探析新能源汽車電池技術

衡展鵬 王治 常進 師鈺明 梁棟材

摘要：目前我國大力支持新能源產業，新能源汽車行業得到了穩定的發展。從新能源角度來看，電池將作為動力來源，作為核心的技術決定了新能源汽車在未來是否能夠取代傳統燃油車的關鍵。如果新能源汽車在電池的完成技術突破，那么新能源汽車行業發展的基礎將不復存在，一切產業前景都是空談。本篇文章談論的是新能源，電動汽車電池現狀以及發展趨勢著重分析新能源電動汽車的電池技術。希望能夠解決新能源汽車電池問題并提出有效的思路。

關鍵詞：新能源;汽車;電池

1 引言

傳統內燃機汽車將會消耗大量能源，會對生態環境造成嚴重的污染，這將使其發展受到阻礙。隨著我國科學技術的不斷增強，人們對生活水平的要求也不斷提高，越來越重視低碳出行，新能源汽車便成為了首要選擇。盡管目前新能源電池技術存在安全性，可靠性，穩定性不足等問題限制了新能源產業的發展，但是由于我國可持續發展政策不斷推行，電動汽車制造商也越來越重視新能源電池技術的開發，企業經營圍繞新能源電池進行研究，力求研發具有超長續航能力的電池產品，推動新能源汽車的發展。

2新能源汽車技術研究背景

近年來今天汽車成為熱點，其出現改變了大多數人們的駕駛習慣。從產品上市就有了大批用戶，通過第一批新能源車主反饋來看，新能源汽車電池存在的問題有充電困難，續航較差，安全系數低等問題，而新能源汽車電池占整車價格的80%，更換電池如同換輛新車，所以推動新能源汽車行業不斷發展，需要加強電池技術的研究，增強其續航能力增加壽命，提高安全性和穩定性。

3目前常用的新能源電池技術

3.1鎳氫電池

鎳氫電池是在鎘氫電池發展下產生的，由吸氫合金形成負極和堿式氧化鎳形成正極以及氫氧化鉀電解液組成。擁有充電時間短，容量大的特點，但是由于金屬鎳在市場中價格較高，無法大規模的在建筑模式的領域中普及。與其他電池相比較盡管能量密度小，但是穩定性很高，相信在不久將來鎳氫電池必將成為混合動力電動汽車中的廣泛應用。

3.2鉛酸電池

鉛酸電池也就是在稀硫酸電解液作用下，由正極板和負極板兩部分組成。這種電池性能指標在于比功率和比能量相對較小，電池循環周期短，充電時間較長，由于此原因，所以在新能源市場上并沒有過多使用。但是這種電池技術比較完善，可以到規模生產，生產成本低，有極大的發展空間，目前可以應用于短行程的汽車中。

3.3燃料電池

燃料電池是由正極負極和電解質隔膜組成，目前我國研發的燃料電池主要是氫燃料電池，只需要燃料和空氣即可，無需充電，氫燃料電池功率密度高，供電效率大，同時不會對生態環境帶來影響，但是氫燃料的生產難度高，不宜存儲，而且氫燃料電池加氫站建設仍需要大量資金。就目前情況而言，燃料電池電動車仍在開發階段，短時間內無法大規模普及。

4新能源汽車電池技術問題

4.1充電困難

新能源汽車的充電方式主要有有線傳導式，無線感應式，電池更換式三種。電池更換式充電，不適用于大型客車，而且標準化程度不夠，操作極為繁瑣;而無線感應式充電，在電池感應中消耗較大，長期使用不夠經濟實惠。只有有線傳導式充電是最有效的，充電速度仍然是充電汽車的通病，與燃油汽車幾分鐘加油速度難以比較。而太陽能充電板的方式發電效率低。每天在太陽暴曬下產生的電量只夠數公里續航，而且太陽能續航電池板的數量也會增加相應的成本，并且還會造成安全隱患。目前新能源汽車電池技術研究主要針對電池充電慢問題。各大企業聚集電池原材料研發“快充式新能源汽車”。

4.2續航問題

目前新能源電動汽車購電池更換成本高，壽命和續航時間短，各個企業仍然沒有解決此問題的關鍵技術，新能源電池能用多久？多久換一次？一次要花多少錢？本質上反映了新能源汽車電池的質量。同時如何將鋰電池回收延長電池的壽命，如何環保利用也是一個根本的問題。

4.3安全性問題

在新能源汽車產品配置分析，既需要保證其駕駛能力，還要保證駕駛的安全性和穩定性。以往企業面臨的新能源汽車電池問題：如若使用續航能力高的動力電池安全性將會極大的降低。使用安全性較好的電池，則續航能力則不能得到滿足。而三元鋰電池的出現能有效的解決續航能力和安全性兼顧問題。

5新能源汽車電池技術發展方向

5.1提高電池高性能水平

新能源汽車使用狀況來看，動力汽車在壽命周期以及單次形成過程中，動力性能為持續衰減狀態。而發動機不同其動力性能保持不變，這是電動汽車劣勢。目前中外新能源汽車企業和電池供應商都對此問題進行了積極的探討，力求研發一個超長壽命的電動電池，縮小與發動機性能的差距。隨著技術水平的不斷提高，當長壽命電池進行商業化處理，將會帶來極大的經濟效益和社會效益，可以增加電動汽車的保值率應得更多的用戶，增加汽車在二手市場上的競爭力。由于高水平技術的支持動力，電池的回收再利用率將會極大的提高，整體效益水平能夠得到提升。為了達到出高性能的新能源電池產品，還將面臨極大的技術挑戰。各個企業都在不斷的加大技術研發資金投入，隨著技術研究不斷突破未來新能源電池產品的新的水平將會有所提升。

5.2加強技術推廣

為了實現推動新能源汽車產業發展的目的，需要加大新能源汽車電視技術上的推廣力度。由于補貼逐年減少，比亞迪的電池原材料業務模塊開始了與鋰電池資源相關合作，開放了電池業務，減小了成本壓力。通過將已有資源共享，行業進行多方合作，發揮規模效益，來緩解補貼逐年降低沖擊。只有技術的“交流”與“共享”水平的不斷提高，才會加快新能源汽車技術困境的破解，為新能源汽車產業快速發展提供極大的技術支持和保障，企業間的相互合作能夠釋放更多動力，促進新能源汽車健康持續發展。

5.3加大政府支持

新能源汽車電池技術發展的水平，是新能源汽車所能達到的高度。近年來，能量密度成為電池企業競爭的重點之一，動力電池企業的發展，還是要從提升電池密度，增強電池安全性入手，只有不斷的加大研發力度，全面提高電池的科技水平，才為新能源汽車提供良好的技術保障，我國政府部門也應該對此進行政策支持。目前有很多企業盡管都采用相應的和手段解決了電池安全性的問題，但隨之而來的便是電池價格的提升。由于相關政策快速調整，許多產品并沒有達到相應成熟的技術水平，這將會對市場造成極大的影響。為了要確保了新能源汽車電池安全穩定，保障消費者生命財產安全，這需要相關部門對新能源電池技術進行大力支持，并且建立起完善的相關標準。

5.4材料方面創新

新能源汽車電池所使用的材料可以進一步創新：

（1）采用具有更大的壓實密度的材料。

（2）采用高導電性能且強粘結性的活性材料，降低粘結劑和導電劑在其中的使用，有利于提高材料的加工效率及使用性能。

（3）采用厚度反彈相對小的物質材料，當電池在循環使用后，會出現厚度反彈現象，所以在電池設計時應當預留出相應的反彈空間，如果使用厚度反彈性能小的材料，那么便能較少反彈空間。

結語：

綜上所述，新能源汽車的電池技術絕對了新能源汽車的命運，目前我國新能源汽車電池雖初具規模，有著多種形式，但仍存在著些許不足。本篇文章便是結合新能源汽車電池技術問題以及相應的解決措施進行分析。希望可以對我國未來新能源汽車電池發展起到一定作用，以期望我國新能源汽車可以快速發展，為我國可持續發展做出杰出貢獻。

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中北大學 山西太原 030051