电动汽车电池的现状及发展趋势

刘长军

摘 要：电动汽车电池作为汽车电机发展的核心，同时也是电气工业和汽车工业两大产业融合的关键节点。据此，本文针对目前汽车电池研究的现状进行了重点分析，并对未来行业的发展趋势进行了探讨。

关键词：汽车；污染；燃料；能源危机；能效

现代化的汽车工业发展使得人们可以将汽车作为简单的代步工具，同时也因为大批量的汽车制造和使用造成了不少的问题。随着汽车数量的日益增加，燃油等不可再生能源的大量消耗在不同区域内引发了不同程度的能源危机，同时也因为汽车尾气排放引发了严重的环境污染。为了有效缓解这一系列的危机，包括我国在内的不少国家以及将电动汽车的发展计划提上了日程。电动汽车作为电力驱动的汽车，其在污染和能源再生上具有相当的优势，成为目前实现“绿色”出行的重要代步工具。随着该项技术的不断发展和完善，目前我国的电动汽车已经初具规模，并在日常生活中发挥着日益重要的作用。

1 电动汽车电池的发展现状

事实上，电动汽车要先于燃油汽车得到研发和使用，1873 年的英国就已经诞生了可用于使用的电动汽车，而德国研发的燃油汽车则在十多年后才投入使用。但是燃油汽车技术的发展却更加迅速，但是电动汽车在续航时间和输出公路上的研发工作一直未能取得突破性的进展，在20世纪中叶近30年的时间里一直停滞不前。

现阶段，在电动汽车竞争力上的翘楚是特斯拉（TESLA），该厂商的电动汽车利用松下生产NCA系列钴酸锂电池组进行供能，实现了单颗电池3100毫安的容量。目前，特斯拉 MODEL X的行驶里程已经达到470km，同时可以实现百千米加速2.7S的惊人效果；即使是入门级的特斯拉 MODEL 3也能达到400km的续航。钴酸锂电池具有相当突出的特点，不仅结构稳定、单位容量高，同时也具有良好的综合性，但是在安全性上的较高要求会导致成本增加。

目前，我国已经成为了全球最大的汽车生产和消费大国，在政策的引导下，电动汽车的发展也相当迅猛。尤其是以比亚迪为首的电动汽车厂商在技术上取得了相当惊人的成功，不仅在2015年取得了近六万的销量，并且在2016年实现了对十万大关的跨越，两年总计159000辆。这一数据使得比亚迪成为了新能源汽车销量的全球第一。目前，我国比亚迪电动汽车所采用的电池为自主研发的磷酸铁锂电池，其在放电效率（最高可达90%）上具有更高的水平，同时也在续航上取得了相当的成功，例如比亚迪E6的续航里程可达300km。比亚迪所采用磷酸铁锂电池很大程度上改善了原有的安全隐患和循环寿命短的问题。与此同时，比亚迪汽车在磷酸铁锰锂电池上的研究也取得了相当的进展，不仅能量密度有了较大程度的增加，同时也控制了成本。据悉最新款的比亚迪 E6 电动车在实验中可以实现超过400km的续航能力。

作为限制电动汽车动力的重要因素，过去电池充电时间过长也影响巨大。因为相对于燃料汽车的动力补充而言，汽油箱加满只需要几分钟的时间，而电动汽车的充电周期则有可能高达八个小时，甚至会超过十个小时，效率对比十分明显。过去电动汽车在对于上的劣势十分明显，在不断的研究和实践之后，发现了石墨烯电池。该电池可以实现在二十分钟至一个小时内的快速充电（达到80%电量），效率有了很大程度的提升。目前，电动汽车优势在于对动力的控制和驱动，同时也能够尽快的融入互联网技术，智能性和便捷性有很大程度的优势。在不断的投入和研究之后，相信会在技术和成本上取得更大的成功，电动汽车也会逐步替代燃油汽车，缓解能源危机和环境污染。

2 未来电动汽车电池的发展趋势

当前，影响电动汽车行使效率提升的主要因素是续航里程短、车身重、电池造价高以及安全隐患等方面。虽然目前这类问题有不少应急处理模式，但是长期来看，电动汽车的发展仍旧需要从电池能力密度、安全性能以及价格等方面来进行努力。

现阶段，之所以锂离子电池在应用上仍旧是主要模式，主要是因为其在单体电池上具有相当的 “理论”性能优势。在该类电池作为电池组模式进行供电时，其实际性能水平的发挥往往难以达到单体电池的“理论值”水平，同时电池系统的循环寿命也会有所下降，电动汽车的整体使用成本居高不下，将会成为巨大的制约。

即使是我国最广泛应用的磷酸铁锂和锰酸锂正极的锂离子动力电池，电池组的系统能量密度也不足90Wh/kg。我国为了推动车用电池的发展，也协同工信部和科技部门将相应的规划，例如：《新能源汽车技术政策研究》和《电池工业十二五发展规划》。总体而言，近几年来我国电机驱动技术的发展取得了惊人的成功，与国际先进水平的差距主要集中在电池组能源系统在能量密度方面的不足所导致的续航里程方面，但也正式这一差距也严重影响了我国消费者对于电动车购买上的积极性。然而，在我国政府的政策引导和支持下，有望在未来五年的时间里在锂离子电池工业上取得令人满意的成果。

3 结语

电动汽车电池作为汽车的储能装置，需要保有一定的储量来保障汽车可以行驶相应的里程，同时还需要在高加速或者高速状态下的电机转动下保持电力输出，实际上的要求不低。目前市场的车用电池还具有较高的价格，实验室也在不斷在价格、续航时间、输出功率以及尺寸等方面进行优化，这一阶段的优化成功后，必然会推动电动汽车的不断发展。事实上，电动汽车的普及不仅仅是通过电池组的容量、功率等方面决定的，同时还需要国家推动充电设施和网络的覆盖，以政策法规引导燃料汽车的转换等等。

参考文献

[1]李伟.电动汽车电池现状及发展趋势研究[J].科技创新与应用，2014，（35）：60.

[2]夏溦.燃料电池汽车发展现状——燃料电池汽车VS电池电动汽车，以及各大汽车制造商的行动[J].新经济导刊，2015，（8）：44-46.

[3]袁彤煜.电动汽车电池的现状及发展趋势[J].科技展望，2016，（15）：285.

（作者单位：盐城市人民政府办公室）