徐建軍，黃正軍，方永壽

（浙江省金華市金華職業(yè)技術(shù)學(xué)院，浙江 金華 321000）

電池是電動(dòng)汽車核心部件，鋰離子電池以其良好的充放電性能在各國(guó)著名，成為研發(fā)者爭(zhēng)先恐后研究的對(duì)象?，F(xiàn)在市面上可以應(yīng)用的的鋰離子電池品種眾多，數(shù)量龐大，質(zhì)量確是良莠不齊[1]。怎樣充分利用鋰離子電池技術(shù)為電動(dòng)汽車的發(fā)展提供技術(shù)支持，是本文所要研究的重點(diǎn)和要點(diǎn)，及時(shí)跟進(jìn)和了解鋰離子電池的市場(chǎng)動(dòng)態(tài)和技術(shù)革新，可以進(jìn)一步加快促進(jìn)我國(guó)電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展。

1 鋰離子電池基本性能研究

就目前市場(chǎng)調(diào)研表明：鎳氫電池、鉛酸電池和鋰離子電池 （鋰離子電池和鋰聚合物電池） 這幾種電池技術(shù)是比較先進(jìn)并且使用量是相當(dāng)大的。但仍然沒(méi)有一種電池能夠在每個(gè)方面都占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。這說(shuō)明在當(dāng)前電動(dòng)汽車領(lǐng)域存在著多種電池共存的局面，也正是由于這個(gè)原因，不同的電池在不同程度上都存在著一定的缺點(diǎn)，使我國(guó)電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)在發(fā)展速度上受到一定的可控性制約因素，而沒(méi)有大規(guī)模發(fā)展[2]。圖1為鎳氫電池、鉛酸電池和鋰離子電池 （鋰離子電池和鋰聚合物電池） 的發(fā)電時(shí)間與發(fā)電量的對(duì)比。

由圖1可以看出,在目前電池市場(chǎng)中,鋰離子電池的各種可用性能可以達(dá)到相對(duì)最佳, 相同質(zhì)量和密度的鋰離子電池的儲(chǔ)電性可以高于鉛酸電池2～3倍, 高于鎳氫電池1～2倍。鋰離子電池的最大缺點(diǎn)就是價(jià)格高和功率大，在人們的日常生活中不能得到普及，安全性也是它的另一個(gè)主要缺點(diǎn)。根據(jù)調(diào)查發(fā)現(xiàn)2017年鋰離子電池的價(jià)格比鉛酸電池高500 USD/k W·h，人們?cè)趦r(jià)格方面的要求又比較嚴(yán)格，所以對(duì)鋰離子電池來(lái)講價(jià)格劣勢(shì)是顯而易見(jiàn)的。鋰離子電池的主要核心型原材料就是鋰礦石資源，當(dāng)前我國(guó)的離礦資源儲(chǔ)量非常多, 已開采的鋰礦總儲(chǔ)量可在世界鋰礦排行榜中居第二。鋰礦不僅在礦山中開采，也存在于海水中, 在條件允許的情況下可以采用太陽(yáng)能技術(shù)直接在海水中提煉開采鋰礦石。

圖1 電動(dòng)汽車電池性能比較

2 電動(dòng)汽車對(duì)鋰離子電池性能評(píng)估

電動(dòng)汽車從種類上可分為純電動(dòng)汽車、燃料電池電動(dòng)汽車和混合動(dòng)力電動(dòng)汽車。大功率高儲(chǔ)電量的電池是電動(dòng)汽車所需要的。燃料電池電動(dòng)汽車主要靠燃料電池提供電能，和串聯(lián)形式混合電動(dòng)汽車的需求差不多，下面將電動(dòng)汽車分為純電動(dòng)汽車和混合動(dòng)力電動(dòng)汽車兩類分別進(jìn)行研究。

2.1 純電動(dòng)汽車用鋰離子電池

純電動(dòng)汽車通俗講就是只依靠動(dòng)力進(jìn)行發(fā)電與儲(chǔ)電，這種電能是通過(guò)外界自然能量對(duì)其提供發(fā)電的，例如太陽(yáng)能、風(fēng)能等。所以這種形式下的發(fā)電與儲(chǔ)電都是一次性注入的，同時(shí)電動(dòng)汽車所有的耗電程序都僅靠電池完成，這就要求電池具備較大的功率輸出。鋰離子電池盡量做到以下幾點(diǎn)：①既要有優(yōu)良的功率特性也要有較大的能量特性；②電池儲(chǔ)電狀態(tài)便于觀察；③電池結(jié)構(gòu)在電動(dòng)汽車使用時(shí)沒(méi)有阻礙；④高壓并且串聯(lián)，使儲(chǔ)電量達(dá)到一致性要求。

2.2 混合動(dòng)力電動(dòng)汽車用鋰離子電池

混合動(dòng)力電動(dòng)汽車簡(jiǎn)單講就是把純電動(dòng)車技術(shù)和內(nèi)燃機(jī)技術(shù)相結(jié)合起來(lái)的產(chǎn)物，混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的重要組成部分就是鋰離子電池。電能和內(nèi)燃機(jī)更是電動(dòng)汽車的核心動(dòng)力，二者優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。針對(duì)混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的運(yùn)作效率就對(duì)電池有如下要求：①電池的功率要大于能量；②高倍率充放電，電池能量轉(zhuǎn)換效率要高；③電池在荷定狀態(tài)下要進(jìn)行淺性放電；④散熱性能要高，避免在炎熱的天氣下出現(xiàn)電池過(guò)熱的現(xiàn)象。

3 鋰離子電池在電動(dòng)汽車市場(chǎng)的發(fā)展建議

經(jīng)歷了近20年淘汰與革新的鋰離子電池市場(chǎng), 在2017年前, 每年的平均增長(zhǎng)率都高于13%。受到2018年短暫的全球范圍內(nèi)的經(jīng)濟(jì)危機(jī)影響, 出現(xiàn)了短暫性的下降。在未來(lái)預(yù)計(jì)將會(huì)隨著各種多功能領(lǐng)域的開拓與發(fā)展而使之在使用量和普及程度會(huì)出現(xiàn)持續(xù)上漲, 并且在更多方面逐步代替其他傳統(tǒng)電池。在電動(dòng)汽車市場(chǎng)中, 鋰離子電池的儲(chǔ)電量與充放電性能也是比較有優(yōu)勢(shì)的, 那么我們所期望的用鋰離子電池代替?zhèn)鹘y(tǒng)電池的方式也會(huì)盡快實(shí)現(xiàn), 并通過(guò)政府干預(yù)控制銷售量的方式升降高低比重。鋰離子電池也已經(jīng)在儲(chǔ)蓄電量方面開始應(yīng)用，電動(dòng)汽車對(duì)可以儲(chǔ)蓄高電量的電池面需求量巨大, 因此在這個(gè)市場(chǎng)需求范圍內(nèi)鋰離子電池有著非常大的前景。而且鋰離子電池在儲(chǔ)電量上已經(jīng)有了大規(guī)模的實(shí)際應(yīng)用，所以只要提高我國(guó)電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展速度，那么鋰離子電池的使用量必定會(huì)有大幅度提升。為了響應(yīng)世界綠色環(huán)保號(hào)召，我國(guó)政府也在積極倡導(dǎo)電動(dòng)汽車的推廣與普及，大力支持鋰離子電池在電動(dòng)汽車方面的應(yīng)用, 同時(shí)也為電動(dòng)汽車的發(fā)展提供政策支持。

隨著電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，人們對(duì)鋰離子電池的性能要求也逐漸提高，希望有更安全、儲(chǔ)電量最佳、造型小巧輕便的鋰離子電池出現(xiàn)。而創(chuàng)造出這樣一個(gè)鋰離子電池技術(shù)將成為技術(shù)人員們所追求的目標(biāo)，鋰離子電池的發(fā)展速度更是飛快，甚至超過(guò)了任意一種技術(shù)的發(fā)展。經(jīng)過(guò)探究表明，在未來(lái)幾年內(nèi)鋰離子電池將會(huì)超過(guò)我們的想象高速發(fā)展。

4 結(jié)語(yǔ)

電動(dòng)汽車和鋰離子技術(shù)有著相互依存而又相互作用的關(guān)系，而且電動(dòng)汽車對(duì)鋰離子技術(shù)的影響還有很多，因此在進(jìn)行探究時(shí)要全面的看問(wèn)題。但在進(jìn)行外形設(shè)計(jì)與部件大小時(shí)，又必須要將二者拆分開，根據(jù)自身的特點(diǎn)進(jìn)行獨(dú)立設(shè)計(jì)。將理論知識(shí)進(jìn)行分析后的結(jié)果一定是在進(jìn)行多次反復(fù)實(shí)踐后最終得出，再通過(guò)多次試驗(yàn)結(jié)果來(lái)檢驗(yàn)理論的準(zhǔn)確性或相差值。那么適最終制作出的鋰離子電池便是最試用于這個(gè)電動(dòng)汽車從，它可能不是鋰離子電池中儲(chǔ)電最高的，卻是最適合電動(dòng)汽車的。最后使該種方法得到普及，對(duì)我國(guó)電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展起到促進(jìn)作用。