展要能夠有一個規范的生產鏈還有資金上面的支持，因此多方合作成為了目前產業發展一個重要的趨勢。為此電動汽車電池的生產也可以考慮合作的模式，可以對一些小微企業進行扶持，可以讓不同的制造公司承擔不同的電池生產，最后進行一定的組合測試。提升生產的效率，適當的降低一定的風險。另外多個公司參與到生產中，能夠有效地調動各個公司的積極性，充分的發揮出各個公司的能力。因此公司之間需要樹立起合作的意識，改變傳統的生產和經營理念，以更好的電動汽車發展大勢機會來面對機遇和挑戰。

5? 結束語

理想的電動汽車電池的特點有：快速充電和深度放電的能力，輕便、能量密度高，使用壽命長，續航里程長，安全性能高，可回收性好，價格低廉，購買渠道豐富，節約能源等等，為此我們應該針對未來電動汽車鋰電池發展的趨勢進行探究，從這幾個方面入手，切實提升電池的整體質量，推進電動汽車發展。

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