無(wú)負(fù)極電池”問世 或?qū)㈩嵏搽妱?dòng)車和手機(jī)電池
來(lái)源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-04-01 11:24
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干電池也成為伏打電池，伏打電池就是說(shuō)由多組圓型板子成對(duì)出現(xiàn)并按照一定順序堆積而成，圓板上有兩種不同的金屬板，階層之間有一層布，起到導(dǎo)電作用，干電池就是根據(jù)這種原理制作而成，干電池內(nèi)部有一種糊狀的物質(zhì)，有些是明膠。因此它的電解液是糊狀的，并且這種電池一次性電池，放完電后不能再充電，鋅錳干電池的電動(dòng)勢(shì)為1.5V，如果給手機(jī)充電的話至少需要多節(jié)干電池。
我們經(jīng)?？吹降氖俏逄?hào)和七號(hào)電池，一號(hào)電池和二號(hào)電池用的相對(duì)少一點(diǎn)，這種電池主要是在無(wú)線鼠標(biāo)、鬧鐘、電動(dòng)玩具、計(jì)算機(jī)、收音機(jī)方面應(yīng)用比較多，我們對(duì)南孚電池再熟悉不過，這是福建一家著名電池企業(yè)。
2、鋰電池
而鋰電池內(nèi)部的溶液是非水電解質(zhì)溶液，負(fù)極材料是由鋰金屬或鋰合金，因此與干電池區(qū)別是電池內(nèi)部反應(yīng)物質(zhì)不同，同時(shí)充電特性不同，鋰電池可以循環(huán)充電。鋰電池一般有鋰金屬電池以及鋰離子電池兩種，這種電池在手機(jī)、電動(dòng)車、家用小電器上、手機(jī)、筆記本、電動(dòng)剃須刀等大量應(yīng)用，比干電池應(yīng)用更廣泛。
鋰電池與干電池對(duì)比特點(diǎn)：
1、干電池屬于一次性電池，鋰電池屬于可充電電池，可多次循環(huán)充電，且無(wú)記憶，不需根據(jù)電量多少，隨充隨用；
2、干電池污染厲害，以前很多電池都含汞、鉛等重金屬，對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重，因?yàn)閷儆谝淮涡噪姵?，很快用完就丟掉，但是鋰電池不含有害金屬；
3、鋰電池還有快速充電功能，循環(huán)壽命也很高，這是干電池?zé)o法企及的，并且現(xiàn)在很多鋰電池內(nèi)部都會(huì)有保護(hù)電路。
汽車電動(dòng)化的速度在近幾年內(nèi)發(fā)展的飛快！回想起十幾年前，電動(dòng)車當(dāng)時(shí)候還只是天馬行空的想法，而到了現(xiàn)在，全球汽車市場(chǎng)上已經(jīng)有幾十款不同的混合動(dòng)力『Hybrid』、插電混合動(dòng)力『Plug-in Hybrid』以及電動(dòng)車能夠讓消費(fèi)者選擇購(gòu)買。
就連法拉利、保時(shí)捷、邁凱倫以及柯尼塞格這些高端品牌的旗艦車型都已經(jīng)是混合動(dòng)力，再加上特斯拉推出性能強(qiáng)大的電動(dòng)車型之下，曾幾何時(shí)，電動(dòng)車型已經(jīng)不再是以環(huán)保為目的，也開始和性能、速度掛鉤。
汽車電動(dòng)化的關(guān)鍵，在于電池科技的進(jìn)步。在近十年間，由于越來(lái)越多汽車制造商和相關(guān)領(lǐng)域的車廠加入資金研發(fā)，電池的效能、重量、體積等各方面都有了大幅改善。但是，電池的種類多樣，究竟哪一種形式的電池才是最適合汽車使用呢？
今天小編就來(lái)介紹目前汽車市場(chǎng)最常見的車輛電池種類，并且比較這些電池的優(yōu)缺點(diǎn)?。?！
鋰電池 Lithium-ion（Li-ion）Batteries
不只是汽車領(lǐng)域，目前多數(shù)商用電子產(chǎn)品當(dāng)中普遍使用了鋰電池，而在過去十多年以來(lái)，鋰電子也因?yàn)閺V泛的使用，在效能上不斷進(jìn)化。因此，除了現(xiàn)在多數(shù)的混合動(dòng)力和電動(dòng)車都使用鋰電池之外，包括了智能手機(jī)、平板電腦、筆記本電腦等消費(fèi)電子產(chǎn)品都是使用鋰電池。
不過，『鋰』只是一種通稱，在這種形式的電池之下還分憂很多種類。以消費(fèi)電子產(chǎn)品來(lái)說(shuō)，最常使用的是鋰鈷氧化電池『LiCoO2』，是鋰電池當(dāng)中能量密度最高的一種。但是這種電池有著『熱失控（thermal runaway）』的缺點(diǎn)，也就是在過度充電或者溫度較高的環(huán)境之下，如果沒有正確使用即很容易發(fā)生過熱甚至爆炸起火的狀況，這也是鋰鈷氧化電池縱使有著最高的能量密度，也鮮有使用在汽車領(lǐng)域當(dāng)中。
多數(shù)電動(dòng)工具、醫(yī)療工具以及車用電動(dòng)系統(tǒng)所使用的鋰電池多半為磷酸鋰鐵電池『LiFePO4』、錳酸鋰電池『LMO』、鎳鈷錳三元電池『NMC』等，雖然這幾種電池的能量密度低于鋰鈷氧化電池，但是使用壽命以及安全性都更加優(yōu)異，因此相當(dāng)適合在電動(dòng)化汽車領(lǐng)域當(dāng)中，其中以鎳鈷錳三元電池最為廣泛應(yīng)用在混動(dòng)動(dòng)力和電動(dòng)車上，目前Formula E電動(dòng)方程式賽車所使用的電池也是基于鎳鈷錳三元電池（NMC）制造而成。
『全新 Formula E電動(dòng)方程式賽車』
為什么鋰電池是目前電動(dòng)化汽車電池的大客戶？基本上，鋰電池有著優(yōu)異的『能量重量比』、『充電速度快』以及『幾乎沒有記憶效應(yīng)』這三大優(yōu)勢(shì)。
較高的能量密度意味著電池重量較輕，這對(duì)于追求輕量化、高性能以及講究續(xù)航力的汽車來(lái)說(shuō)相當(dāng)合適。充電速度快當(dāng)然也是電動(dòng)車使用與否的關(guān)鍵之一，但是在現(xiàn)實(shí)環(huán)境當(dāng)中鋰電池的充電速度只是稍微比其他形式的電池快而已，絕對(duì)不是天與地的分別。至于電池記憶效應(yīng)則是幾乎不會(huì)發(fā)生在鋰電池上，因此鋰電池的電力容量并不容易隨著使用次數(shù)增加而大幅減少。
『現(xiàn)在高端啟動(dòng)電池使用磷酸鋰電池】
但是這并不代表鋰電池就沒有缺點(diǎn)，以目前的電池制造商技術(shù)來(lái)看，鋰電池主要缺點(diǎn)在于成本比其他種類電池高出不少，以鎳基電池為例，鋰電池制造成本大約高出40%，這通常會(huì)讓希望推出平民電動(dòng)車型的汽車制造商打退堂鼓。不過，無(wú)論是何種電池，在近年經(jīng)濟(jì)模式的擴(kuò)張之下，成本和多年前相比都已經(jīng)大幅降低。
此外，鋰電池雖然不用“煩惱”記憶效能的問題，但是仍然會(huì)隨著時(shí)間以及使用環(huán)境所產(chǎn)生衰退。以目前汽車制造商的評(píng)估，車用鋰電池使用壽命大約在10年左右，但是目前還沒有電動(dòng)車運(yùn)轉(zhuǎn)足夠時(shí)間和實(shí)際資料來(lái)驗(yàn)證這個(gè)理論。不過從目前的各大車廠掌握的電池技術(shù)來(lái)看，鋰電池是所有種類電池當(dāng)中缺點(diǎn)最少的，因此被視為當(dāng)下最佳車用電池來(lái)源。
鎳氫電池 Nickel-metal-hydride（Ni-MH）Batteries
在鋰電池未廣泛應(yīng)用之前，較早起的混合動(dòng)力車型多半使用的是鎳氫電池（Ni-MH），及時(shí)到現(xiàn)在逐漸被鋰電池取代，還是有不少混合動(dòng)力車型在使用這種類型的電池。
鎳氫電池的優(yōu)勢(shì)為相對(duì)低廉的制造成本，這種電池主要以鎳、氫、鈦或者其他類型的金屬組成，在制造成本上比鋰電池低廉許多，但是隨著市場(chǎng)投入越來(lái)越多的資源到鋰電池領(lǐng)域，兩種電池之間的成本正在不斷的縮小。
即使如此，鋰電池也有著一個(gè)相當(dāng)大的優(yōu)勢(shì)，就是耐用性。只要保養(yǎng)得宜，鎳氫電池可以擁有非常久的使用壽命。除此之外，因?yàn)殒嚉潆姵睾杏卸驹胤浅Ｉ?，使得其回收成本相?duì)低，而成本當(dāng)中含有大量的鎳金屬以及其他貴金屬電池的回收利潤(rùn)比其他種類電池還要高。
『舊款豐田混動(dòng)車型都在使用鎳氫電池』
可惜，鎳氫電池的能量密度并不高，大約比一般鋰電池低了40%，這意味著要達(dá)到同樣的電容量，鎳氫電池需要更大的體積也更重，這使得鎳氫電池和現(xiàn)在汽車制造商追求大空間和輕量化理念背道而馳。
另外，在密集且快速的沖放電情況下，鎳氫電池也容易產(chǎn)生大量熱能，因此需要額外的冷卻系統(tǒng)，使得整個(gè)電池系統(tǒng)重量又增加不少。
其他種類的電池
除了以上兩種電池之外，目前許多研究機(jī)構(gòu)都在研發(fā)效能更高的電池系統(tǒng)，包括了氧化物電池、磷酸鐵電池、磷酸鋰鐵電池、鋰空氣電池、鋰聚合物電池、鎳鈷錳電池、鎳鈷鋁電池以及錳氧化物尖晶石電池都是未來(lái)有可能成為電動(dòng)車能量來(lái)源的電池種類。
鈷氧化物電池已經(jīng)問世很長(zhǎng)一段時(shí)間，但是目前的困境仍然在于熱失控以及制造成本，否則這種電池的高能效密度將會(huì)是極佳的高性能車用電池。
磷酸鐵電池則是目前最穩(wěn)定且成本合理的電池派別，可惜因?yàn)槠洳扇〉碗妷旱倪\(yùn)作方式，如果要作為車用電池，將需要使用更多的電池?cái)?shù)量，造成重量和體積增加。
鋰聚合物電池也是鋰電池的一種，但是現(xiàn)今鋰聚合物電池需要制成“袋狀”，對(duì)于空間配置較為不利，因?yàn)槟壳皟H有少數(shù)電動(dòng)車使用此類型電池。
鎳鈷錳電池和鎳鈷鋁電池現(xiàn)在制造成本還是太高，而且熱失控問題尚未解決，因?yàn)闊o(wú)論是效能如何，距離商用還是有相當(dāng)長(zhǎng)的路要走。
鋰空氣電池較為新的電池技術(shù)，擁有極佳的能量密度，其能量重量比幾乎和現(xiàn)在的汽油相當(dāng)，更是目前鋰電池的5~15倍之多，但是仍處于開發(fā)初期，因?yàn)橐彩切枰靡欢螘r(shí)間才能夠達(dá)成量產(chǎn)。
