浅析新能源汽车动力电池应用现状与发展趋势

龙曦　朱禹

摘 要：新能源汽车的三大核心技术包括电池、电控、电机，其中电池相关技术是人们最为关注、研究投入最大的问题。从上世纪研发出铅酸电池开始，到如今锂离子电池广泛应用于各方各面，在超过一个多世纪的时间里，科研工作者一直在不断地探索试图改进电池的性能。在对传统电池进行改良的同时，科研人员不断尝试新的技术和材料，创造出新型的电池。种种迹象表明，电池技术大改革的时代即将到来，各种新型的、性能优良的电池会渐渐出现在人们的生产生活之中。

关键词：电池技术；新能源汽车；动力电池

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

国家发改委对新能源汽车做出的定义为：“新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源（或使用常规的车用燃料、采用新型车载动力装置），综合车辆的动力控制和驱动；h-面的先进技术，形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车。”由此可知，“新能源汽车”使用的能源包括太阳能、核能、风能、电能等，即除去常规燃油之外的全部新型汽车能源。在全部新型汽车能源中，电能是目前最为合适的汽车能源，以电力作为动力驱动的汽车成为了新能源汽车研发的主流方向。其中，电力新能源汽车的充电问题成为全球关注的研究重点课题，即动力电池技术。

1 动力电池的应用现状

目前，在新能源汽车上实验的动力电池有以下几种：

1.1 铅酸电池

铅酸电池是一个多世纪前诞生的电池技术，人们普遍认为其技术落后、性能低下，污染环境，在电池技术快速发展的当下，是应当全面淘汰的电池技术。而实际情况却是，在电动车及小型电动汽车领域，铅酸电池的市场占有率达到了惊人的90%，虽然不被看好却被普遍使用。其实，近年来铅酸电池的性能已经得到了提升，能量由20Wh/kg以下提升到了目前的40Wh/kg左右，循环次数由原来的350次左右，提高到了最高4000多次。另外，铅酸电池还有一大优势，就是可以回收循环利用，在美国，目前的铅酸电池回收率高达98.5%，我国的铅酸电池回收率也达到了90%。总的来说，铅酸电池虽然是上个世纪产生的技术，但随着科技的发展，铅酸电池不断得到改良，所以才能够在市场上如此活跃。

1.2 镍氢、镍镉电池

镍镉电池作为动力电池的一种，具有良好的大功率放电性能，大多应用于电动工具领域。镍氢电池与镍镉电池相比较，体积比、能量比更高，记忆效应较小。在新能源汽车的研发应用中，锂离子电池的性能明显优于镍镉电池，发展前景也更为广阔，所以大部分厂家都不再使用镍氢、镍镉电池作为汽车能源。就目前的发展趋势来看，镍氢、镍镉电池在新能源汽车领域已经失去了市场。

1.3 锂离子电池

目前市面上使用最多的新能源汽车电池就是锂离子电池。现在，其比能量达到了150Wh/kg，比功率达到了1 600W/kg，并且，随着科研的进行，其各项性能指标参数还会不断地提高。锂离子电池的电解液可以分为两种，聚合物电解质及液体电解质。目前，聚合物电解质的锂离子电池是研发和市场应用的主流。聚合物成分可以是三元锂、锰酸锂、磷酸铁锂、钴酸锂等，不同聚合物成分的各类电池在性能、安全性、寿命、生产成本方面各有优势，总体性能不相上下。市面上的电动汽车，厂家根据需求不同选择不同的聚合物电池，例如，比亚迪E6主打安全稳定、寿命长，所以选用了磷酸铁锂电池；日产聆风为了在各项性能均衡的前提下降低生产成本，所以选用了锰酸锂电池。

1.4 燃料电池

燃料电池与传统定义的电池稍有不同，其本身不是通过不断的充电放电进行工作，而是利用储存的燃料进行发电。其使用的燃料有甲烷、甲醇、乙醇、氢气等，其中氢气作为燃料的燃料电池被看作零污染的理想型电池。目前，欧美、日本等国家都对燃料电池的研发给予了大力度的长期支持，并且现阶段已经取得了一定的成果。我国虽然对于燃料电池的研发给与了大力度的支持，但是电池技术上一直处于落后状态。这主要是由于技术难度过大，研发成本过高，配套设施的实现可能几乎没有，科研人员对于燃料电池的研发热情也不高。因此，我国燃料电池技术成熟、市场大规模应用的道路还很漫长。

2 理想动力电池的特征及展望

目前，锂离子电池虽然占据了大部分的市场，性能不断提高，寿命也越来越长，但作为新资源汽车的电池，能够提升的方面还有很多。笔者认为，新能源汽车的动力电池应当具有的特征有：充电迅速、配套设施完善；电池体积小、轻便、一次蓄能量大、续航里程足够远；电池性能稳定、安全性高、维修方便、寿命能够长于汽车其他组件寿命；原料充足、造价便宜、环境友好。

以上理想动力电池的特征并不是不切实际的，根据目前动力电池的发展趋势，研发出具备上述全部特征的动力电池只是时间问题。随着科学的进步，新材料、新技术、新工艺会不断产生，理想的动力电池也会随之产生。近两年来报道的新型电池已经能够给人们带来新的希望，例如：2014年11月，路透社报道，以色列的一家动力电池公司称研发的新型纳米电池可以在短短几分钟内给一辆电动汽车充满电。

3 结语

人們经常可以看到新型电池的报道，但实际投入市场的新型电池却寥寥无几。其实，这些电池都还处于研发状态，在量产的道路上还有很多问题亟待解决，像是电池性能不稳，安全性不高，工艺不成熟或是原料稀缺造成造价过高，配套设施建设有困难等等，但是，在技术工艺发展迅猛的当下，我们有理由相信，通过科研工作者的孜孜以求，新型的动力电池会很快推向新能源汽车的市场。

参考文献：

[1]杨帆，孔方方.国内外新能源汽车动力电池发展及供求现状[J]. 上海汽车，2014（09）.

[2]史利民.我国新能源汽车产业现状及发展趋势[J].电器工业， 2011（07）.

[3]郑香伟.新能源汽车动力电池应用现状及发展趋势[J].内蒙古科技与经济，2016（23）.endprint