龍曦　朱禹

摘 要：新能源汽車(chē)的三大核心技術(shù)包括電池、電控、電機(jī)，其中電池相關(guān)技術(shù)是人們最為關(guān)注、研究投入最大的問(wèn)題。從上世紀(jì)研發(fā)出鉛酸電池開(kāi)始，到如今鋰離子電池廣泛應(yīng)用于各方各面，在超過(guò)一個(gè)多世紀(jì)的時(shí)間里，科研工作者一直在不斷地探索試圖改進(jìn)電池的性能。在對(duì)傳統(tǒng)電池進(jìn)行改良的同時(shí)，科研人員不斷嘗試新的技術(shù)和材料，創(chuàng)造出新型的電池。種種跡象表明，電池技術(shù)大改革的時(shí)代即將到來(lái)，各種新型的、性能優(yōu)良的電池會(huì)漸漸出現(xiàn)在人們的生產(chǎn)生活之中。

關(guān)鍵詞：電池技術(shù)；新能源汽車(chē)；動(dòng)力電池

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.20.002

國(guó)家發(fā)改委對(duì)新能源汽車(chē)做出的定義為：“新能源汽車(chē)是指采用非常規(guī)的車(chē)用燃料作為動(dòng)力來(lái)源（或使用常規(guī)的車(chē)用燃料、采用新型車(chē)載動(dòng)力裝置），綜合車(chē)輛的動(dòng)力控制和驅(qū)動(dòng)；h-面的先進(jìn)技術(shù)，形成的技術(shù)原理先進(jìn)、具有新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)的汽車(chē)。”由此可知，“新能源汽車(chē)”使用的能源包括太陽(yáng)能、核能、風(fēng)能、電能等，即除去常規(guī)燃油之外的全部新型汽車(chē)能源。在全部新型汽車(chē)能源中，電能是目前最為合適的汽車(chē)能源，以電力作為動(dòng)力驅(qū)動(dòng)的汽車(chē)成為了新能源汽車(chē)研發(fā)的主流方向。其中，電力新能源汽車(chē)的充電問(wèn)題成為全球關(guān)注的研究重點(diǎn)課題，即動(dòng)力電池技術(shù)。

1 動(dòng)力電池的應(yīng)用現(xiàn)狀

目前，在新能源汽車(chē)上實(shí)驗(yàn)的動(dòng)力電池有以下幾種：

1.1 鉛酸電池

鉛酸電池是一個(gè)多世紀(jì)前誕生的電池技術(shù)，人們普遍認(rèn)為其技術(shù)落后、性能低下，污染環(huán)境，在電池技術(shù)快速發(fā)展的當(dāng)下，是應(yīng)當(dāng)全面淘汰的電池技術(shù)。而實(shí)際情況卻是，在電動(dòng)車(chē)及小型電動(dòng)汽車(chē)領(lǐng)域，鉛酸電池的市場(chǎng)占有率達(dá)到了驚人的90%，雖然不被看好卻被普遍使用。其實(shí)，近年來(lái)鉛酸電池的性能已經(jīng)得到了提升，能量由20Wh/kg以下提升到了目前的40Wh/kg左右，循環(huán)次數(shù)由原來(lái)的350次左右，提高到了最高4000多次。另外，鉛酸電池還有一大優(yōu)勢(shì)，就是可以回收循環(huán)利用，在美國(guó)，目前的鉛酸電池回收率高達(dá)98.5%，我國(guó)的鉛酸電池回收率也達(dá)到了90%?？偟膩?lái)說(shuō)，鉛酸電池雖然是上個(gè)世紀(jì)產(chǎn)生的技術(shù)，但隨著科技的發(fā)展，鉛酸電池不斷得到改良，所以才能夠在市場(chǎng)上如此活躍。

1.2 鎳氫、鎳鎘電池

鎳鎘電池作為動(dòng)力電池的一種，具有良好的大功率放電性能，大多應(yīng)用于電動(dòng)工具領(lǐng)域。鎳氫電池與鎳鎘電池相比較，體積比、能量比更高，記憶效應(yīng)較小。在新能源汽車(chē)的研發(fā)應(yīng)用中，鋰離子電池的性能明顯優(yōu)于鎳鎘電池，發(fā)展前景也更為廣闊，所以大部分廠(chǎng)家都不再使用鎳氫、鎳鎘電池作為汽車(chē)能源。就目前的發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，鎳氫、鎳鎘電池在新能源汽車(chē)領(lǐng)域已經(jīng)失去了市場(chǎng)。

1.3 鋰離子電池

目前市面上使用最多的新能源汽車(chē)電池就是鋰離子電池?，F(xiàn)在，其比能量達(dá)到了150Wh/kg，比功率達(dá)到了1 600W/kg，并且，隨著科研的進(jìn)行，其各項(xiàng)性能指標(biāo)參數(shù)還會(huì)不斷地提高。鋰離子電池的電解液可以分為兩種，聚合物電解質(zhì)及液體電解質(zhì)。目前，聚合物電解質(zhì)的鋰離子電池是研發(fā)和市場(chǎng)應(yīng)用的主流。聚合物成分可以是三元鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰、鈷酸鋰等，不同聚合物成分的各類(lèi)電池在性能、安全性、壽命、生產(chǎn)成本方面各有優(yōu)勢(shì)，總體性能不相上下。市面上的電動(dòng)汽車(chē)，廠(chǎng)家根據(jù)需求不同選擇不同的聚合物電池，例如，比亞迪E6主打安全穩(wěn)定、壽命長(zhǎng)，所以選用了磷酸鐵鋰電池；日產(chǎn)聆風(fēng)為了在各項(xiàng)性能均衡的前提下降低生產(chǎn)成本，所以選用了錳酸鋰電池。

1.4 燃料電池

燃料電池與傳統(tǒng)定義的電池稍有不同，其本身不是通過(guò)不斷的充電放電進(jìn)行工作，而是利用儲(chǔ)存的燃料進(jìn)行發(fā)電。其使用的燃料有甲烷、甲醇、乙醇、氫氣等，其中氫氣作為燃料的燃料電池被看作零污染的理想型電池。目前，歐美、日本等國(guó)家都對(duì)燃料電池的研發(fā)給予了大力度的長(zhǎng)期支持，并且現(xiàn)階段已經(jīng)取得了一定的成果。我國(guó)雖然對(duì)于燃料電池的研發(fā)給與了大力度的支持，但是電池技術(shù)上一直處于落后狀態(tài)。這主要是由于技術(shù)難度過(guò)大，研發(fā)成本過(guò)高，配套設(shè)施的實(shí)現(xiàn)可能幾乎沒(méi)有，科研人員對(duì)于燃料電池的研發(fā)熱情也不高。因此，我國(guó)燃料電池技術(shù)成熟、市場(chǎng)大規(guī)模應(yīng)用的道路還很漫長(zhǎng)。

2 理想動(dòng)力電池的特征及展望

目前，鋰離子電池雖然占據(jù)了大部分的市場(chǎng)，性能不斷提高，壽命也越來(lái)越長(zhǎng)，但作為新資源汽車(chē)的電池，能夠提升的方面還有很多。筆者認(rèn)為，新能源汽車(chē)的動(dòng)力電池應(yīng)當(dāng)具有的特征有：充電迅速、配套設(shè)施完善；電池體積小、輕便、一次蓄能量大、續(xù)航里程足夠遠(yuǎn)；電池性能穩(wěn)定、安全性高、維修方便、壽命能夠長(zhǎng)于汽車(chē)其他組件壽命；原料充足、造價(jià)便宜、環(huán)境友好。

以上理想動(dòng)力電池的特征并不是不切實(shí)際的，根據(jù)目前動(dòng)力電池的發(fā)展趨勢(shì)，研發(fā)出具備上述全部特征的動(dòng)力電池只是時(shí)間問(wèn)題。隨著科學(xué)的進(jìn)步，新材料、新技術(shù)、新工藝會(huì)不斷產(chǎn)生，理想的動(dòng)力電池也會(huì)隨之產(chǎn)生。近兩年來(lái)報(bào)道的新型電池已經(jīng)能夠給人們帶來(lái)新的希望，例如：2014年11月，路透社報(bào)道，以色列的一家動(dòng)力電池公司稱(chēng)研發(fā)的新型納米電池可以在短短幾分鐘內(nèi)給一輛電動(dòng)汽車(chē)充滿(mǎn)電。

3 結(jié)語(yǔ)

人們經(jīng)?？梢钥吹叫滦碗姵氐膱?bào)道，但實(shí)際投入市場(chǎng)的新型電池卻寥寥無(wú)幾。其實(shí)，這些電池都還處于研發(fā)狀態(tài)，在量產(chǎn)的道路上還有很多問(wèn)題亟待解決，像是電池性能不穩(wěn)，安全性不高，工藝不成熟或是原料稀缺造成造價(jià)過(guò)高，配套設(shè)施建設(shè)有困難等等，但是，在技術(shù)工藝發(fā)展迅猛的當(dāng)下，我們有理由相信，通過(guò)科研工作者的孜孜以求，新型的動(dòng)力電池會(huì)很快推向新能源汽車(chē)的市場(chǎng)。

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