新能源汽車動力電池關鍵技術的研究現狀

孫占周

(三亞理工職業學院，海南 三亞 572022)

0 引言

新能源汽車作為目前最環保的汽車種類，若能有效推廣并使用便可以節約大量資源，其中污染問題也可以有效解決。面對日益枯竭的地球，節約資源便是為后人提供了一份保障。目前，我國汽車大約在1.4億輛，如果替換成新能源汽車那一年將節約石油3110萬t，而且電動汽車作為新興產業前景也是十分可觀的，但是新能源汽車屬于剛起步的產業，電池動力的不足影響著新能源汽車的發展，研發新型電池的任務便尤為重要。

1 對于新能源汽車電池動能的研究

傳統造車思路進行新能源汽車的制造是完全不可取的，而且新能源汽車需要相對復雜的動力總成[1]。新能源汽車對于電池的要求極高，它需要具備出色的電壓、循環使用性、電力儲存、抗老化力、面對寒冷天氣電力輸送率，在目前研究中符合以上要求的有鋰離子電池、鉛酸電池、鎳氫電池與鎳鎘電池。

在傳統電池工藝中鉛酸電池與鎳鎘電池屬于二次電池，鉛酸電池相比其他電池工業相對成熟同時成本低，但是它的缺點也顯而易見，體積大、電池容量低、不安全、含鉛污染環境這些問題充分反映了鉛酸電池無法適用于新能源汽車[2]。鎳鎘電池相比鉛酸電池充電快、使用時間長便是它的優點，但是鎳鎘電池因為使用鎳的原因，如果泄漏鎳將會散發毒性，對人體腎臟傷害巨大，同時對環境的污染也是極其嚴重的。鎳氫電池與鎳鎘電池的化學性質幾乎相同但是它的優點便是出現泄漏時對于環境的污染較小，而且鎳鎘電池有嚴重的記憶性，充電時如果出現不當操作便會導致電池損壞，鎳氫電池把這一問題大大改善，同時比能量利用率更高、電力存儲量大、使用壽命長，但是它也有自己的問題，重量過大、存在記憶性、有自放電現象，這種電池用于汽車會導致汽車重量過大，長時間不使用容易導致電池損傷。鋰電池是目前最先進的電池，其電壓高、比能量高、串聯數目少、重量輕、體積小、使用壽命長、放電率低都是它的優點，而且在相同容量的電池中鋰電池的續航時間更久，特別是在低溫環境中也可以有效使用，但它的安全性較差[3]。因為鋰電池使用的材料對于電量穩定性控制力太差容易出現電池過熱的問題，而電池過熱及其容易發生自燃，同時它的價格也是最高的，雖然鋰電池價格過高，但是使用時間長、續航久、動力足都是它的優點最主要的原因相比其他電池，使用壽命長的優點可以大大彌補價格過高的問題，而且對于電池不穩定造成過熱的原因很多生產廠家已經有了合理的對策。

2 大力投資新型電池的研發

作為新能源汽車的“心臟”，以目前的電池研發還是遠遠不夠的，如何改進鋰電池或者研發新型電池便是廠家需要研究的方向，雖然現在有些廠家已經可以把鋰電池做的非常輕便，但是購買成本同時會增加，這也成為部分人不愿意購買新能源汽車的理由。而且報廢電池難處理的問題也影響著生產廠家，所以大力投資新型電池的研發才是保證新能源汽車持續發展的重要項目。

2.1 廢棄電池污染問題進行改進

相比燃油車尾氣排放、消耗燃油等問題，新能源汽車的出現極大地解決了這些問題。目前，新能源汽車一直使用著常規電池，但是隨著新能源汽車的增多廢棄電池如何解決的問題也隨之產生。目前用得最多的方式便是放電、分解、回收可利用材料，然后在對電極材料進行堿浸出、酸浸出等多個工序進行處理，當前幾乎沒有幾家公司愿意處理報廢電池，主要原因在于電池處理復雜，投入高回報低是處理廢棄電池最需要解決的問題。而且對于電池廢棄溶液處理也非常麻煩，如果有黑心廠家將溶液倒入泥土中，那將會造成十分嚴重的重金屬污染，如果下雨污染物便會流入地下河進而污染附近的水源，而使用這些水的人們身體也會受到重金屬的損害。廢棄電池主要的污染是汞，人們服用含有汞的水會在身體累積，輕者會導致神經系統損失，重者直接死亡。好在國家早已出臺了《車用動力電池回收利用拆解規范》及《車用動力電池回收利用余能檢測》等相關規則進行約束生產新能源汽車廠家對于電池的回收。廠家對于報廢電池的處理也沒有太好的方法，所以對于報廢電池的處理更要深入研究。

2.2 提高電池電源儲存量與比能量

新能源汽車行業主要競爭的方向便是電池儲存量與比能量提高，所以想更好地發展新能源汽車行業，最好的辦法就是電池效率提升。雖然我國對于新能源汽車電池的開發已經日漸成熟，但是在用料與材料配置上還需要進行升級，因為不同的材料與配置方案都可以對電池的儲存與釋放產生較大的影響，而且面對這個競爭激烈的市場如果自己沒有拿得出手的實驗成績那么要想提高電池電源儲存量與比能量便是相關廠家十分困難的一個課題[4]。

2.3 電池成本過高

目前，新能源汽車電池成本過高也是需要面對的問題，目前最合適的電池是鋰電池。由于鋰電池價格相對較高，這也使新能源汽車的價格普遍高于燃油車價格，所以開發一種能代替鋰電池并且降低成本的電池變的尤為重要。如果能找到一款成本低但效率相同的電池作為替代那新能源汽車的市場將會得到更好的發展。這就需要相關研究人員的知識儲備增加，才能更好的進行電池組成材料的選控與材料配置比例的研究。同時要對電池內部隔膜進行升級開發，目前大多數電池的組裝與生產都是利用日本的隔膜技術，雖然我國也能生產隔膜但是相應技術落后，加強隔膜研發減少進口量也是節約成本的方法。

2.4 提高鋰電池安全性

眾所周知，目前鋰電池最大的問題便是安全隱患大，因為鋰電池使用的材料對于電力儲存有著不穩定性，這樣便會使電池容易過熱，而電池過熱及其容易引發自燃與爆炸。因此電池散熱處理、電極材料選擇、電解液使用、電池組裝工藝都是需要改進的地方，只有保證了使用者的安全才能使新能源汽車更好的發展。

3 結論

新能源汽車作為燃油汽車最好的替代市場前景非常可觀，而電池作為新能源汽車的“心臟”，相應的研究與升級也是必不可少的。我國新能源汽車屬于剛起步狀態，對于很多問題的處理方式存在不足，面對電池污染的問題也需要及時解決，而解決最根本的問題便是人才培養，行業能否持續發展最重要的原因便是人才能否不斷涌入。新能源汽車屬于新興行業所以相關的人才不足，這是導致電池研究沒有較大進展的主要原因，培養人才也是促進新能源汽車行業發展的重要過程，只有相關人才不斷涌入才可以促進新能源汽車行業擁有更好的發展前景。