衡展鵬 王治 常進(jìn) 師鈺明 梁棟材

摘要：目前我國(guó)大力支持新能源產(chǎn)業(yè)，新能源汽車(chē)行業(yè)得到了穩(wěn)定的發(fā)展。從新能源角度來(lái)看，電池將作為動(dòng)力來(lái)源，作為核心的技術(shù)決定了新能源汽車(chē)在未來(lái)是否能夠取代傳統(tǒng)燃油車(chē)的關(guān)鍵。如果新能源汽車(chē)在電池的完成技術(shù)突破，那么新能源汽車(chē)行業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)將不復(fù)存在，一切產(chǎn)業(yè)前景都是空談。本篇文章談?wù)摰氖切履茉?，電?dòng)汽車(chē)電池現(xiàn)狀以及發(fā)展趨勢(shì)著重分析新能源電動(dòng)汽車(chē)的電池技術(shù)。希望能夠解決新能源汽車(chē)電池問(wèn)題并提出有效的思路。

關(guān)鍵詞：新能源;汽車(chē);電池

1 引言

傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)將會(huì)消耗大量能源，會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重的污染，這將使其發(fā)展受到阻礙。隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的不斷增強(qiáng)，人們對(duì)生活水平的要求也不斷提高，越來(lái)越重視低碳出行，新能源汽車(chē)便成為了首要選擇。盡管目前新能源電池技術(shù)存在安全性，可靠性，穩(wěn)定性不足等問(wèn)題限制了新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，但是由于我國(guó)可持續(xù)發(fā)展政策不斷推行，電動(dòng)汽車(chē)制造商也越來(lái)越重視新能源電池技術(shù)的開(kāi)發(fā)，企業(yè)經(jīng)營(yíng)圍繞新能源電池進(jìn)行研究，力求研發(fā)具有超長(zhǎng)續(xù)航能力的電池產(chǎn)品，推動(dòng)新能源汽車(chē)的發(fā)展。

2新能源汽車(chē)技術(shù)研究背景

近年來(lái)今天汽車(chē)成為熱點(diǎn)，其出現(xiàn)改變了大多數(shù)人們的駕駛習(xí)慣。從產(chǎn)品上市就有了大批用戶(hù)，通過(guò)第一批新能源車(chē)主反饋來(lái)看，新能源汽車(chē)電池存在的問(wèn)題有充電困難，續(xù)航較差，安全系數(shù)低等問(wèn)題，而新能源汽車(chē)電池占整車(chē)價(jià)格的80%，更換電池如同換輛新車(chē)，所以推動(dòng)新能源汽車(chē)行業(yè)不斷發(fā)展，需要加強(qiáng)電池技術(shù)的研究，增強(qiáng)其續(xù)航能力增加壽命，提高安全性和穩(wěn)定性。

3目前常用的新能源電池技術(shù)

3.1鎳氫電池

鎳氫電池是在鎘氫電池發(fā)展下產(chǎn)生的，由吸氫合金形成負(fù)極和堿式氧化鎳形成正極以及氫氧化鉀電解液組成。擁有充電時(shí)間短，容量大的特點(diǎn)，但是由于金屬鎳在市場(chǎng)中價(jià)格較高，無(wú)法大規(guī)模的在建筑模式的領(lǐng)域中普及。與其他電池相比較盡管能量密度小，但是穩(wěn)定性很高，相信在不久將來(lái)鎳氫電池必將成為混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)中的廣泛應(yīng)用。

3.2鉛酸電池

鉛酸電池也就是在稀硫酸電解液作用下，由正極板和負(fù)極板兩部分組成。這種電池性能指標(biāo)在于比功率和比能量相對(duì)較小，電池循環(huán)周期短，充電時(shí)間較長(zhǎng)，由于此原因，所以在新能源市場(chǎng)上并沒(méi)有過(guò)多使用。但是這種電池技術(shù)比較完善，可以到規(guī)模生產(chǎn)，生產(chǎn)成本低，有極大的發(fā)展空間，目前可以應(yīng)用于短行程的汽車(chē)中。

3.3燃料電池

燃料電池是由正極負(fù)極和電解質(zhì)隔膜組成，目前我國(guó)研發(fā)的燃料電池主要是氫燃料電池，只需要燃料和空氣即可，無(wú)需充電，氫燃料電池功率密度高，供電效率大，同時(shí)不會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境帶來(lái)影響，但是氫燃料的生產(chǎn)難度高，不宜存儲(chǔ)，而且氫燃料電池加氫站建設(shè)仍需要大量資金。就目前情況而言，燃料電池電動(dòng)車(chē)仍在開(kāi)發(fā)階段，短時(shí)間內(nèi)無(wú)法大規(guī)模普及。

4新能源汽車(chē)電池技術(shù)問(wèn)題

4.1充電困難

新能源汽車(chē)的充電方式主要有有線傳導(dǎo)式，無(wú)線感應(yīng)式，電池更換式三種。電池更換式充電，不適用于大型客車(chē)，而且標(biāo)準(zhǔn)化程度不夠，操作極為繁瑣;而無(wú)線感應(yīng)式充電，在電池感應(yīng)中消耗較大，長(zhǎng)期使用不夠經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。只有有線傳導(dǎo)式充電是最有效的，充電速度仍然是充電汽車(chē)的通病，與燃油汽車(chē)幾分鐘加油速度難以比較。而太陽(yáng)能充電板的方式發(fā)電效率低。每天在太陽(yáng)暴曬下產(chǎn)生的電量只夠數(shù)公里續(xù)航，而且太陽(yáng)能續(xù)航電池板的數(shù)量也會(huì)增加相應(yīng)的成本，并且還會(huì)造成安全隱患。目前新能源汽車(chē)電池技術(shù)研究主要針對(duì)電池充電慢問(wèn)題。各大企業(yè)聚集電池原材料研發(fā)“快充式新能源汽車(chē)”。

4.2續(xù)航問(wèn)題

目前新能源電動(dòng)汽車(chē)購(gòu)電池更換成本高，壽命和續(xù)航時(shí)間短，各個(gè)企業(yè)仍然沒(méi)有解決此問(wèn)題的關(guān)鍵技術(shù)，新能源電池能用多久？多久換一次？一次要花多少錢(qián)？本質(zhì)上反映了新能源汽車(chē)電池的質(zhì)量。同時(shí)如何將鋰電池回收延長(zhǎng)電池的壽命，如何環(huán)保利用也是一個(gè)根本的問(wèn)題。

4.3安全性問(wèn)題

在新能源汽車(chē)產(chǎn)品配置分析，既需要保證其駕駛能力，還要保證駕駛的安全性和穩(wěn)定性。以往企業(yè)面臨的新能源汽車(chē)電池問(wèn)題：如若使用續(xù)航能力高的動(dòng)力電池安全性將會(huì)極大的降低。使用安全性較好的電池，則續(xù)航能力則不能得到滿足。而三元鋰電池的出現(xiàn)能有效的解決續(xù)航能力和安全性兼顧問(wèn)題。

5新能源汽車(chē)電池技術(shù)發(fā)展方向

5.1提高電池高性能水平

新能源汽車(chē)使用狀況來(lái)看，動(dòng)力汽車(chē)在壽命周期以及單次形成過(guò)程中，動(dòng)力性能為持續(xù)衰減狀態(tài)。而發(fā)動(dòng)機(jī)不同其動(dòng)力性能保持不變，這是電動(dòng)汽車(chē)劣勢(shì)。目前中外新能源汽車(chē)企業(yè)和電池供應(yīng)商都對(duì)此問(wèn)題進(jìn)行了積極的探討，力求研發(fā)一個(gè)超長(zhǎng)壽命的電動(dòng)電池，縮小與發(fā)動(dòng)機(jī)性能的差距。隨著技術(shù)水平的不斷提高，當(dāng)長(zhǎng)壽命電池進(jìn)行商業(yè)化處理，將會(huì)帶來(lái)極大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，可以增加電動(dòng)汽車(chē)的保值率應(yīng)得更多的用戶(hù)，增加汽車(chē)在二手市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)力。由于高水平技術(shù)的支持動(dòng)力，電池的回收再利用率將會(huì)極大的提高，整體效益水平能夠得到提升。為了達(dá)到出高性能的新能源電池產(chǎn)品，還將面臨極大的技術(shù)挑戰(zhàn)。各個(gè)企業(yè)都在不斷的加大技術(shù)研發(fā)資金投入，隨著技術(shù)研究不斷突破未來(lái)新能源電池產(chǎn)品的新的水平將會(huì)有所提升。

5.2加強(qiáng)技術(shù)推廣

為了實(shí)現(xiàn)推動(dòng)新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的目的，需要加大新能源汽車(chē)電視技術(shù)上的推廣力度。由于補(bǔ)貼逐年減少，比亞迪的電池原材料業(yè)務(wù)模塊開(kāi)始了與鋰電池資源相關(guān)合作，開(kāi)放了電池業(yè)務(wù)，減小了成本壓力。通過(guò)將已有資源共享，行業(yè)進(jìn)行多方合作，發(fā)揮規(guī)模效益，來(lái)緩解補(bǔ)貼逐年降低沖擊。只有技術(shù)的“交流”與“共享”水平的不斷提高，才會(huì)加快新能源汽車(chē)技術(shù)困境的破解，為新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展提供極大的技術(shù)支持和保障，企業(yè)間的相互合作能夠釋放更多動(dòng)力，促進(jìn)新能源汽車(chē)健康持續(xù)發(fā)展。

5.3加大政府支持

新能源汽車(chē)電池技術(shù)發(fā)展的水平，是新能源汽車(chē)所能達(dá)到的高度。近年來(lái)，能量密度成為電池企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的重點(diǎn)之一，動(dòng)力電池企業(yè)的發(fā)展，還是要從提升電池密度，增強(qiáng)電池安全性入手，只有不斷的加大研發(fā)力度，全面提高電池的科技水平，才為新能源汽車(chē)提供良好的技術(shù)保障，我國(guó)政府部門(mén)也應(yīng)該對(duì)此進(jìn)行政策支持。目前有很多企業(yè)盡管都采用相應(yīng)的和手段解決了電池安全性的問(wèn)題，但隨之而來(lái)的便是電池價(jià)格的提升。由于相關(guān)政策快速調(diào)整，許多產(chǎn)品并沒(méi)有達(dá)到相應(yīng)成熟的技術(shù)水平，這將會(huì)對(duì)市場(chǎng)造成極大的影響。為了要確保了新能源汽車(chē)電池安全穩(wěn)定，保障消費(fèi)者生命財(cái)產(chǎn)安全，這需要相關(guān)部門(mén)對(duì)新能源電池技術(shù)進(jìn)行大力支持，并且建立起完善的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

5.4材料方面創(chuàng)新

新能源汽車(chē)電池所使用的材料可以進(jìn)一步創(chuàng)新：

（1）采用具有更大的壓實(shí)密度的材料。

（2）采用高導(dǎo)電性能且強(qiáng)粘結(jié)性的活性材料，降低粘結(jié)劑和導(dǎo)電劑在其中的使用，有利于提高材料的加工效率及使用性能。

（3）采用厚度反彈相對(duì)小的物質(zhì)材料，當(dāng)電池在循環(huán)使用后，會(huì)出現(xiàn)厚度反彈現(xiàn)象，所以在電池設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)預(yù)留出相應(yīng)的反彈空間，如果使用厚度反彈性能小的材料，那么便能較少反彈空間。

結(jié)語(yǔ)：

綜上所述，新能源汽車(chē)的電池技術(shù)絕對(duì)了新能源汽車(chē)的命運(yùn)，目前我國(guó)新能源汽車(chē)電池雖初具規(guī)模，有著多種形式，但仍存在著些許不足。本篇文章便是結(jié)合新能源汽車(chē)電池技術(shù)問(wèn)題以及相應(yīng)的解決措施進(jìn)行分析。希望可以對(duì)我國(guó)未來(lái)新能源汽車(chē)電池發(fā)展起到一定作用，以期望我國(guó)新能源汽車(chē)可以快速發(fā)展，為我國(guó)可持續(xù)發(fā)展做出杰出貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 柯尚偉.新能源汽車(chē)電池技術(shù)創(chuàng)新分析[J].農(nóng)機(jī)使用與維修，2020，（第12期）.

[2]朱捷爾.新能源汽車(chē)電池技術(shù)創(chuàng)新探討[J].南方農(nóng)機(jī)，2020，（第9期）.

[3] 盧臣.新能源汽車(chē)電池技術(shù)存在的問(wèn)題及對(duì)策[J].南方農(nóng)機(jī)，2020，（第14期）.

中北大學(xué) 山西太原 030051