電動汽車時代，究竟哪種動力電池能笑到最后呢？
來源：寶鄂實業(yè)
2019-03-14 13:57
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小時候玩四驅(qū)車，沒電了就換電池。電池不禁用？那就換更好的電池。如今，電動汽車已經(jīng)開始流行，并成為潮流，但是電池換起來卻不像四驅(qū)車那樣隨意。國家對動力電池是沒有單獨補貼的，如果你的電動汽車開了一兩年后想換電池，費用可能要超過你買車的成本。所以你購買電動汽車時配備的是什么電池，它基本就跟定你了。
三元鋰電池
存在即合理，三元鋰電池能在眾多動力電池中脫穎而出成為主流，與其兩大優(yōu)點分不開。首先它的能量密度高，能給電動汽車帶來不錯的續(xù)航；其次，三元鋰電池的壽命、輸出功率和成本控制達到一定平衡，利于商業(yè)化普及。所以我們看到特斯拉、比亞迪、北汽新能源等電動行業(yè)的領(lǐng)軍企業(yè)，旗下產(chǎn)品多為三元鋰電池。
三元鋰電池是指正極采用了鎳（Ni）、鈷（Co）、錳（Mn）或鋁（Al）三種金屬元素的聚合物，電解液主要為六氟磷酸鋰的一種電池。鎳是一種活性金屬，主要作用是提升電池能量密度，帶來更高的續(xù)航。鈷也是一種活性金屬，其可以抑制陽離子的混排，從而提高電池的穩(wěn)定性和使用壽命，而且鈷也決定了電池的充放電速度和效率。錳或鋁的主要作用就是提高安全性和穩(wěn)定性。
通過三元鋰電池的原理我們也可以發(fā)現(xiàn)，提高三元鋰電池的能量密度和充放電速度，就是要提高電池中活性金屬的比例，這也意味著穩(wěn)定性和安全性的降低。它的性能和安全是互相沖突的，但是三元鋰電池的安全性可以通過加裝電池管理系統(tǒng)和溫控系統(tǒng)來解決。所以從商業(yè)推廣的角度來看，三元鋰電池是要優(yōu)于更穩(wěn)定的鎳氫電池和磷酸鐵鋰電池的。
燃料電池
新能源汽車另一個很火的概念就是氫燃料電池汽車。而確切的說，氫燃料電池雖然帶著“電池”兩個字，但它并不是儲能設(shè)備，而是個發(fā)電設(shè)備。其本質(zhì)是電解水的逆反應(yīng)，氫氣與氧氣通過催化劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生電子。
燃料電池的優(yōu)點很明顯，相比三元鋰電池制作、回收過程中因重金屬產(chǎn)生的污染，燃料電池更加清潔環(huán)保。而且它是個發(fā)電裝置，補充氫氣就能持續(xù)的產(chǎn)生電能，便捷性要比三元鋰電池強不少。
氫燃料電池被認為是最清潔的未來能源，但是目前的制氫、運氫、儲氫等的困難性都在制約著氫燃料電池的發(fā)展。此外，氫燃料電池汽車高昂的成本也在制約著其商業(yè)化，所以短時間內(nèi)難有質(zhì)的提高。
固態(tài)電池
電池充、放電其實都是電子在電解液中往返正負極的一個過程，固態(tài)電池原理上與三元鋰電池并沒有差別，只不過將液態(tài)的電解液換成了固體。顯而易見的好處是，固態(tài)電池在能量密度和穩(wěn)定性上要比鋰離子電池要好不少。
固態(tài)電池的固態(tài)電解質(zhì)不可燃、不揮發(fā)，也沒有鋰離子電池漏液和鋰枝晶現(xiàn)象，安全性要高不少。而且使用固態(tài)電解質(zhì)后，動力電池將變得更輕、更小，甚至可以柔性化。這意味著固態(tài)電池得到普及后，電動汽車在空間和續(xù)航方面將會有較大突破。
固態(tài)電池雖然好，但是目前仍處在實驗室階段。兼顧高倍率又能快充的復(fù)合性材料是固態(tài)電池研究的一個難點，目前的固態(tài)電解質(zhì)材料只適用其中某一方面的特性。而且同氫燃料電池一樣，高昂的制備成本，意味著其在短時間內(nèi)難以普及。鋰電池分為鋰電池和鋰離子電池，鋰電池是采用金屬鋰或者鋰合金來做負極材料，使用非水電解質(zhì)溶液的電池；而鋰離子電池是一種二次電池（充電電池），它主要依靠鋰離子在正極和負極之間移動來工作。我們通常說的鋰電池，其實是鋰離子電池，我們今天也就主要介紹鋰離子電池。目前市場上鋰離子電池分為三大類：
1、三元鋰電池：三元聚合物鋰電池是指正極材料使用鋰鎳鈷錳三元正極材料的鋰電池，鋰離子電池的正極材料有很多種，主要有鈷酸鋰、錳酸鋰、鎳酸鋰、三元材料、磷酸鐵鋰等。三元材料綜合了鈷酸鋰、鎳酸鋰和錳酸鋰三類材料的優(yōu)點，具有容量高、成本低、安全性好等優(yōu)異特性，其在小型鋰電中逐步占據(jù)一定的市場份額，并在動力鋰電領(lǐng)域具有良好的發(fā)展前景，目前此類電池在工業(yè)車輛市場所占比重最大。
