你了解鋰離子電池嗎，鋰離子電池的核心技術是什么？
來源：寶鄂實業(yè)
2019-04-01 13:23
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通常在銷售人員說“某款車的能量密度有多少”“用的是哪一個品牌的電池”等等時，要是你再問下到底什么是電池能量密度，他估計只能回答你，只要能量密度高，這個車的就越好。明顯這件事，具體這個電池能量密度是什么他并不清楚，而這種讓人下不來臺階的事情肯定不是小編干的，是小編的朋友干的！嗯！
首先要知道這電池能量密度是什么，其實它也是分兩種類型的，有重量能量密度和體積能量密度，較為尋常點的參考值是重量能量密度。
這個重量能量密度的計算公式為：重量能量密度=電池容量×放電平臺/重量，單位為Wh/kg(瓦時/千克)，所以就其本質(zhì)上就是對電池的蓄電能力的結果。
解釋完這個電池能量密度，咱們就可以來看看這個續(xù)航了，其實不管是電動車還是四驅(qū)車，都是電驅(qū)動，都遵循在其他條件不變的情況下，電池的容量越高，單次續(xù)航里程就也會變長了。
所以這個時候，就會有人問，問什么不多加點電池，就可以多跑一下啊，這不是某些人的疑問，也會有人對這方面進行研究過。
首先是車身體積的問題，車要有足夠的體積裝載電池，舉個例，特斯拉Model S身長4320mm，江淮iev7身長4320mm，不考慮厚度和寬度的話，車長大概能夠代表他們裝載電池的能力，二者續(xù)航分別為469公里和280公里。這與尺寸也是正相關的。
按照這個說法，越大的車，就跑的越遠嗎？不，相信那樣的車沒有多少人會喜歡的，超出了正常的審美認知了。而且目前電動車裝載的電池量都是在保證安全的前提下，按照一定的比例裝載的。
那么只能另一方面下手，就能量密度，就意味著，體積和重量不變的條件下電池容量得到增加，但密度增加的同時也代表著有著高的電池成本，所以我國正在加緊研究能量密度較高的電池。
但是又說到這個能量密度的檢測，也是頭疼的。這個測頻基本上是與車企有掛鉤的，因為政府對這個能量密度有要求，相應的在新能源補助上也有獎勵，能量密度越高，越多的補貼，這樣就不能說其間有沒有什么事情發(fā)生了，畢竟與錢掛鉤了。
就之前提到的公式，可以就加大電池容量與減輕電池重量方面來增強能量密度。前者可以從電池材料入手，但如果為此就降低對電池穩(wěn)定性的要求的話，相信安全問題會讓這些人吃不少苦。后者就有些車企會進行削減材料，但也只是治標不治本的。
汽車電動化的速度在近幾年內(nèi)發(fā)展的飛快！回想起十幾年前，電動車當時候還只是天馬行空的想法，而到了現(xiàn)在，全球汽車市場上已經(jīng)有幾十款不同的混合動力『Hybrid』、插電混合動力『Plug-in Hybrid』以及電動車能夠讓消費者選擇購買。
就連法拉利、保時捷、邁凱倫以及柯尼塞格這些高端品牌的旗艦車型都已經(jīng)是混合動力，再加上特斯拉推出性能強大的電動車型之下，曾幾何時，電動車型已經(jīng)不再是以環(huán)保為目的，也開始和性能、速度掛鉤。
汽車電動化的關鍵，在于電池科技的進步。在近十年間，由于越來越多汽車制造商和相關領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？
今天小編就來介紹目前汽車市場最常見的車輛電池種類，并且比較這些電池的優(yōu)缺點?。?！
鋰電池 Lithium-ion（Li-ion）Batteries
不只是汽車領域，目前多數(shù)商用電子產(chǎn)品當中普遍使用了鋰電池，而在過去十多年以來，鋰電子也因為廣泛的使用，在效能上不斷進化。因此，除了現(xiàn)在多數(shù)的混合動力和電動車都使用鋰電池之外，包括了智能手機、平板電腦、筆記本電腦等消費電子產(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。以消費電子產(chǎn)品來說，最常使用的是鋰鈷氧化電池『LiCoO2』，是鋰電池當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，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域當中。
多數(shù)電動工具、醫(yī)療工具以及車用電動系統(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，因此相當適合在電動化汽車領域當中，其中以鎳鈷錳三元電池最為廣泛應用在混動動力和電動車上，目前Formula E電動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電動方程式賽車』
為什么鋰電池是目前電動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』這三大優(yōu)勢。
較高的能量密度意味著電池重量較輕，這對于追求輕量化、高性能以及講究續(xù)航力的汽車來說相當合適。充電速度快當然也是電動車使用與否的關鍵之一，但是在現(xiàn)實環(huán)境當中鋰電池的充電速度只是稍微比其他形式的電池快而已，絕對不是天與地的分別。至于電池記憶效應則是幾乎不會發(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)在高端啟動電池使用磷酸鋰電池】
但是這并不代表鋰電池就沒有缺點，以目前的電池制造商技術來看，鋰電池主要缺點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%，這通常會讓希望推出平民電動車型的汽車制造商打退堂鼓。不過，無論是何種電池，在近年經(jīng)濟模式的擴張之下，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，但是仍然會隨著時間以及使用環(huán)境所產(chǎn)生衰退。以目前汽車制造商的評估，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車運轉(zhuǎn)足夠時間和實際資料來驗證這個理論。不過從目前的各大車廠掌握的電池技術來看，鋰電池是所有種類電池當中缺點最少的，因此被視為當下最佳車用電池來源。
鎳氫電池 Nickel-metal-hydride（Ni-MH）Batteries
在鋰電池未廣泛應用之前，較早起的混合動力車型多半使用的是鎳氫電池（Ni-MH），及時到現(xiàn)在逐漸被鋰電池取代，還是有不少混合動力車型在使用這種類型的電池。
鎳氫電池的優(yōu)勢為相對低廉的制造成本，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，但是隨著市場投入越來越多的資源到鋰電池領域，兩種電池之間的成本正在不斷的縮小。
即使如此，鋰電池也有著一個相當大的優(yōu)勢，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，因為鎳氫電池含有有毒元素非常少，使得其回收成本相對低，而成本當中含有大量的鎳金屬以及其他貴金屬電池的回收利潤比其他種類電池還要高。
『舊款豐田混動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，目前許多研究機構都在研發(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有可能成為電動車能量來源的電池種類。
鈷氧化物電池已經(jīng)問世很長一段時間，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，可惜因為其采取低電壓的運作方式，如果要作為車用電池，將需要使用更多的電池數(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”，對于空間配置較為不利，因為目前僅有少數(shù)電動車使用此類型電池。
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，因為無論是效能如何，距離商用還是有相當長的路要走。
鋰空氣電池較為新的電池技術，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，更是目前鋰電池的5~15倍之多，但是仍處于開發(fā)初期，因為也是需要好一段時間才能夠達成量產(chǎn)。
