我國目前正在大力發(fā)展新能源汽車，在補(bǔ)貼及限牌政策（北京為例）的支持下，使得新能源汽車，成為了購車族的最佳選擇，對于新能源汽車，電池才是最重要的。但是大部分消費(fèi)者只關(guān)心電動車的續(xù)航能力，從而忽略了電動車的核心動力“電池”。

 

鈷酸鋰電池，是電子產(chǎn)品中比較常見的電池，常用于筆記本電腦電池，作為電芯使用。

 

優(yōu)勢：生產(chǎn)技術(shù)成熟，能量比高，能量比大約是磷酸鐵鋰電池的兩倍。

 

劣勢：高溫狀態(tài)下，穩(wěn)定性相比鎳鈷錳酸鋰電池、磷酸鐵鋰電池稍差。

 

代表車型有：特斯拉MODEL S

 

二、磷酸鐵鋰電池

 

酸磷鐵鋰電池，是用酸磷鐵鋰作為正極材料的鋰離子電池。（鋰離子電池的正極材料主要有鈷酸鋰、錳酸鋰、鎳酸鋰、三元材料和磷酸鐵鋰等）

 

優(yōu)勢：穩(wěn)定性是目前車用鋰電池中最好的。

 

劣勢：能量密度較三元鋰電池、鈷酸鋰電池仍有不小的差距。還有就是當(dāng)溫度低于-5℃的時(shí)候，充電效率有所降低。以及在溫度過低的情況下，會影響電池的電容。磷酸鐵鋰電池應(yīng)用的車型，不適合在北方行駛，尤其是東北等極寒地帶，因?yàn)槟抢锒斓臏囟葘?shí)在是太低了，會影響磷酸鐵鋰電池的使用壽命。

 

代表車型有：比亞迪e6、比亞迪秦、比亞迪唐等。

 

三、鎳氫電池

 

鎳氫電池，是由氫離子和金屬鎳合成的。

 

優(yōu)勢：電池能量儲備大，重量更輕，使用壽命更長，并且對環(huán)境無污染。

 

劣勢：制造成本太高，性能方面比“鋰電池”差。

 

代表車型有：豐田prius、福特汽車Ford Escape、雪佛蘭Chevroiet Malibu等。

 

四、三元鋰電池

 

三元鋰電池，是指正極材料為鋰鎳鈷錳三元正極材料的鋰電池。

 

優(yōu)勢：相對于鈷酸鋰電池，三元鋰電池安全性更高。更適合未來新能源汽車電池的發(fā)展趨勢，適合北方天氣，低溫時(shí)電池更加穩(wěn)定。

 

劣勢：電壓太低，能量密度介于磷酸鐵鋰電池和鈷酸鋰電池之間。

 

代表車型有：北汽新能源EV200、北汽新能源EU260、特斯拉Model 3等。

 

石墨烯電池

 

石墨烯電池又稱黑金子：就是鋰電池內(nèi)添加石墨烯，從而開發(fā)出的一種新能源電池。石墨烯電池一般用于航空航天等方面。

 

優(yōu)勢：這種新能源電池可把數(shù)小時(shí)的充電時(shí)間壓縮至不到一分鐘。由于鋰電池內(nèi)添加了石墨烯，可以幫助鋰電池降低產(chǎn)能時(shí)的熱量，達(dá)到減少能量損失的目的，避免了大量能量被浪費(fèi)，減少了熱量對電池的損害，提高了電池的使用壽命。

 

劣勢：成本太過昂貴，大約2000人民幣/克，目前無法大規(guī)模應(yīng)用。

 

代表車型：暫無

 

總結(jié)：一旦石墨烯電池應(yīng)用到新能源汽車上，對于整個(gè)汽車行業(yè)將會是顛覆性的改變。我相信，隨著科學(xué)家們不斷的努力，終有一天，很多高性能電池，如超級電容電池、生物電池等，都會應(yīng)用到新能源汽車上。石墨作為傳統(tǒng)負(fù)極材料，在鋰離子電池中廣泛使用。F.Nobili課題組[]在石墨中混合1wt%納米金屬Sn顆粒以提高石墨的電子電導(dǎo)率，結(jié)果表明，相比于未添加的石墨電極，混合了金屬顆粒的電極低溫性能有明顯改善；同時(shí)通過物理氣相沉積的方法在石墨電極表面直接鍍了一層金屬Sn層，得到了低溫性能更優(yōu)異的電極，-30℃下放電比容量達(dá)到150mAh/g，而未處理的石墨電極則放不出電。相比于以石墨為基體，納米Sn顆粒量特別少，在充放電時(shí)并不會表現(xiàn)出電化學(xué)活性，而Xuejie Huang課題組制備了一種Sn納米顆粒分布于膨脹石墨層之間的Sn-石墨復(fù)合材料，如圖3所示。在這種材料中Sn含量高達(dá)60%，充放電過程中貢獻(xiàn)出較高的容量，這種結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)在于形成了一種石墨片層-Sn納米顆粒-石墨片層的疊層結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)一方面具有較高的電子電導(dǎo)率，另一方面能夠在Sn充放電過程中為其體積變化提供結(jié)構(gòu)緩沖。

        在正極材料方面，對于傳統(tǒng)正極材料，如鈷酸鋰、NCM三元材料、磷酸鐵鋰、錳酸鋰等，這里以磷酸鐵鋰為例，介紹改善正極材料低溫性能的主要途徑。概括來說，為了能夠達(dá)到提高磷酸鐵鋰離子電導(dǎo)和電子電導(dǎo)的目的，可以通過減小粒徑、構(gòu)建三維導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)以及包覆摻雜來實(shí)現(xiàn)。Jinmin Fan等人以油酰胺為媒介制備了分層結(jié)構(gòu)的碳包覆LiFePO4材料，這種材料是由包覆碳的LiFePO4納米顆粒進(jìn)一步自組裝形成具有納米尺度孔的微米大顆粒，材料中高的比表面積和納米孔結(jié)構(gòu)有利于鋰離子在材料中的擴(kuò)散，能夠提高離子電導(dǎo)率；于此同時(shí)包覆碳的納米顆粒能夠縮短電子傳輸路徑，明顯提高電子電導(dǎo)率。綜合以上兩點(diǎn)，這種材料具有優(yōu)異的倍率性能和低溫性能。100C超高倍率放電容量保持率還能達(dá)到72%，而低溫-20℃0.5C放電容量幾乎不衰減。另外新型正極材料方面也有很大突破。Pan-Pan Wang 等[]對β-LixV2O5的低溫性能進(jìn)行了系統(tǒng)研究，實(shí)驗(yàn)表明，這種材料具有優(yōu)異的低溫性能，-40℃容量保持率高達(dá)88.6%，作者將這種優(yōu)異性能歸因于其獨(dú)特的剛性三維離子通道，更有利于鋰離子的傳輸。