新能源汽車(chē)電池的種類(lèi)有哪些？它們分別有怎樣的特性？
來(lái)源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-10-14 09:28
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作為新能源汽車(chē)的重要組成部分，電池的性能在很大程度上決定了車(chē)輛的綜合表現(xiàn)。目前，市面上的新能源車(chē)采用的電池種類(lèi)各不相同，那么它們分別有怎樣的特性呢?究竟哪種電池的綜合表現(xiàn)更佳?下面，我們就對(duì)幾種主流的新能源汽車(chē)電池類(lèi)型做一個(gè)盤(pán)點(diǎn)。
22650磷酸鐵鋰電池
顧名思義，磷酸鐵鋰電池，是指用磷酸鐵鋰作為正極材料的鋰離子電池。雖然目前市面上大多數(shù)新能源車(chē)型已經(jīng)轉(zhuǎn)而使用三元鋰電池，但是在新能源車(chē)發(fā)展的早期階段，不少車(chē)輛都采用了磷酸鐵鋰電池作為儲(chǔ)能裝置。尤其是以比亞迪車(chē)型為主，在2017年大面積轉(zhuǎn)向三元鋰電池之前，絕大多數(shù)比亞迪車(chē)型都搭載了磷酸鐵鋰電池。
磷酸鐵鋰能量密度不占優(yōu)勢(shì)
雖然磷酸鐵鋰電池有著上述優(yōu)點(diǎn)，不過(guò)它也存在一些缺點(diǎn)，使得近兩年車(chē)企紛紛拋棄磷酸鐵鋰電池轉(zhuǎn)而使用三元鋰電池。其中最主要的一項(xiàng)就在于，此類(lèi)電池的能量密度較低，相同續(xù)航里程下，采用磷酸鐵鋰電池的車(chē)輛自重更高，而過(guò)高的自重對(duì)于能耗的控制顯然是不利的。另外，我國(guó)的新能源政策也在逐年提高對(duì)于能量密度的要求，受限于材料本身的特性，磷酸鐵鋰電池的能量密度很難得到提高，這也是其被棄用的原因之一。
三元鋰電池綜合表現(xiàn)均衡
三元鋰電池最大的優(yōu)勢(shì)在于電池能量密度高，其儲(chǔ)能密度通常在200Wh/kg以上，相對(duì)于磷酸鐵鋰的90-120Wh/kg來(lái)說(shuō)，這樣的表現(xiàn)對(duì)于輕量化設(shè)計(jì)更加友好，也更適合現(xiàn)階段新能源乘用車(chē)市場(chǎng)對(duì)續(xù)航里程的需求。
三元鋰電池的缺點(diǎn)也同樣突出，其分解溫度在250-350℃左右，此時(shí)內(nèi)部化學(xué)成分開(kāi)始分解，釋放氧分子，在高溫作用下電解液會(huì)迅速燃燒，增加電池發(fā)生自燃及爆炸的風(fēng)險(xiǎn)。因此搭載三元鋰電池的車(chē)型對(duì)電池管理系統(tǒng)提出了極高的要求，在設(shè)計(jì)過(guò)程中需要做好過(guò)充保護(hù)、過(guò)放保護(hù)、過(guò)溫保護(hù)和過(guò)流保護(hù)等。不過(guò)隨著技術(shù)的進(jìn)步，尤其是在應(yīng)用了陶瓷隔膜之后，三元鋰電池的安全問(wèn)題已得到改善，由于其出色的綜合表現(xiàn)，目前在市場(chǎng)上得到了大量應(yīng)用。
鎳氫電池
其實(shí)，早在上世紀(jì)90年代，鎳氫電池就開(kāi)始進(jìn)入人們的視野，大家最為熟知的豐田普銳斯就是搭載鎳氫電池的代表性車(chē)型，而豐田也一直執(zhí)著于使用鎳氫電池，直到今日，大量豐田旗下的新能源車(chē)型還在沿用此類(lèi)電池，如卡羅拉雙擎、凱美瑞雙擎、普銳斯等。
在能量密度方面，其表現(xiàn)與普通鋰電池差距并不大，但由于電池單體電壓僅為1.2V，是鋰電池的1/3，因此在需求電壓一定的情況下，其電池組的體積要比鋰電池大不少，這也是鎳氫電池的主要劣勢(shì)所在。
氫燃料電池
氫燃料電池的基本原理是電解水的逆反應(yīng)，把氫和氧分別供給陽(yáng)極和陰極，氫通過(guò)陽(yáng)極向外擴(kuò)散，并與電解質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，釋放出的電子通過(guò)外部的負(fù)載到達(dá)陰極，是一種將存在于燃料與氧化劑中的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的發(fā)電裝置。它從外表上看有正負(fù)極和電解質(zhì)等，像一個(gè)蓄電池，但實(shí)質(zhì)上它不能“儲(chǔ)電”而是一個(gè)“發(fā)電廠”。也就是說(shuō)，氫燃料電池與其他純電動(dòng)車(chē)不同的是，其無(wú)需充電，只需加氫，使用習(xí)慣上類(lèi)似于普通燃油車(chē)，非常方便。
氫燃料電池電動(dòng)車(chē)能量轉(zhuǎn)換效率高、無(wú)污染、壽命長(zhǎng)、運(yùn)行平穩(wěn)，而其最大的優(yōu)勢(shì)則在于沒(méi)有污染物排放，雖然純電動(dòng)車(chē)看似同樣沒(méi)有產(chǎn)生污染排放，但是在發(fā)電環(huán)節(jié)，對(duì)于主要依靠火電的中國(guó)來(lái)說(shuō)，純電動(dòng)汽車(chē)的使用只是起到了轉(zhuǎn)移污染的效果。
有朋友會(huì)問(wèn)了，既然氫燃料電池車(chē)在環(huán)保方面表現(xiàn)如此出色，為什么市場(chǎng)占有率如此低下呢?問(wèn)題主要出在氫的制造、運(yùn)輸和儲(chǔ)存上。目前除了制造環(huán)節(jié)發(fā)展較為成熟外，其他部分都還有不少問(wèn)題亟待解決。
22650磷酸鐵鋰電池
顧名思義，磷酸鐵鋰電池，是指用磷酸鐵鋰作為正極材料的鋰離子電池。雖然目前市面上大多數(shù)新能源車(chē)型已經(jīng)轉(zhuǎn)而使用三元鋰電池，但是在新能源車(chē)發(fā)展的早期階段，不少車(chē)輛都采用了磷酸鐵鋰電池作為儲(chǔ)能裝置。尤其是以比亞迪車(chē)型為主，在2017年大面積轉(zhuǎn)向三元鋰電池之前，絕大多數(shù)比亞迪車(chē)型都搭載了磷酸鐵鋰電池。
磷酸鐵鋰能量密度不占優(yōu)勢(shì)
雖然磷酸鐵鋰電池有著上述優(yōu)點(diǎn)，不過(guò)它也存在一些缺點(diǎn)，使得近兩年車(chē)企紛紛拋棄磷酸鐵鋰電池轉(zhuǎn)而使用三元鋰電池。其中最主要的一項(xiàng)就在于，此類(lèi)電池的能量密度較低，相同續(xù)航里程下，采用磷酸鐵鋰電池的車(chē)輛自重更高，而過(guò)高的自重對(duì)于能耗的控制顯然是不利的。另外，我國(guó)的新能源政策也在逐年提高對(duì)于能量密度的要求，受限于材料本身的特性，磷酸鐵鋰電池的能量密度很難得到提高，這也是其被棄用的原因之一。
三元鋰電池綜合表現(xiàn)均衡
三元鋰電池最大的優(yōu)勢(shì)在于電池能量密度高，其儲(chǔ)能密度通常在200Wh/kg以上，相對(duì)于磷酸鐵鋰的90-120Wh/kg來(lái)說(shuō)，這樣的表現(xiàn)對(duì)于輕量化設(shè)計(jì)更加友好，也更適合現(xiàn)階段新能源乘用車(chē)市場(chǎng)對(duì)續(xù)航里程的需求。
三元鋰電池的缺點(diǎn)也同樣突出，其分解溫度在250-350℃左右，此時(shí)內(nèi)部化學(xué)成分開(kāi)始分解，釋放氧分子，在高溫作用下電解液會(huì)迅速燃燒，增加電池發(fā)生自燃及爆炸的風(fēng)險(xiǎn)。因此搭載三元鋰電池的車(chē)型對(duì)電池管理系統(tǒng)提出了極高的要求，在設(shè)計(jì)過(guò)程中需要做好過(guò)充保護(hù)、過(guò)放保護(hù)、過(guò)溫保護(hù)和過(guò)流保護(hù)等。不過(guò)隨著技術(shù)的進(jìn)步，尤其是在應(yīng)用了陶瓷隔膜之后，三元鋰電池的安全問(wèn)題已得到改善，由于其出色的綜合表現(xiàn)，目前在市場(chǎng)上得到了大量應(yīng)用。
鎳氫電池
其實(shí)，早在上世紀(jì)90年代，鎳氫電池就開(kāi)始進(jìn)入人們的視野，大家最為熟知的豐田普銳斯就是搭載鎳氫電池的代表性車(chē)型，而豐田也一直執(zhí)著于使用鎳氫電池，直到今日，大量豐田旗下的新能源車(chē)型還在沿用此類(lèi)電池，如卡羅拉雙擎、凱美瑞雙擎、普銳斯等。
在能量密度方面，其表現(xiàn)與普通鋰電池差距并不大，但由于電池單體電壓僅為1.2V，是鋰電池的1/3，因此在需求電壓一定的情況下，其電池組的體積要比鋰電池大不少，這也是鎳氫電池的主要劣勢(shì)所在。
氫燃料電池
氫燃料電池的基本原理是電解水的逆反應(yīng)，把氫和氧分別供給陽(yáng)極和陰極，氫通過(guò)陽(yáng)極向外擴(kuò)散，并與電解質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，釋放出的電子通過(guò)外部的負(fù)載到達(dá)陰極，是一種將存在于燃料與氧化劑中的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的發(fā)電裝置。它從外表上看有正負(fù)極和電解質(zhì)等，像一個(gè)蓄電池，但實(shí)質(zhì)上它不能“儲(chǔ)電”而是一個(gè)“發(fā)電廠”。也就是說(shuō)，氫燃料電池與其他純電動(dòng)車(chē)不同的是，其無(wú)需充電，只需加氫，使用習(xí)慣上類(lèi)似于普通燃油車(chē)，非常方便。
氫燃料電池電動(dòng)車(chē)能量轉(zhuǎn)換效率高、無(wú)污染、壽命長(zhǎng)、運(yùn)行平穩(wěn)，而其最大的優(yōu)勢(shì)則在于沒(méi)有污染物排放，雖然純電動(dòng)車(chē)看似同樣沒(méi)有產(chǎn)生污染排放，但是在發(fā)電環(huán)節(jié)，對(duì)于主要依靠火電的中國(guó)來(lái)說(shuō)，純電動(dòng)汽車(chē)的使用只是起到了轉(zhuǎn)移污染的效果。
有朋友會(huì)問(wèn)了，既然氫燃料電池車(chē)在環(huán)保方面表現(xiàn)如此出色，為什么市場(chǎng)占有率如此低下呢?問(wèn)題主要出在氫的制造、運(yùn)輸和儲(chǔ)存上。目前除了制造環(huán)節(jié)發(fā)展較為成熟外，其他部分都還有不少問(wèn)題亟待解決。
