淺談新能源動力電池

2017-09-25 14:33:14 汽車志匯　點擊量：評論 (0)

一提到購買新能源電動汽車，補貼不限號新牌照等政策浮現在你的腦海。但如果真要買一款稱心如意的電動汽車，僅僅知道優惠政策是遠遠不夠的。電機和電控系統是新能源汽車的三大關鍵組成部分。其中動力電池是最關鍵

一提到購買新能源電動汽車，“補貼”“不限號”“新牌照”等政策浮現在你的腦海。但如果真要買一款稱心如意的電動汽車，僅僅知道優惠政策是遠遠不夠的。電機和電控系統是新能源汽車的三大關鍵組成部分。其中動力電池是最關鍵的一環，可以說就是新能源汽車的“心臟”。

動力電池的分類比較多，小編下面介紹五種類新能源動力電池。

電池分類

鉛酸電池

法國人普蘭特于1859年發明鉛酸蓄電池，已經歷了近150年的發展歷程。老式電池一般壽命在2年左右，而且需定期檢查電解液的高度并添加蒸餾水，不過隨著科技的發展，鉛酸蓄電池的壽命變得更長而且維護也更簡單了。由于技術成熟、價格便宜，是目前在汽車領域應用得最為廣泛的電池。鉛酸電池具有可靠性好、原材料易得、價格便宜等優點，比功率也基本上能滿足電動汽車的動力性要求。北京奧運會時，有20輛使用鉛酸電池的電動汽車，為奧運會提供交通服務。由于其成分是硫酸電解質，因此，廢棄后對環境的污染相對嚴重。而其最大的缺點在于，續駛能力比較低，所以，應用于純電動汽車上并不能滿足人們日常需求。從目前來看，鉛酸電池多應用于低速電動車，特別是老年代步車、電動自行車等。

❂代表車型：低速電動車，老年代步車

鎳金屬電池

目前在電動汽車上使用的鎳金屬電池主要有鎳鎘電池和鎳氫電池兩種。鎳氫動力電池剛剛進入成熟期，是目前混合動力汽車所用電池體系中唯一被實際驗證并被商業化、規模化的電池體系，現有混合動力電池99%的市場份額為鎳氫動力電池，商業化的代表是豐田的普銳斯。與鉛酸電池相比，鎳鎘電池在比能量、比功率和使用壽命方面都占有一定的優勢，且可以快速充電。它的主要的優點是它可以適應大電流放電，對于需要較大功率輸出要求的場合比較適用。它的能量密度較大，增加了續航的里程。鎳氫電池放出的電比較平穩，發熱量較小。它主要的缺點是具有“記憶效應”，即電池在循環充放電過程中容量會出現衰減，而過度充電或放電，都可能加劇電池的容量損耗。

❂代表車型：豐田普銳斯

磷酸鐵鋰電池

磷酸鐵鋰電池：是指用磷酸鐵鋰作為正極材料的鋰離子電池。其特色是不含鈷等貴重元素，原料價格低且磷、鐵存在于地球的資源含量豐富，不會有供料問題。其工作電壓適中（3.2V）、單位重量下電容量大（170mAh/g）、高放電功率、可快速充電且循環壽命長，在高溫與高熱環境下的穩定性高。磷酸鐵鋰電池的安全性在鋰電池中首屈一指，它在700℃~800℃時才發生分解，但不會像三元鋰材料的化學反應那么劇烈，也不會釋放出氧分子，擁有良好的安全性。也正因如此，其也成為目前電動車電池的主要門類之一。此外充放電效率高、對環境無污染等也都是它的優勢所在。不過，磷酸鐵鋰電池有一個致命性的缺點，那就是低溫性能較差，即使將其納米化和碳包覆也沒有解決這一問題。研究表明，一塊容量為3500mAh的電池，如果在-10℃的環境中工作，經過不到100次的充放電循環，電量將急劇衰減至500mAh，基本就報廢了。而且，材料的制備成本與電池的制造成本較高，電池成品率低，一致性差，這也是導致很多純電動汽車續航能力并不能達到標稱值的重要原因。

❂代表車型：比亞迪E6，比亞迪EV300

三元電池

三元聚合物鋰電池是指正極材料使用鋰鎳鈷錳三元正極材料的鋰電池，鋰離子電池的正極材料有很多種，主要有鈷酸鋰、錳酸鋰、鎳酸鋰、三元材料、磷酸鐵鋰等。三元材料綜合了鈷酸鋰、鎳酸鋰和錳酸鋰三類材料的優點，具有容量高、成本低、安全性好等優異特性，其在小型鋰電中逐步占據一定的市場份額，并在動力鋰電領域具有良好的發展前景。三元鋰電池能量密度高，循環性能好于正常鈷酸鋰。目前，隨著配方的不斷改進和結構完善，電池的標稱電壓已達到3.7V，在容量上已經達到或超過鈷酸鋰電池水平。三元材料動力鋰電池主要有鎳鈷鋁酸鋰電池、鎳鈷錳酸鋰電池等，由于鎳鈷鋁的高溫結構不穩定，導致高溫安全性差，且pH值過高易使單體脹氣，進而引發危險，目前造價較高。

❂代表車型：特斯拉ModelS

錳酸鋰電池

錳酸鋰是較有前景的鋰離子正極材料之一，相比鈷酸鋰等傳統正極材料，錳酸鋰具有資源豐富、成本低、無污染、安全性好、倍率性能好等優點，是理想的動力電池正極材料，但其較差的循環性能及電化學穩定性卻大大限制了其產業化。錳酸鋰主要包括尖晶石型錳酸鋰和層狀結構錳酸鋰，其中尖晶石型錳酸鋰結構穩定，易于實現工業化生產，如今市場產品均為此種結構。尖晶石型錳酸鋰屬于立方晶系，Fd3m空間群，理論比容量為148mAh/g，由于具有三維隧道結構，鋰離子可以可逆地從尖晶石晶格中脫嵌，不會引起結構的塌陷，因而具有優異的倍率性能和穩定性。但其循環壽命衰減較快，容易發生鼓脹，高溫性能較差、壽命相對短，主要用于大中型號電芯，動力電池方面，其標稱電壓為3.7V。雖然其能量密度不如三元鋰電池，但其他綜合性能相當出色。

❂代表車型：日產聆風，啟辰晨風