虞荣广

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1 电动汽车电池的发展

现阶段汽车大多以燃油为主体，将电池作为动力源最早出现在阿拉伯的1837年，虽然其起步较早，但是在发展进程中由于受到相应因素的直接限制及影响，电动汽车的电池技术的发展呈现出了停滞性特点，这就使得动力基础来自内燃机的汽车市场占有率不断上升，并在市场中占据主导地位。在电动汽车电池发展阶段，最初应用的是铅酸电池技术，后续经过改良，镍氢电池逐渐将其取代，虽然在充电后其行驶里程有所增加，但是其竞争优势也并不显著。在这一时期，日本的本田公司将内燃动力与电动力相结合，这就在一定程度上更新了汽车燃动结构，实际上其本质具有较强的混合特性，汽车本身的动力源也有所增加，在需求不同的情况下，汽车可以选择使用不同的动力源。

在后续进入2006年时，汽车技术水平显著提升，这就使得锂离子电池技术得到了广泛应用，当该技术融入后，汽车在行驶过程中的安全指数有所提高，在电动车及混合动力车领域中其优势都显著存在，而在下一年，混合动力车具备了插电属性，电池能量

供应更加便利，依托电网能够减少对内燃机的消耗，在电池能量充足时，动力保障可以完全依靠电池，当电池能量不断弱化时，就可以进入传统的内燃模式下。在2008年，受到相应不良因素的直接限制，油价不断攀升，这就为汽车产业的能源转型带来了机遇及挑战，电动汽车的电池产业也随之迈入新征程。通过对电动汽车电池的发展历程进行细数不难发现，电池类型较为多样，类型本身也存在较大差异，这都将为电动汽车电池现状产生较大影响。

2 电动汽车电池现状阐述

新能源汽车电池可以分为两大类，即蓄电池和燃料电池。蓄电池适用于纯新能源汽车，可以归类为铅酸蓄电池、镍基电池（镍一氢及镍一金属氢化物电池、镍一福及镍一锌电池）、钠ß电池（钠一硫电池和钠一氯化镍电池）、二次锂电池、空气电池等类型。而燃料电池专用于燃料电池新能源汽车，可以分为碱性燃料电池（AFC）、磷酸燃料电池（PAFC）、熔融碳酸盐燃料电池（MCFC）、固体氧化物燃料电池（SOFC）、质子交换膜燃料电池（PEMFC）、直接甲醇燃料电池（DMFC）等类型。

在现阶段新能源电池数量不断增加，其类别也呈现出了多样化特点，在细化范畴也存在相应差异。在纯能源汽车中，蓄电池是必须也是重要装备，以此为依托，蓄电池就是汽车的驱动装置。而在混合动力汽车中，传统发电机与蓄电池是结合体，都能发挥带动汽车驱动的作用，在这一框架中，蓄电池不仅是主要动力，也是辅助动力，因此不难发现，在汽车驱动速度低或者是启动的过程中，蓄电池都是驱动系统中产生动能的关键点，而加速阶段，其作用就下降到辅助形式下，在匀速或者是减速行驶阶段，蓄电池就需要存续能量。

2.1 铅酸蓄电池

从当前形势来看，铅酸蓄电池在汽车领域中的应用频率普遍较高，能够满足汽车内部电气及电子设备的电能需求，该电池技术在发展阶段能效作用较强，可以大量生产，并且其耗用的资金数额相对较少。虽然现阶段电池技术类别不断增加，但是铅酸蓄电池的市场占有率仍旧较为高涨，在旅游观光车及短途公交车中的表现也呈现良好趋势。

虽然铅酸电池的应用优势较为显著，但是其比能量低、使用寿命短等弊端性问题却也显著存在，一旦电池长时间处于高强度荷电状态下，其整体能效就会相对下降，因此，针对比能量问题进行研究也就逐渐成为电动汽车电池发展领域中较为关键的问题，只有不断优化其荷电状态，才能为延长使用寿命提供基础保障。现阶段的解决方法是：对容器标准进行衡量，尽可能的以小密度及非腐蚀性为核心，这就能够促使其比能量显著提升，相对的碳碱化物总体比例也能够有所提升，促使电池容量始终保持最佳状态。在相关文献中还提出了在铅酸电池的活性物质中添加适量的添加剂也能够促使其比能量及比功率大幅度提升。

2.2 镍氢电池

碱性电池是由镍基和碱性溶液经过点解而形成的，其主要分为三种电池种类，在这三种电池中最适用于电动汽车中的就似乎镍氢电池。这是因为镍氢电池在运用过程中所产生的物质不会对环境造成污染，并且所产生的能量也较高。而镍锌电池则不能够被持续使用，使用一段时间能量就会散尽。目前，针对这一问题已经有了相应的解决措施，例如：运用充电装置进行补充能量，在电解液中加入缓蚀剂等。在电动汽车行业中所应用的能量技术多数是镍氢电池技术。

镍氢电池由多种金属成分组合而成，其中就包括锰和镍，镍氢电池在电动汽车中的应用。镍氢电池与铅酸电池进行对比，镍氢电池在能量方面会高出铅酸电池很多，在功率方面相对于铅酸电池更是高出很多倍。镍氢电池技术的发明占据以下几个优势：更高的运行电压、比能量和比功率，较高的过度充放电耐受性和热性能。

2.3 锂离子电池

锂离子电池的构造处于较为传统的构造类型，其主要包括石墨阳极、锂离子金属氧化物以及有机溶剂溶解的溶液。其中在锂离子电池种类中我们在生活中经常接触的就是以碳为阳极，而电解液通常选择碳酸乙烯能和碳酸二甲酯溶解六氟磷酸锂溶液。其中二氧化锰酸锂作为阴极。这是因为这类锂离子电池重量较轻，并且抗压能力强，所储备的能量也较大。从表2中的数据分析我们能够明确的看出锂离子电池的优势，以及在性能上存在一些差异。

表1 锂离子电池的性能指标及其在电动汽车的应用情况

3 电动汽车电池应用发展趋势

3.1 铅酸电池

目前，铅酸电池在汽车领域中的应用频率普遍较高，该电池技术在发展阶段能效作用较强，可以大量生产，并且其耗用的资金数额相对较少。铅酸电池虽然在购买时不需要花费大量的费用，并且其应用范围也较为广泛，但是就当今时代来讲，铅酸电池的比能量和循环次数仍然受到限制。电动汽车如果要运行在高速公路上，如果仅仅是运用铅酸电池是不切实际的想法，这样做会存在很多的安全隐患。但是又铅酸电池价格上的优势，使其被广泛应用在形势短途的电动汽车中。近年来，美国已经发明出一种超级电容器，这种电容器能够与铅酸电池有效结合在一起，能够加大铅酸电池的比功率，使其寿命增加，在市场的竞争力也不断加大。

3.2 镍氢电池

镍氢电池虽然在比能量和比功率方面具有很大的优势，但是其在制作方面需要投入大量侧成本。由于镍钴产出量普遍较少，这就会导致其在应用阶段的成本相对增加。现阶段，镍氢电池在混合动力车中的应用范畴普遍较广，在锂离子电池生产量不断增加的前提下，成本也会随之下降，这就使得镍氢电池逐步被替代，相对的其市场占有量也随之下降。例如，日本丰田汽车公司现阶段也以使用宣布最新一代Prius使用锂离子电池为主体，镍氢电池使用量逐步下降。镍氢电池是电动车过度阶段使用的电池，但在近期和中期仍然是非常关键的动力电池之一。