新动力电动轿车邱健蓄电池Trojan电瓶技能探讨

新动力电动轿车电池技能探讨

摘要：电动轿车是最具发展潜力的新动力轿车，以电力为驱动，有着噪声低、低排放、效率高等特点，使用远景广阔。本文围绕新动力电动轿车对其电池技能进行了讨论。

关键词：电动轿车；比能量；可靠性；锂离子电池

0导言

由于传统内燃机轿车所形成的环境和动力问题愈加杰出，轿车行业发展受阻。现在我国科研机构和轿车制作企业都加大了对新动力电动轿车的研发力度，以期处理现存电动轿车电池技能难题。

1新动力电动车电池技能

依据动力供给类型的不同，电动轿车可分为纯电动车、混合电动车和燃料电池电动车，且这三种电动车电池技能均面临着技能难题，较难量产推行。电池技能是影响新动力电动车推行和广泛使用的重要因素，所以迫切需要处理电池的容量和动力弥补问题。

2新动力电动车电池技能比照

（1）铅酸蓄电池。铅酸蓄电池是由浸入稀硫酸电解液的正极板（PbO2）和负极板(Pb)组成。充放电反响方程式：Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O。该种电池的功用指标中的比能量和比功率均较低，电池的循环使用寿数也较短，充电所需时间较长，这些特点致使其在电动车范畴的推行遭到很大限制。一起，该种电池技能较为老练，能够大批量出产，其造价也低，所以这种电池也具有必定的使用空间，现在是被用于行进路程短，要点要求较低的场合，例如现在已投入使用的电动观光车、电动叉车、近距离电动公交车等。

（2）镍氢电池（NiMH）。由镉镍电池发展而来的镍氢电池是由电解液(KOH)、碱式氧化镍(NiOOH)组成的正极和吸氢合金(MH)组成的负极构成。充放电反响方程：NiOOH+MH⇋M+Ni(OH)2。镍氢电池充电时间短、容量大、放电深度大，更有着耐过充和过度放电等长处，但是由于金属镍价格较昂贵对其在在电动车范畴的推行和使用。镍氢电池与锂离子电池比较，能量密度较弱但可靠性高、本钱低。在不久的将来镍氢电池会成为混合动力电动车的干流电池。

（3）燃料电池（FuelCell，FC）。燃料电池由正极、负极（不包含活性物质）和电解质隔膜组成。现在研究以氢燃料电池为主，充放电反响方程：2H2+O22H2O。作为被轿车制作商要点投资的燃料电池，仅须弥补燃料与空气即可，并不需要充电储能的过程。氢燃料电池不只供电效率高、功率密度高，也有着无污染和可循环利用的长处。但是其造价太高、发动时间过长，制作和存储代价高且氢燃料电池加氢站的建造有着很大的难度。就现在来说，燃料电池电动车只是处于研发阶段，尚存在较多技能难题，在短期内很难进行大规模的推行。基于燃料电池绿色环保的作用，燃料电池未来肯定会成为处理动力危机的动力电池，有着较为广泛的远景。

（4）锂离子电池。锂离子电池首要包含正极（锂离子金属氧化物LiMO2构成）、负极（焦炭或石墨C构成）和有机溶液（溶有锂盐）。充放电反响方程：LiMO2+nC⇋Li1-xMO2+LixCn。锂离子电池的功用要优于前两种电池功用，有着体积小、寿数长和自放率低的长处，锂离子电池并不存在传统蓄电池出现的“记忆效应”，该电池无污染，所以该种电池一直被看好，是最具有实用价值的电动车电池。但锂离子电池在快速放电功用、价格、过放电维护方面有着不足之处。而大容量、高功率的锂离子电池在安全方面有着必定能够危险，使其大规模推行遭到限制，现在首要被用于容量较小、功率较低的电动轿车的使用中。现在各国轿车出产商都在要点研究锂离子电池技能，首要围绕怎么下降电池本钱，完成快速便捷放电，保证大容量的电池安全性为研究要点。

3锂离子电池技能

（1）锂离子电池资料技能。该种电池正负极资料体系很丰厚。用于动力电池的NCM三元层状正极资料，其间LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的使用比较老练，而拥有较高容量的LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2已被批量使用。近几年铝掺杂的锂镍钴氧电池将被用于驱动电动轿车，与锰酸锂混合也可用于制作车用动力电池。磷酸铁锂电池出产已满意客车和专用车辆的使用。用于负极的资料石墨、硬/软碳和合金负极资料，其间石墨使用最为广泛，无定形硬碳或软碳与石墨混合现已逐步被使用。钛酸锂负极资料倍率性和循环性佳，但比能量低、本钱高，适用于大电流充电。将纳米硅或硅氧化物作为负极资料已有小批量使用，但还需研究出处理因锂嵌入硅后形成的体积胀大导致使电池循环寿数削减问题的办法。锂离子电池电解液中六氟磷酸锂及其它新型锂盐、溶剂提纯、电解液配制、功用添加剂技能不断进步，而怎么进步电池工作电压，怎么改善电池高低温功用是现在研究方向，现在安全型离子液体电解液以及固体电解质均在研发中。聚烯烃微孔膜是现如今锂离子电池隔膜出售中的首要产品，而耐高温、高电压隔膜将会是未来的首要发展方向。

（2）单体电池技能。单体电池形状首要有圆柱、方形金属壳（铝/钢）和方形软包散装，而车用电池组容量大、电池数量多、办理体系复杂。现在圆柱电池技能并不能满意车用电池需求；方形电池电芯制作方式较多（正极包膜叠片、卷绕+叠片、叠片+卷绕等），制作出的电池容量大，适用于软极片电池（磷酸铁锂和三元资料的电池）。叠片式电池在各资料体系中均适用，可靠性高，与卷饶电池比较寿数较长，例如日产Leaf纯电动轿车、Volt插电式混合动力轿车电池均选用叠片式。软包电池电芯的制作则与方形金属壳电池类似。整体来看，我国单体电池出产正在由半自动向着全自动大规模制作迈进。

（3）电池体系技能。我国动力电池体系产品存在功用简略、数据收集可靠性较弱，SOE预算精度、热办理、均衡、安全办理等有待提高，而优异元器件则差距大。电池体系应从结构设计优化与资料选型两个方面下手结构抗振、抗冲击以及轻量化集成优化设计进行研究，并从故障诊断预测、热安全监测预警和防控三个方面进行关键技能的展开。

4结语

综上所述，对于新动力电动轿车来说镍氢电池功用要优于铅酸蓄电池，燃料电池和锂离子电池比与镍氢电池比较功用功用更佳，但都有着各自难以突破的技能难题。基于锂离子电池各项功用和现在技能研究程度，不久的将来锂离子电池会被广泛使用于纯电动轿车。