為了改善城市空氣質(zhì)量， 部分城市推出了電動(dòng)車輛環(huán)保行動(dòng)， 給電動(dòng)車產(chǎn)業(yè)帶來了機(jī)遇。當(dāng)前電動(dòng)車供電部分采用的電池有鋰電池、鎳氫電池、鉛酸電池、燃料電池。這些電池自身均有優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)， 為了進(jìn)一步提高電動(dòng)車電池質(zhì)量， 需要充分分析各類電池的性能特點(diǎn)， 提出未來發(fā)展方向。

 

一、電動(dòng)車輛動(dòng)力電池的性能特點(diǎn)分析

 

(一) 鋰電池

 

鋰電池工作電壓較高， 體積小， 攜帶便捷， 使用壽命較長(zhǎng)， 比能量較大， 自放電率較小， 在使用過程中不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染， 并且無記憶效應(yīng)。因此， 成為了我國(guó)當(dāng)前新能源電動(dòng)車輛研發(fā)的主要材料。鋰電池的核心部分為正極材料， 經(jīng)過多年發(fā)展， 形成了多種鋰電池， 包括磷酸鐵鋰電池、鎳鈷酸鋰電池、錳酸鋰電池等。這些電池運(yùn)行功能較高， 具有較高的安全性， 對(duì)溫度控制要求較高， 如何更好的控制鋰電池使用環(huán)境溫度， 保證電池的正常運(yùn)行成為了重點(diǎn)研究?jī)?nèi)容。

 

 

(二) 鎳氫電池

 

鎳氫電池由金屬鎳和氫離子構(gòu)成， 存儲(chǔ)電量較高， 體積小， 攜帶輕便， 使用壽命較長(zhǎng)， 在使用過程中不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染， 但是開發(fā)成本較高， 與鋰電池相比， 性能更低一些， 自放電率較大。鎳氫電池憑借綠色環(huán)保， 支持快速充放電， 能量密度較高等優(yōu)勢(shì)， 得到了廣泛應(yīng)用。為了進(jìn)一步提高鎳氫電池性能， 我國(guó)加大了負(fù)極儲(chǔ)氫材料的研究力度。由于鎳氫電池開發(fā)材料是金屬儲(chǔ)氫材料， 大部分元素都可以與其反應(yīng)生成氫化合物， 因此， 合理控制溫度和金屬條件， 重點(diǎn)研究?jī)?chǔ)氫合金材料便可以提高鎳氫電池性能。

 

 

(三) 鉛酸電池

 

鉛酸電池研發(fā)比較早， 經(jīng)過多年改進(jìn)， 產(chǎn)品開發(fā)技術(shù)逐漸成熟。雖然成本售價(jià)較低， 但是自放電率較高、比能量較低、循環(huán)壽命較低。因此， 利用鉛酸電池開發(fā)的電動(dòng)車產(chǎn)品性能較差， 售價(jià)較低。目前， 難以解決的一個(gè)重要問題是一次充放電形成短， 針對(duì)這一問題， 采用低阻抗技術(shù)， 以此控制電池的充放電， 使得電池使用壽命得以延長(zhǎng)。經(jīng)過改造后的VRLA鉛酸電池， 無酸霧逸出， 自放電有明顯改善， 比能量較大， 支持定期自動(dòng)補(bǔ)水， 浮充壽命較長(zhǎng)。由于鉛酸電池性價(jià)比逐漸提高， 已向微型電動(dòng)轎車、電動(dòng)環(huán)衛(wèi)車等領(lǐng)域擴(kuò)展。

 

 

(四) 燃料電池

 

燃料電池由氧氣和氫氣兩部分構(gòu)成， 在空氣中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)后生成電能。這種電池與其他電池差異較大， 該電池的正極和負(fù)極均不含有活動(dòng)物質(zhì)， 通過添加催化劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)換成電能， 利用排熱系統(tǒng)、電池性能控制系統(tǒng)、催化劑供給系統(tǒng)、安全系統(tǒng)等， 構(gòu)成電池反應(yīng)環(huán)境。由于燃料電池具有燃料多樣化、排放量低、供電效率較高、性能穩(wěn)定等特點(diǎn)， 因此， 得到了廣泛應(yīng)用。目前， 已經(jīng)開發(fā)出的燃料電池對(duì)溫度要求較低， 在低溫環(huán)境下便可以反應(yīng)生成電能， 適合在惡劣環(huán)境中應(yīng)用。由于氫資源和鉑資源較少， 并且存儲(chǔ)難度較大， 導(dǎo)致燃料電池開發(fā)成本較高， 為了提高燃料電池性能， 必須研發(fā)替代鉑的催化劑， 解決資源空缺問題， 以此促進(jìn)燃料電池車輛發(fā)展。

 

 

二、電動(dòng)車輛動(dòng)力電池未來發(fā)展

 

依據(jù)當(dāng)前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)價(jià)格， 經(jīng)過計(jì)算可以得到不同電池價(jià)格比：鋰電池：鎳氫電池：鉛酸電池：燃料電池：20.4:19.2:6:80。通過觀察價(jià)格比可知看出不同電池與市場(chǎng)供應(yīng)的距離。在電池技術(shù)不斷發(fā)展的時(shí)代背景下， 以上比例發(fā)生了一定變化。在未來的發(fā)展中， 鋰電池結(jié)構(gòu)逐漸改進(jìn)后， 性價(jià)比滿足市場(chǎng)需求后， 很有可能占據(jù)電動(dòng)車輛市場(chǎng)， 成為上班族首選交通工具， 當(dāng)前因價(jià)格較高的原因， 未得到廣泛應(yīng)用。鎳氫電池開發(fā)成本較高， 性能更低一些， 對(duì)運(yùn)行環(huán)境要求較高， 綜合多種因素， 在未來發(fā)展中容易被清潔能源取代， 例如， 鋰電池、燃料電池等。鉛酸電池供電成本較高， 屬于低端動(dòng)力電池， 在未來發(fā)展中很有可能被替代。燃料電池環(huán)保清潔， 是理想中的清潔能源， 如果可以提高性價(jià)比， 那么燃料電池將成為首選電池資源。但是從當(dāng)前的性價(jià)比來看， 燃料電池任重道遠(yuǎn)， 需要更換基礎(chǔ)材料才可能突破當(dāng)前性能占據(jù)市場(chǎng)。

 

 

三、總結(jié)

 

鉛酸電池屬于低端動(dòng)力電池， 在未來發(fā)展中， 該電池將主要占據(jù)低端市場(chǎng)。鎳氫電池開發(fā)受綜合因素影響， 容易被其它類型電池取代， 該電池屬于動(dòng)力電池發(fā)展的過渡產(chǎn)品。鋰電池當(dāng)前的制造工具尚未成熟， 在實(shí)際應(yīng)用中容易出現(xiàn)異常， 對(duì)電動(dòng)車行駛里程造成影響， 需要在今后研究中繼續(xù)完善， 打造動(dòng)力鋰離子電池。燃料電池需要更換材料重新研發(fā)， 開發(fā)時(shí)間較長(zhǎng)， 研發(fā)時(shí)間約13年。