电动汽车电池的现状及其发展趋势于川

电动汽车电池的现状及其发展趋势于川

于川

(天津新艺电子有限公司天津300385)

摘要：随着能源使用量的增加，石油能源作为不可再生能源在我国的储存量不断减少，面临着严峻的能源枯竭现象，为了进一步实现可持续发展的目标，需要研发新型能源来取代传统能源的使用。电动汽车的发展就是人们为实现能源节约而研制的一种交通工具，电动汽车的使用不仅能够减少石油的使用量，同时还能够实现保护环境的目的。因此，电动汽车技术在研究中获得了极大的发展，并且得到人们的普遍关注，尤其是电动汽车电池的研究对社会发展至关重要。

关键词：电动汽车电池现状发展趋势

一、引言

电动汽车电池不仅是电动汽车发展的核心力量，同时也是电力工业与汽车行业合作的纽带。文章主要通过介绍三种类型的电动汽车电池的应用现状，这三种电池分别是铅酸电池、锂离子电池以及镍氢电池，然后对这些电池在电动汽车中应用的前景以及未来的发展趋势进行分析。

二、电动汽车电池的现状

1.电动汽车电池使用的优势分析

与传统的燃油汽车相比，电动汽车有着较大的发展优势，其主要优势体现在以下几个方面，首先，电动汽车的使用符合环境保护的基本理念和要求。由于电动汽车使用的是蓄电池，避免了汽车运行中尾气的排放，不仅安全而且使用便捷性较高，不会对环境产生任何污染。传统的汽车在使用过程中会排放大量的汽车尾气，对环境的污染较为严重。由此可见，电动汽车的发展与现在的低碳生活理念是密切相关的。其次，电动汽车的使用实现了能源的节约，电动汽车在使用之后能够回收利用，不仅不会造成资源的浪费，同时还能够提高能源的使用效率，对新能源技术的开发有很大的帮助。与燃油汽车相比较，电动汽车驾驶更加方便，省时省力，具有较高的使用寿命。这些都是电动汽车与传统汽车相对比的优势所在，也是实现社会经济可持续发展的重要表现。

2.常见电池的应用现状分析

2.1铅酸电池的应用现状分析

铅酸蓄电池是以氧化铅为正极板、海绵铅为负极板的一种电池，该电池主要是利用硫酸水溶液作为电解液。两个极板上的活性物质和电解液发生反应的情况下就能够实现电池的充电。这种电池在电动汽车领域中的应用最为广泛。铅酸蓄电池的应用具有成熟的技术，可以被大批量的生产，但是在我国的应用仅仅限制在旅游观光车以及短距离行使的电动车当中。电动汽车领域应用的新一代铅酸蓄电池不需要进行维护，并且可以实现循环式使用。但是这种电池依旧有其自身的缺陷，电池的比能量和比功率都比较低，造成这种缺陷的主要原因在于金属铅的密度相对较大，会导致电池的寿命逐渐缩短。作为未来电动汽车使用电池的研究重点，首先应该解决铅酸电池比能量低的问题。

2.2锂离子电池的应用现状分析

锂离子电池的构成主要包括部分的内容，分别是石墨阳极，锂离子金属氧化物构成的阴极以及电解溶液。以碳为阳极的锂离子电池是一种最为常见的电池，这种电池不仅体型轻巧结实，并且具有较大的比能量。下表为锂离子电池性电动汽车中的应用情况。

与其他的电池相比较，锂离子电池具有较高的工作电压以及比能量。此外，锂离子电池的体积较小，质量比较轻，电池的循环寿命长，无记忆效应并且污染也比较小。由于该电池具有较多的电级组合，因此这种电池的单个性能指标的数值范围跨度较大。目前电动汽车中应用的锂离子电池都是磷酸铁锂电池，这种原料的电池具有较强的热稳定性，能够保障电池使用的安全，并且电池的价格也比较便宜。但是在所有的锂离子电池当中，磷酸锂的比能量相对较低，并且其比功率以及运行电压也不及一般的锂离子电池，在大型纯电动车的应用方面不具有优势。

2.3镍氢电池的应用现状分析

镍氢电池是一种碱性电池，在电动车领域中的应用最具有竞争力。与镍镉电池相比较，镍氢电池在使用过程中对环境的污染小，比能量也比较高。镍氢电池的阳极是氢氧化镍，阴极主要由多种合金成分组成，

与前面的铅酸电池相比较，镍氢电池在能量以及体积等方面有所提升，同时镍氢电池的比功率也比较高。但是镍氢电池在电动车领域中的应用受到一定的限制，主要在于这种电池在受到低温影响的情况下它的容量就会逐渐减少，在受到高温影响的情况下电池的耐受性就会减弱，不仅如此，镍氢电池的价格也是影响其应用广泛性的主要因素，镍氢电池使用的原材料基本上都是金属镍，这种金属材料的价格比较昂贵，因此，使用镍氢电池的成本比较高。与铅酸电池相对较，镍氢电池能够储存更多的能量，但是过度放电会对电池造成永久性的伤害，在使用过程中必须将其荷电状态限制在一定的范围内，这样也会使得大部分的电池储量得不到有效的应用。

三、电动汽车电池发展趋势

铅酸电池虽便宜，并在叉车、观光车或者短途公共汽车上作为动力源应用，但新一代铅酸电池的比能量和循环次数仍存在严重的限制。未来使用铅酸电池来驱动在高速公路上行驶的电动汽车是不实际的，但价格优势使其在轻度混合或者短途行驶的电动汽车中仍占一席之地。然而，有文献指出近期美国的“下一代电池和电动车”中有一种超级电池是超级电容器与铅酸电池的并联使用。这种电池具有双电层电容器的高比功率、长寿命以及铅酸电池价格便宜的优势，将具有市场竞争力。

镍氢电池虽然具有较高的比能量和比功率等优点；但由于需要大量使用镍和钴其成本较高，镍钴的稀缺性会导致其大批生产和使用时价格反而会上涨。目前，它仍然大量地应用于混合动力车，随着锂离子电池的大规模生产和成本的降低，镍氢电池终将退出。镍氢电池是电动汽车过渡阶段使用的电池，但在近期和中期仍然是非常关键的动力电池之一。

目前市场上的电池中，锂离子电池（锂离子电池和锂高聚合物电池）的性能最好，同质量的锂离子电池其能量是铅酸电池的4～6倍，是镍氢电池的2～3倍。价格和大功率锂离子电池的安全性是它的最主要缺点。锂离子电池的主要原材料为锂，我国的锂矿资源丰富，已探明的锂总储量居世界第；锂离子也存在于海水中，未来可利用太阳能从海水中提取。此外，锂离子电池具有循环使用的潜力，可解决对原材料的需求问题。

具有应用前景的还有锂硫电池。锂硫电池为二次锂电池，由单质硫、金属锂和有机电解液组成，具有比能量高、成本低、环境友好的特点。

参考文献：

[1]廖权来等.电动汽车的关键技术及发展对策[J].武汉：中国机械工程，1993.4。

[2]王嘉诚.中国新能源汽车产业发展分析[D].上海：2012.4。

[3]马凤娟.电动汽车电池技术的发展及环境影响[J].秦皇岛：中国环境管理干部学院学报，1998。

[4]李东江.电动汽车发展的关键-蓄电池[J].上海：上海汽车，1994.8.15。

[5]宋永华，阳岳希，胡泽春.电动汽车电池的现状及发展趋势[J].北京：电网技术，2011.4。