王大金

摘 要：電池技術是新能源汽車發(fā)展的關鍵技術，也是影響新能源汽車規(guī)?；a(chǎn)和大范圍普及的重要障礙。新能源汽車動力電池包括鉛酸電池、鎳氫電池、鎳鎘電池、鋰電池、燃料電池等，眾多動力電池技術中鋰電池的優(yōu)勢最為明顯、應用前景也最為廣泛，所以當前鋰電池技術在新能源汽車上應用廣泛，但鋰電池技術也面臨著許多技術難度，急需在技術、成本等方面進行突破。從總體上看新能源汽車動力電池呈現(xiàn)出智能化、規(guī)?；?、合作化的發(fā)展趨勢，發(fā)展勢頭也比較好。

關鍵詞：新能源汽車 動力電池 應用現(xiàn)狀 發(fā)展趨勢

新能源汽車是以太陽能、電能、風能等非化石能源作為車用燃料的汽車。新能源汽車在車輛動力控制、驅動技術等方面應用了許多先進技術。當前新能源汽車以電動汽車為主要形式，所面臨的技術問題表現(xiàn)在電池、電機、電控等方面，其中動力電池技術是新能源汽車技術問題的關鍵因素，也是社會各界普遍關心的新能源汽車發(fā)展問題。

一、新能源汽車動力電池的主要類型

從總體上看，新能源汽車動力電池包括鉛酸電池、鎳氫電池、鎳鎘電池、鋰電池、燃料電池等，這些動力電池各有優(yōu)劣之處，在新能源汽車上應用狀況也各不相同。[1]

鉛酸電池。鉛酸電池是最成熟的電池技術，當前多數(shù)人都認為鉛酸電池的環(huán)境污染程度高、技術水平比較差、使用起來不方便，應當逐步淘汰鉛酸電池。事實上鉛酸電池仍有著廣闊的市場空間，90%以上的低速電動車、電動自行車等都使用鉛酸電池。近年來鉛酸電池的性能也有了較大改善，放電功率由20Wh/kg上升至40Wh/kg，使用壽命有350次上升至4000多次。同時，鉛酸電池可回收技術也有了較大突破，回收利用率達到90%左右，這次促使鉛酸電池保持較快發(fā)展勢頭。

鎳氫及鎳鎘電池。鎳鎘及鎳氫電池具有大倍率放電、記憶效應小等特征，被廣泛用于電動工具上。當前很少有汽車廠家使用鎳鎘或鎳氫電池，僅有豐田普銳斯采用鎳氫電池，但豐田普銳斯高配車型也改用了鋰電池。

鋰電池。鋰電池性能比較優(yōu)越，比能量和比功率已經(jīng)達到150Wh/kg左右和1600W/kg，并且隨著鋰電能技術的發(fā)展，鋰電池的各項技術參數(shù)仍在不斷提高。鋰電池可分為液體和聚合物兩種電解質，當前聚合物鋰電池是鋰電池發(fā)展的主要方向，聚合物電解質鋰電池可分為三元鋰、錳酸鋰等形式，這幾類鋰電池在性能上不分上下，在新能源汽車上也各有應用。從總體上看鋰電池是當前新能源汽車中最主要的能量來源形式。

燃料電池。所謂燃料電池就是將氫、甲醇、甲烷等作為燃料，通過燃料燃燒的方式釋放能量，為汽車提供動力。當前美國、歐盟等在燃料電池研究上進行了許多投入，并且將燃料電池技術用于新能源汽車上，但是我國燃料電池技術發(fā)展落后，面臨著技術難度大、技術配套設施落后等問題。

二、新能源汽車動力電池的應用現(xiàn)狀

電池技術是新能源汽車發(fā)展的關鍵技術，也是影響新能源汽車規(guī)?；a(chǎn)和大范圍普及的重要障礙。只有在動力電池技術上取得新突破，才能很好地解決新能源汽車行駛里程短、生產(chǎn)成本高、總體性能差等問題。理想的新能源汽車電池應當具有電池體積小、續(xù)航里程長、電池性能好、充電時間短、電池安全性好等特征，便于維護或維修。在眾多動力電池技術中，鋰電池的優(yōu)勢最為明顯、應用前景也最為廣泛，所以當前鋰電池技術在新能源汽車上應用廣泛，為此，本節(jié)以鋰電池技術為主，分析新能源汽車動力電池的應用現(xiàn)狀。[2]

進入21世紀以來中國大力發(fā)展新能源汽車，以磷酸鐵鋰為主的鋰電池技術逐步占據(jù)主導地位，此后三元鋰電池技術又逐步占據(jù)主導技術。當前三元材料動力電池體系中鎳鈷錳酸鋰占主導，正在低鎳向高鎳的方向上突破。不過從總體上看鋰電池技術的許多技術指標并不理想，仍面臨著電芯價格高、電芯壽命短、電芯安全性差、電芯能量密度小等問題，不能很好地滿足新能源汽車對動力電池的要求。比如隨著新能源汽車補貼的減少，電芯價格較高問題比較嚴重，需要將電芯價格下探到0.7元/Wh，但是現(xiàn)在的電信價格遠遠達不到這種要求。當前電芯壽命多為8年左右，如果電池使用過度的話，壽命將難以達到8年，與10年左右的預期壽命之間仍有較大距離。同時電芯安全性、能量密度等都還不夠好，與新能源汽車電池技術的要求還有較大距離。

此外，電池比能量對新能源汽車的發(fā)展也有較大影響，當前緊湊型轎車的電池能量為40-50kWh，對應的續(xù)航里程為350-400千米;跑車和大型suv的電池能量為110-120kWh，對應的續(xù)航里程為600千米以上。這些續(xù)航里程還遠遠不能滿足新能源汽車的發(fā)展要求，然而要增加新能源汽車的續(xù)航里程僅僅依靠增加電池數(shù)量是不夠的，電池數(shù)量越多，體積和重量也會越多，這樣可能會影響續(xù)航里程。[3]當前國內新能源汽車廠家的電池能量密度都在150kWh/kg左右，續(xù)航里程也都在400左右，這樣的續(xù)航里程還不能很好地滿足用戶需要，許多消費者都將1000千米作為新能源汽車續(xù)航里程上的重要要求，如果續(xù)航里程過低，往往難以很好地滿足消費者需要，并影響新能源汽車產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。在固態(tài)電池上許多汽車廠商都加大了投入和研發(fā)力度，大眾汽車公司就宣布投資1億美元研發(fā)固態(tài)電池，本田、豐田等日本汽車制造商也都在固態(tài)鋰電池技術上加大了投入力度。但從總體上看固態(tài)鋰電池技術在短期內很難有質的突破，新技術在短期內也不可能廣泛用于商業(yè)領域。

三、新能源汽車動力電池的發(fā)展趨勢

我國是世界上最大的新能源汽車生產(chǎn)國和消費國，在全球新能源電池市場上也占據(jù)重要位置，這些為我國新能源汽車動力電池技術的發(fā)展創(chuàng)造了良好條件。從總體上看，我國新能源汽車動力電池呈現(xiàn)出智能化、規(guī)?；⒑献骰陌l(fā)展趨勢，發(fā)展勢頭也比較好。

首先，技術智能化。隨著大數(shù)據(jù)技術和智能技術的發(fā)展，各個行業(yè)都呈現(xiàn)出智能化的發(fā)展趨勢，同樣汽車動力電池技術也逐步走向智能化，電池研發(fā)、測試、生產(chǎn)及銷售等都呈現(xiàn)出智能化特點，比如在汽車動力電池制造中可以用機器代替人力，提高工業(yè)生產(chǎn)效率，降低企業(yè)的人力成本。在汽車動力電池測試、維修、使用等過程中都可以使用智能技術，提高動力電池的智能化程度。

其次，規(guī)?；a(chǎn)。當前許多汽車廠商都面臨著電池成本過高的問題，所以有效降低動力電池制造成本成了動力電池發(fā)展的重要方向。當前降低電池制造成本的方式有兩種：一是以嶄新的技術提高電池的質量及壽命，以此降低動力電池成本;二是以規(guī)模化生產(chǎn)的方式降低單位產(chǎn)品的成本，從整體上降低電池成本;三是推動電池回收技術發(fā)展，建立完整的動力電池回收產(chǎn)業(yè)鏈，提高動力電池回收效率。

此外，合作化發(fā)展。從總體上看新能源汽車動力電池是一個涉及原材料生產(chǎn)、技術研發(fā)、規(guī)?；a(chǎn)等多方面內容的復雜系統(tǒng)，許多整合生產(chǎn)鏈、資金鏈、技術鏈等，建構合作共同、共同開發(fā)的產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式。比如在動力電池生產(chǎn)領域，可以支持中小型企業(yè)的發(fā)展，讓相關中小企業(yè)都能夠參與到電池生產(chǎn)活動，進而形成完整的動力電池產(chǎn)業(yè)鏈;在技術研發(fā)中要充分發(fā)揮高校、高科技企業(yè)、科研院所的技術優(yōu)勢，建構產(chǎn)學研相結合的技術成果轉化體系。

新能源汽車是汽車行業(yè)發(fā)展的新趨勢，大力發(fā)展新能源汽車是化解能源短缺、環(huán)境污染等問題的重要方式。其中，動力電池是新能源汽車的重要組成部分，也是當前新能源汽車發(fā)展的技術短板，所以應當深入研究新能源汽車動力電池所面臨的問題，推動新能源汽車動力電池技術發(fā)展。

參考文獻

[1] 楊帆，孔方方.國內外新能源汽車動力電池發(fā)展及供求現(xiàn)狀[J].上海汽車，2014（09）.

[2] 鄭香偉.新能源汽車動力電池應用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].內蒙古科技與經(jīng)濟，2016（23）.

[3] 王建建，劉效磊.新能源專用車市場發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢判斷[J].專用汽車，2016（3）.