鋰電池技術的真實面目

　　說起電動車，大家都知道它是不通過燃燒汽油來驅動汽車。但是你們知道這些電動車是靠什么樣的電池來驅動汽車？這些電池有什么優缺點？目前而言，電動汽車電池主要包括鉛酸蓄電池、磷酸鐵鋰電池、鋰電池、鈉硫電池、鎳鎘電池等多種傳統電池，當然還有代表未來科技的燃料電池以及新型的液態電池等，它們因性能的不同導致優缺點差異頗大。現在我們將通過這篇文章來介紹電動車電池的真實面目。

　　1、磷酸鐵鋰電池

　　磷酸鐵鋰電池，是指用磷酸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、磷酸鐵鋰等。其中鈷酸鋰是目前絕大多數鋰離子電池使用的正極材料。磷酸鐵鋰也是鋰離子電池當中的一種。相對鉛酸電池，磷酸鐵鋰電池充放電效率要高一些。

　　它的主要優點是安全性能高、使用壽命長、高溫性能好、大容量、無記憶效應、重量輕、環保。一般的鉛酸電池電池使用年限為1到1.5年，而磷酸鐵鋰電池理論壽命將達到7-8年。它還可以隨充隨用，不需要放完電在充電。最大的優勢是它不含有任何重金屬，完全無毒。

　　它的缺點是能量密度較低，材料的制備成本與電池的制造成本較高，電池成品率低，一致性差。不過它的好處顯然大于它的缺點。

　　它主要應用車型為比亞迪唐、騰勢電動車、東風風神E30、江淮和悅iEV4、通用賽歐Springo、長安逸動純電動、榮威550Plug-in等。例如：比亞迪秦的純電動行駛里程為70km，磷酸鐵鋰電池組容量為13kWh。比亞迪唐的電池容量肯定會大于13kWh。比亞迪唐的電池采用的是比亞迪擁有自主知識產權的磷酸鐵鋰電池。騰勢電動車該車搭載容量為47.5kWh的磷酸鋰鐵電池，續航里程為300km。

　　2、鋰電池

　　鋰電池是一類由鋰金屬或鋰合金為負極材料、使用非水電解質溶液的電池。最早發現鋰電池的是偉大發明家愛迪生，主要通過氧化還原反應來充放電。

　　它的主要優點是能量比較高、使用壽命長、額定電壓高、具備高功率承受力、自放電率很低、重量輕、高低溫適應性強、綠色環保的特點。它的最大使用的壽命在6年以上，它在使用中不產生任何的有害物質，并且不需要消耗水。在能量和重量上也遙遙領先于其他的電池，成為現在主流的電動車電池。

　　它的缺點是安全性差、不能大電流放電、價格昂貴、生產要求條件高、成本高、使用條件有限制、高低溫使用危險大。例如采用鋰電池的特斯拉也曾因為鋰電池而著過火。

　　目前使用的主要車型是特斯拉ModelS、福特福克斯EV、日產聆風等。例如：福克斯電動版采用的是平板型鋰電池組，這套電池組將能為福克斯電動版帶來大約160km的航程。特斯拉ModelS的電池組包含了近7000個鋰電池電芯，組成了16個獨立電池模塊，內部結構十分復雜。

 　　鎳氫電池與高鐵電池詳細解讀

　　3、鎳氫電池

　　鎳氫電池是正極活性物質主要由鎳制成，負極活性物質主要由貯氫合金制成的一種堿性蓄電池。鎳氫電池是在1960年發展起來的新型綠色電池，它的創始人是自學成才的斯坦福。

　　它的主要的優點是它可以適應大電流放電，對于需要較大功率輸出要求的場合比較適用。它的能量密度較大，增加了續航的里程。鎳氫電池放出的電比較平穩，發熱量較小。

　　它主要的缺點是具有“記憶效應”，即電池在循環充放電過程中容量會出現衰減，而過度充電或放電，都可能加劇電池的容量損耗。因此對于廠商來說，鎳氫電池控制系統在設定上都會主動避免過度充放電，如將電池的充放電區間人為控制在總容量的一定百分比范圍內，以降低容量衰減速度。

　　目前主要運用的車型是豐田普銳斯、通用EV1。例如：豐田普銳斯所使用的鎳氫電池壽命可達百萬公里，這項成績已經通過普銳斯出租車運營得到了驗證。通用EV1是通用的第一輛電動汽車。一次充電最大平均的行駛里程為144km左右，在動力上也毫不羸弱。

　　4、高鐵電池

　　目前國內外研究的鐵電池有高鐵和鋰鐵兩種，目前還沒有廠家宣稱其產品可以大規模實用化。高鐵電池是以合成穩定的高鐵酸鹽，可作為高鐵電池的正極材料來制作能量密度大、體積小、重量輕、壽命長、無污染的新型化學電池。

　　它的主要的特點是體積小、重量輕、壽命長、無污染。放電時輸出的電壓平穩，能儲層大量的電量。電池完全無污染，不需要回收。尤其是制作它需要的鐵鋁材料，非常豐富。

　　它的主要缺點是鐵電池生產過程中對工藝要求非常高，如果把握不好，電池肯定會出現很多小問題。并且鐵電池的價格也不菲，如果是120Ah的磷酸鐵鋰電池組，市場價大約要12萬元。

　　它的主要的應用車型：比亞迪e6、比亞迪F3DM。例如：比亞迪e6采用的鐵電池經過高溫、高壓、撞擊等試驗測試，安全性能非常好，短路爆炸機會不高。在能量補充方面，e6可使用220V民用電源慢充，快充為3C充電，15分鐘左右可充滿電池80%。它的總行程能達到300km。而比亞迪F3DM的純電動續航里程達100公里，多次的實驗表明它搭載的高鐵電池容量高，安全性好。

 　　未來電池新技術剖析

　　5、電容電池

　　它通過極化電解質來儲能，屬于雙層電容的一種。由于其儲能的過程并不發生化學反應，因此這種儲能過程是可逆的，正因為此超級電容器可以反復充放電數十萬次。

　　它的優點是其反復充放電達數十萬次（傳統化學電池只有幾百至幾千次），壽命上要比化學電池高出很多；超級電容在充放電時的功率密度極高，瞬間可放出大量電能，可滿足車輛更加寬泛的電力需求；工作環境適應能力更佳，通常室外溫度在-40℃-65℃時，其都能穩定正常工作（傳統電池一般為-20℃～60℃）。

　　它的最大的缺點是能量密度很低。所謂的能量密度就是指在一定的空間或質量物質中所儲存能量的大小。比如我們經常使用的5號充電電池，如果其毫安時越大，就代表它的能量密度越高。可以說，超級電容相比鋰離子電池較低的能量密度，限制了其在很多領域的應用。

　　目前他的主要的運用是在車輛啟動系統、軍事及少量公交車輛，至于是否可作為家用車動力電源使用，還需等能量密度難題有所突破后方可知曉。例如：在馬自達阿特茲上的i-ELOOP（制動能量回收系統）上使的儲能裝置就是電容電池。

　　6、燃料電池

　　燃料電池（FuelCell）是一種將存在于燃料與氧化劑中的化學能直接轉化為電能的發電裝置。燃料和空氣分別送進燃料電池，電就被奇妙地生產出來。它從外表上看有正負極和電解質等，像一個蓄電池，但實質上它不能“儲電”而是一個“發電廠”。

　　它主要的優點是能量轉化效率高，安裝地點靈活，負荷響應快，運行質量高；具有很強的過負載能力等。它的缺點是燃料電池造價偏高、碳氫燃料無法直接利用、氫氣儲存技術受限、氫燃料基礎建設不足等。

　　主要的應用車型是在日本本田FCV，豐田Mirai。他們的注入燃料的時間只需要3分鐘，續航里程上一般能都達到了700km左右。現在的日本正在大力的扶持燃料電池，前景不錯。

　　編輯點評

　　電動車的電池是電動車發展的核心部分。從上面文章中我們也看到，電動車電池的種類很多，每個種類都有自己的優劣勢。通過這次的介紹，希望能夠幫助大家對電動車有更加深刻的理解。現在的電動車電池面臨的最大問題就是充電時間長和儲存電量少，最近出現的石墨烯鋰電池可能會突破這些障礙，它的充電時間和我們加油時間差不多，相應續航里程也大幅提升。