新能源汽車電池種類有哪些？ 都有哪些優(yōu)劣勢(shì)？
來(lái)源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-04-24 20:11
點(diǎn)擊量：次
鉛酸電池作為比較成熟的技術(shù)，因其成本較低，而且能夠高倍率放電，依然是唯一可供大批量生產(chǎn)的電動(dòng)車用電池。北京奧運(yùn)會(huì)時(shí)，有20輛使用鉛酸電池的電動(dòng)汽車，為奧運(yùn)會(huì)提供交通服務(wù)。
但是鉛酸電池的比能量、比功率和能量密度都很低，以此為動(dòng)力源的電動(dòng)車不可能擁有良好的車速及續(xù)航里程。
二、鎳鎘電池和鎳氫電池
雖然性能好于鉛酸電池，但含有重金屬，使用遺棄后對(duì)環(huán)境會(huì)造成污染。鎳氫動(dòng)力電池剛剛進(jìn)入成熟期，是目前混合動(dòng)力汽車所用電池體系中唯一被實(shí)際驗(yàn)證并被商業(yè)化、規(guī)?；碾姵伢w系，現(xiàn)有混合動(dòng)力電池99%的市場(chǎng)份額為 鎳氫動(dòng)力電池，商業(yè)化的代表是豐田的普銳斯。
目前全球主要的汽車動(dòng)力電池廠商主要有日本的PEVE和 Sanyo，PEVE占據(jù)全球Hybrid動(dòng)力車用鎳氫電池85%的市場(chǎng)份額，目前主要的商業(yè)化的混合動(dòng)力汽車如豐田的Prius、Alphard和 EsTIma，以及本田的Civic，Insight等均采用PEVE的鎳氫動(dòng)力電池組。在我國(guó)，長(zhǎng)安杰勛、奇瑞A5、一汽奔騰、通用君悅等品牌轎車已經(jīng) 在示范運(yùn)行，他們采用的也都是鎳氫電池，不過(guò)電池主要向國(guó)外采購(gòu)，國(guó)內(nèi)鎳氫電池在汽車上的運(yùn)用仍處于研發(fā)匹配階段。
三、鋰電池
傳統(tǒng)的鉛酸電池、鎳鎘電池和鎳氫電池本身技術(shù)比較成熟，但它們用在汽車上作為動(dòng)力電池則存在較大的問(wèn)題。目前，越來(lái)越多的汽車廠家選擇采用鋰電池作為新能源汽車的動(dòng)力電池。
因?yàn)殇囯x子動(dòng)力電池有以下優(yōu)點(diǎn)：工作電壓高（是鎳鎘電池氫-鎳電池的3倍）；比能量大（可達(dá)165WH/kg，是氫鎳電池的3倍）；體積小；質(zhì)量輕；循環(huán)壽命長(zhǎng)；自放電率低；無(wú)記憶效應(yīng)；無(wú)污染等。
當(dāng)前許多知名的汽車制造商都致力于開(kāi)發(fā)動(dòng)力鋰電池汽車，如美國(guó)福特、克萊斯勒，日本豐田、三菱、日產(chǎn)、韓國(guó)現(xiàn)代、法國(guó)Courreges、Ventury等。而國(guó)內(nèi)汽車制造商比亞迪、吉利、奇瑞、力帆、中興等車企也紛紛在自己的混合動(dòng)力和純電動(dòng)汽車中搭載動(dòng)力鋰電池。
目前阻礙動(dòng)力鋰離子電池發(fā)展的瓶頸是：安全性能和汽車動(dòng)力電池的管理系統(tǒng)。安全性能方面，由于鋰離子動(dòng)力電池具有能量密度大、工作溫度高、工作環(huán)境 惡劣等方面的原因，加上以人為本的安全理念。
因此，用戶對(duì)電池的安全性提出了非常高的要求。汽車動(dòng)力電池的管理系統(tǒng)方面，由于汽車動(dòng)力電池的工作電壓是 12V或24V，而單個(gè)動(dòng)力鋰離子電池的工作電壓是3.7V，因此必須由多個(gè)電池串聯(lián)而提高電壓，但由于電池難以做到完全均一的充放電，因此導(dǎo)致串聯(lián)的多 個(gè)電池組內(nèi)的單個(gè)電池會(huì)出現(xiàn)充放電不平衡的狀況，電池會(huì)出現(xiàn)充電不足和過(guò)放電現(xiàn)象，而這種狀況會(huì)導(dǎo)致電池性能的急劇惡化，最終導(dǎo)致整組電池?zé)o法正常工作， 甚至報(bào)廢，從而大大影響電池的使用壽命和可靠性能。
四、磷酸鐵鋰電池
磷酸鐵鋰電池也是一種鋰電池，其比能量不到鈷酸鋰電池的一半，但是其安全性高，循環(huán)次數(shù)能達(dá)到2000次，放電穩(wěn)定，價(jià)格便宜，成為車用動(dòng)力新的選擇。
比亞迪提出的“鐵電池”，業(yè)界人士認(rèn)為其為磷酸鐵鋰電池的可能性較大。
五、燃料電池
簡(jiǎn)單地說(shuō)，燃料電池（Fuel Cell）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。燃料和空氣分別送進(jìn)燃料電池，電就被奇妙地生產(chǎn)出來(lái)。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”。
最有望用于汽車的是質(zhì)子交換膜燃料電池。它的工作原理是：將氫氣送到負(fù)極，經(jīng)過(guò)催化劑（鉑）的作用，氫原子中兩個(gè)電子被分離出來(lái)，這兩個(gè)電子在正極 的吸引下，經(jīng)外部電路產(chǎn)生電流，失去電子的氫離子（質(zhì)子）可穿過(guò)質(zhì)子交換膜（即固體電解質(zhì)），在正極與氧原子和電子重新結(jié)合為水。由于氧可以從空氣中獲 得，只要不斷給負(fù)極供應(yīng)氫，并及時(shí)把水（蒸汽）帶走，燃料電池就可以不斷地提供電能。
因?yàn)槿剂想姵刂苯訉⑷剂系幕瘜W(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，中間不經(jīng)過(guò)燃燒過(guò)程，因而不受卡諾循環(huán)的限制。目前燃料電池系統(tǒng)的燃料—電能轉(zhuǎn)換效率在45%～60%，而火力發(fā)電和核電的效率大約在30%～40%。
新能源汽車電池突破
“在過(guò)去一年里，電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)正在向高質(zhì)量發(fā)展轉(zhuǎn)型，形勢(shì)很喜人。” 1月7日，在中國(guó)電動(dòng)汽車百人會(huì)召開(kāi)釣魚(yú)臺(tái)論壇前夕，中國(guó)電動(dòng)汽車百人會(huì)理事長(zhǎng)陳清泰在接受21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道記者采訪時(shí)表示。
高質(zhì)量發(fā)展轉(zhuǎn)變的主要表現(xiàn)為：正向開(kāi)發(fā)幾乎完全取代了逆向開(kāi)發(fā)、創(chuàng)新能力持續(xù)提高、整體技術(shù)水平上了一個(gè)很大的臺(tái)階；電動(dòng)汽車在用戶和市場(chǎng)上的接受程度迅速提高；主要產(chǎn)品從中低檔轉(zhuǎn)向了中高檔，部分已經(jīng)提出要瞄準(zhǔn)高檔車、豪華品牌。
同時(shí)，當(dāng)全球主要汽車企業(yè)爭(zhēng)先恐后地公布向電動(dòng)車轉(zhuǎn)型時(shí)，我國(guó)電動(dòng)汽車的產(chǎn)業(yè)體系在逐漸完善，主要零部件特別是動(dòng)力電池方面，始終保持國(guó)際一流的水平，主要零部件水平、配套能力提升很快。
鈷酸鋰電池
鈷酸鋰電池是運(yùn)用比較早的動(dòng)力電池，特斯拉在推出Model S之前，曾經(jīng)推出了一款Roster，就是用的鈷酸鋰電池。優(yōu)點(diǎn)是容量密度比較大，單位體積的電池可以存儲(chǔ)更多的電量，缺點(diǎn)就是安全性，穩(wěn)定性非常差，一般用于數(shù)碼電子領(lǐng)域，而電動(dòng)汽車對(duì)動(dòng)力電池的安全性要求很高，所以特斯拉也放棄了鈷酸鋰電池。
磷酸鐵鋰電池
說(shuō)起磷酸鐵鋰電池，首先想起的就是比亞迪汽車，比亞迪一直堅(jiān)持研發(fā)磷酸鐵鋰電池，而且處于絕對(duì)領(lǐng)先地位,可以說(shuō)是一家獨(dú)大。磷酸鐵鋰電池的優(yōu)點(diǎn)就是安全性非常高，非常穩(wěn)定，不管是高溫還是撞擊，都不會(huì)發(fā)生爆炸，但是缺點(diǎn)也很明顯，就是能量密度低，電量相同的情況下需要更多的空間和重量，對(duì)于注重空間和油耗的私家車來(lái)說(shuō)，磷酸鐵鋰電池顯然不是好的歸宿，所以一直鐘愛(ài)磷酸鐵鋰的比亞迪，也不得不轉(zhuǎn)投三元鋰電池的懷抱，逐漸在私家車上推廣采用三元鋰電池，而在公交車上還是一直使用磷酸鐵鋰電池。
三元鋰電池
三元鋰電池的優(yōu)點(diǎn)是容量密度大，續(xù)航能力超強(qiáng)，缺點(diǎn)是安全性比較差，但是優(yōu)于鈷酸鋰電池，所以被大規(guī)模采用，不管是特斯拉，還是寶馬奧迪的新能源車型，都是使用三元鋰電池，寧德時(shí)代就是抓住了三元鋰電池的趨勢(shì)成為了獨(dú)角獸。
錳酸鋰電池
錳酸鋰電池也是目前比較主流的動(dòng)力電池，雖然各方面都不是很突出，但是非常均衡，綜合能力很強(qiáng)，能量密度中等，價(jià)格便宜，而且安全環(huán)保，這很符合日韓汽車廠商的需求，所以日韓廠商采用比較多，日產(chǎn)的聆風(fēng)就是采用錳酸鋰電池。
