新能源汽車電池簡析及未來技術(shù)發(fā)展
來源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-06-04 08:51
點(diǎn)擊量：次
燃料電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的發(fā)電裝置，不是通常所說的“電池”。其能量的來源主要是依靠不斷供給燃料及氧化劑產(chǎn)生，而且能量轉(zhuǎn)換效率高、無污染、壽命長、運(yùn)行平穩(wěn)，被業(yè)界公認(rèn)為未來汽車的最佳能源。
就當(dāng)今市場而言，燃料電池汽車離我們并不遙遠(yuǎn)。去年年底，豐田汽車公司正式在日本國內(nèi)發(fā)售氫燃料電池車“MIRAI”（未來），其續(xù)航里程能達(dá)到約700km，在行駛過程中只排放水。MIRAI的工作原理為：儲氫罐中的氫氣與車頭吸入的氧氣在燃料電池內(nèi)發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生的電能驅(qū)動電機(jī)從而帶動車輛，而反應(yīng)產(chǎn)生的剩余電能會存入到儲能電池中。位于車身后部的兩個儲氣罐最大可存儲5公斤氫燃料，通常情況下，3分鐘就可以完成氫燃料補(bǔ)給。
新型電池技術(shù)前瞻：物理電池
物理電池是依靠物理變化來提供、儲存電能的電池統(tǒng)稱，如“瞬間充滿電的超級電容”、“比功率達(dá)5000-10000W/kg的飛輪電池”等都屬于物理電池家族的成員。
1、超級電容
超級電容是一種介于傳統(tǒng)電容與電池之間的電源元件，功率密度高達(dá)300-500W/kg，是普通電池的5-10倍。它主要依靠雙電層和氧化還原假電容電荷儲存電能，其間不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，因此被歸為物理電池的范疇。相比化學(xué)電池，超級電容有三大明顯優(yōu)勢：
①反復(fù)充、放電次數(shù)達(dá)十萬次（傳統(tǒng)化學(xué)電池只有幾百至幾千次），壽命上要比化學(xué)電池高出很多；
②超級電容在充、放電時(shí)的功率密度極高，瞬間可放出大量電能，可滿足車輛更加寬泛的電力需求；
③工作環(huán)境適應(yīng)能力更佳，通常室外溫度在-40℃～65℃時(shí)，其都能穩(wěn)定正常工作（傳統(tǒng)電池一般為-20℃～60℃）。
2、飛輪電池
【干貨】新能源汽車電池簡析及未來技術(shù)一覽
飛輪電池是上世紀(jì)90年代提出的一種新概念電池，它是利用類似飛輪轉(zhuǎn)動時(shí)產(chǎn)生能量的原理實(shí)現(xiàn)充、放電。大名鼎鼎的“保時(shí)捷911GT3混合動力賽車”以及被評為當(dāng)今四大神車之一的“保時(shí)捷918Spyder”均在兩前輪處安裝有飛輪電池，飛輪技術(shù)將制動所收集的動能轉(zhuǎn)化為電能，并將能量貯存于一個飛輪之中。在加速過程中，該能量將轉(zhuǎn)移至前輪，在提高加速的同時(shí)減少內(nèi)燃機(jī)的燃油消耗。
由于技術(shù)和材料價(jià)格的限制，飛輪電池的價(jià)格相對較高，在小型場合還無法體現(xiàn)其優(yōu)勢。但在太空、大規(guī)模交通運(yùn)輸以及軍事方面需要大型儲能裝置的場合，飛輪電池已得到逐步應(yīng)用。
動力電池發(fā)展趨勢
【干貨】新能源汽車電池簡析及未來技術(shù)一覽
隨著新能源汽車的發(fā)展，電池作為重要部件之一，能量密度在不斷提高。中信國安盟固利新能源科技有限公司研究院副院長劉正耀表示：“電池革命的關(guān)鍵在于材料，三元材料將成為主流的正極材料體系，石墨與軟碳、硬碳等具備不同特性的負(fù)極材料混合應(yīng)用也將成為負(fù)極材料的主流體系。另外，石墨烯在我國已經(jīng)開始進(jìn)入中期試驗(yàn)階段，量產(chǎn)后會大幅度提高電池的能量密度水平及壽命。”
同樣，電池專家肖成偉也表示：“動力電池向著高能量密度的趨勢發(fā)展。從安全性角度考慮，磷酸鐵鋰電池要優(yōu)于其他種類電池，而且它在中國應(yīng)用的數(shù)量也是最大的；從正極材料來講，磷酸鐵鋰材料不僅是研究關(guān)注的重點(diǎn)，也是產(chǎn)業(yè)化的重點(diǎn)。另外，大家都希望把能量密度達(dá)到300Wh/kg電池實(shí)現(xiàn)批量化應(yīng)用，那么就可以將高鎳材料與石墨類材料匹配，同時(shí)與薄型改性的隔膜涂層結(jié)合，逐步做到300Wh/kg；從負(fù)極材料來講，石墨類的材料現(xiàn)在已經(jīng)是很成熟的產(chǎn)品，未來則以硅碳作為研發(fā)重點(diǎn)。
