新能源汽車各種電池詳細解釋

1、新能源汽車各種電池詳細解釋The manuscript was revised on the evening of 2021隨著國家對新能源汽車行業(yè)扶植力度的加大，趣來趣多的新能源汽車走進大眾的視野。很多汽 車品牌強勢進軍新能源汽車領域”使得新能源汽車技術不斷成熟、供消費者選擇的車型也趣來趣 多，加上新能源汽車經(jīng)濟實用、綠色環(huán)保的特點，越來越多的家庭和企業(yè)將新能源汽車作為買車、 換車的第一選擇。新能源汽車江湖有句話："新能源汽車，得電池者得天下”。動力電池技術成了關乎一臺新能 源汽車性能的關鍵，因此本期文章，知科君為大家普及一下新能源電動汽車最重要的核心部件一汽 車動力電池首先我們了

2、解下電池，總稱為化學電池，現(xiàn)階段我們將總類的化學電池可以分為；一次電池，也稱干電池，即不能夠再充電的電池，如生活中常用的5號堿性電池；二次電迪”即可充電的電迪”這也是汽車動力電池最基本的要求；燃料電迪”指正負極本身不含活性物質(zhì)”活性材料連續(xù)不斷從外部加入”如氫燃料電池；化學電迪一次電迪二次電迪（新能源電動汽車主要發(fā)展方向）燃料電池對于新能源汽車動力電迪.我們主要關注化學電迪中的二次電迪和燃料電迪,也就是有兩條 技術路線。一條是以鋰電池為主要研究方向的二次電池，目前發(fā)展迅速可謂"炙手可熱"；另一條 是一直被寄予厚望的以氫燃料為主要研究方向的燃料電迪”氫燃料電池，目前與二次電池

3、比起來，有一個很大的優(yōu)勢，就是可以在很快時間（五分鐘左 右）給電池加滿燃料，而不是等上幾個小時來充滿電。氫燃料電池充入的是氫宅，而最終產(chǎn)生水 分，也沒有廢舊電池回收的問題，可以說是真正的新能源汽車，但由于氫的來源問題還未實現(xiàn)大規(guī) 模量產(chǎn)和工業(yè)化應用、以及最重要的安全、儲存等方面因素”目前發(fā)展還是很大的瓶頸”不如二次 電池發(fā)展的成熟。在二次電池中，就目前鋰電池無論在能量密度，循環(huán)壽命和環(huán)保性能上都具有很大的優(yōu)勢，是目前動力電池的首選，動力電池技術成了關乎一臺新能源車型性能的關鍵，因此很多車企紛 紛押寶在新能源電池領域。目前市面上主流的新能源電動汽車電池種類大致歸為鉛酸電迪、操氫電 也 鉆酸鋰、猛

4、酸鋰、磷酸鐵鋰以及三元鋰()等幾大門類。今天知科君就帶大家從目前市場上動 力電池的主流技術路線。去研究研究關于動力電池中的各種門道，看看這些電池都有什么優(yōu)缺點！ 哪種才是適合咱們家用的電池類型。鉛酸電迪優(yōu)點：成本低、低溫性較好,價比高不足：能量密度低、比功率低、壽命特別短、體積大、安全性差作為比較成熟的技術，因其成本較低，而且能夠高倍率放電，性價比高.依然是可供大批量生 產(chǎn)的用電池、如電動自行車、摩托車、低速電動車及老年代步車。但是鉛酸電池的比能量、比功率 和能量密度及使用壽命都很低，以此為動力源的電動車不可能擁有良好的車速及較高的續(xù)航里程、 因此一般只能用于低速車的使用。鉛酸圖片鐐氫電池優(yōu)點

5、：價格低廉、技術成熟、壽命耐用性長缺點：能量密度低體積大、電壓低、有電池記憶效應豐田獨愛的鐐氫電池雖然現(xiàn)階段已經(jīng)退岀主流動力電池行列，但是由于其長期被目前最為成功 的混動車型豐田普銳斯所采用，因此在動力電池領域依舊占有一定的地位。這種電池自上世紀90 年代后逐漸發(fā)展開來”并且被當時諸多的日系混動車型所采用。這其中最具代表性的當屬豐田普銳 斯家族。在最新一代的普銳斯車型上，豐田為消費者提供了兩款電池可供選擇，其中是目前最為常見 的”而另一款則是豐田自第T弋普銳斯車型誕生以來就一直堅守的操氫電池。究竟是什么原因讓豐 田把持著操氫電池久久不愿放棄呢？但就能量密度來看”聽上去頗為落伍的鐐氫電池其實與普

6、通鋰電迪差距并不大，約為70- 100Wh/kg ,但由于電池單體電壓僅為，僅為鋰電池的1/3 ,因此在需求電壓一定的情況下，鐐氫 電池組的體積要比鋰電池大不少。因此在現(xiàn)階段，除了豐田等少數(shù)廠家依舊堅守操氫電池陣營之 外,其他廠商無一例外的都倒向了鋰離子電迪陣營。目前國產(chǎn)的卡羅拉雙擎與雷凌雙擎同樣采用的是鐐氫電池組那么為何豐田還會固執(zhí)己見的堅守鏢氫電池的陣營呢？這就不得不說到標氫電池最大的優(yōu)勢： 超強的耐用性！曾經(jīng)美國著名的汽車媒體消費者報告對一臺使用了十年后的第一代普銳斯進行了對比測 試”比較新車時的數(shù)據(jù)對比結果為：測試結果顯示”采用操氫電迪的第一代普銳斯車型在經(jīng)過了10 年行駛33萬公里之

7、后，將其與新車時的數(shù)據(jù)對比,無論是在油耗性能還是在動力性能都保持在同 一水平”說明混動系統(tǒng)和銀氫電池組仍然工作正常。此外，即便在使用十年跑了 33萬公里之后”這輛第一代普銳斯其鐐氫電池組從未發(fā)生過問題” 人們十年前所貢疑因電池容量衰減將大幅影響油耗和動力性能的情況也沒有岀現(xiàn)。由此看來，一向 嚴謹保守的日本人對于操氫電迪的鐘愛確實有其獨到的原因。雖然性能好于鉛酸電迪，但含有重金屬”使用遺棄后對環(huán)境會造成污染。操氫動力電池剛剛進 入成熟期，是目前汽車所用電池體系中唯一被實際驗證并被商業(yè)化、規(guī)模化的電池體系，現(xiàn)有混合 動力電池99%的市場份額為鐐氫動力電池，商業(yè)化的代表是的普銳斯。目前全球主要的汽車

8、動力電 池廠商主要有日本的PEVE和Sanyo , PEVE占據(jù)全球Hybrid動力車用標氫電池85%的市場份 頷，目前主要的商業(yè)化的混合動力汽車如豐田的Prius. Alphard和EsTIma ,以及的Civic , Insight等均采用PEVE的臻氫動力電池組。豐田圖片優(yōu)點：此類型電池生產(chǎn)技術成熟，電池結構穩(wěn)定，比能量高不足：成本非常高、高溫狀態(tài)下的穩(wěn)定性差作為純電動車領城的全球領導者，誕生自美國硅谷的特斯拉汽車憑借犀利的外形、秒的百公里 加速時間、以及超過400公里的續(xù)航能力，讓大家對于電動車的看法有了顛覆性的改觀，并且迅速 成為挑戰(zhàn)傳統(tǒng)燃油車的一大代表車型。除了強悍的電動機以及岀色

9、的電源管理技術之外，特斯拉能 夠一炮而紅的原因與其采用來自松下的鉆酸不無關系。早期的特斯拉MODEL S車型使用的是日本松下18650鉆酸池，其單個大小略大于我們常見的 5號干電迪,但就是這樣看似其貌不揚的電池，經(jīng)過幾千顆的相互并聯(lián)，組成的電池組同樣能夠釋 放出了驚人的能量這種電池我們并不陌生，像筆記本電腦等電子數(shù)碼設備使用的都是這種類型的電池，相比于其 它電池類型，以松下18650電池為代表的鉆酸鋰電池的優(yōu)點是技術頗為成熟，比能量高（參與電極 反應的單位質(zhì)量的電極材料放岀電能的大?。?，此外，這類電池放電電流大，充電速度高，非常適 合特斯拉這樣以高性能為取向的電動車。為了盡可能提高電池的能量密

10、度”特斯拉將這些單顆3100mAh容量的”整齊排列組合形成一個個小的"電池盒”單元，再將這些單元進一步拼接構成一整塊的動力電池組。最終總計8142 顆18650電池組合成的電池組擁有超過85kWh的總?cè)萘?，從而保證了特斯拉MODEL S超過 400公里的續(xù)航能力。斯拉這種高密度的電池組合方式雖然帶來了可觀的電池總?cè)萘俊钡倾@酸鋰電池熱穩(wěn)定性差”再 加上將集成電池板平鋪于車輛的底盤位置，這樣就對電迪的散熱與安全性提出了更高的要求”為此 特斯拉不得不設計岀了復雜的電池保護程序以及獨特的液; 令散熱系統(tǒng)來保證這套電池組的正常運 作。這一方面不僅加大了車身質(zhì)量，對車輛的續(xù)航里程有一定的影響，

11、當然最明顯的則是無形中推 升了車輛的制造成本，因此特斯拉賣岀這樣的售價也是有原因的，從最新的特斯拉所有車型開始采 用三元鋰電池也可以看岀來，由于其循環(huán)壽命和安全性都較低”事實證明其并不太適用作為汽車動 力電池。特斯拉18650圏片猛酸，優(yōu)點：成本低、低溫性能好不足：能量密度不高、安全性一般、壽命短成本低、好的正極材料，但是其材料本身并不太穩(wěn)定，容易分解產(chǎn)生宅體，因此多用于和其它 材料混合使用”以降低電芯成本”但其循環(huán)壽命衰減較快”容易發(fā)生鼓脹”高溫性能較差、壽命相 對短，主要用于大中型號電芯。該電池最先由電池企蚯出，這個來頭可不小，是和日本電宅股份 有限公司(NEC)的合資。猛酸鋰代表車型是為

12、早期聆風，沒錯就是大名鼎鼎的日產(chǎn)聆風，自 2010年全球上市之后，累計銷量已經(jīng)超過了 30萬輛，是純電動汽車界臺無爭議的世界第由于相比較鉆、操等稀有元素”猛元素儲量豐富”因此其價格低”能量密度中等”安全性也一 般，具有所謂的較好綜合性能。所謂成也蕭何敗也蕭何，也是正因為這種不溫不火的特性，其逐步 被新的技術所替代，聆風也慢慢轉(zhuǎn)向三元鋰電池，今年北京國際車展新新聆風也將閃亮登場，讓我 們拭目以待。磷酸鐵迪優(yōu)點：熱穩(wěn)定性佳、安全、成本較低、循環(huán)壽命長缺點：能量密度低、怕低溫說到這，我們一定不得不說目前國內(nèi)最具規(guī)模的新能源車企比亞迪。這家以做手機鋰電池起 家，現(xiàn)如今已經(jīng)成長為涵蓋電池制造、傳統(tǒng)與新能

13、源汽車生產(chǎn)制造的綜合大型企業(yè)。這其中，磷酸 鐵鋰電池就是其最核心的產(chǎn)品，并且裝備于比亞迪旗下的絕大多數(shù)車型上。磷酸鐵鋰電池用磷酸鐵鋰（LiFeP04）材料作電池正極，它的放電效率較高，價格也相比其他鋰 電池更有優(yōu)勢。早年間，搭載t匕亞迪"鐵電池”的E6成功為比亞迪打開了國內(nèi)電動車市場，其投 入深圳岀租車市場運營的比亞迪E6電動車也是大獲成功。作為全球最先實現(xiàn)磷酸鐵鋰電池產(chǎn)業(yè)化的車企之一，比亞迪所采用的這類磷酸鐵鋰電池相比早 期的，雖然在能量密度上并未有太大差別，但其熱穩(wěn)定性是目前中最好的,當電迪溫度處于500- 60CTC高溫時,其內(nèi)部化學成分才開始分解,并且穿剌、短踣、高溫都不會燃

14、燒或爆炸,而相比上 面所說的松下（18025（FC時就內(nèi)部化學成分就已處于不穩(wěn)定狀態(tài)），顯然，磷酸鐵鋰電池的安全 性要更高一籌。除了安全性更高之外，磷酸鐵鋰電池的使用壽命也有一定的優(yōu)勢。從深圳岀租市場投入運營的比 亞迪E6使用效果上看，這些自2010年開始運營的850臺E6電動岀租車累計總行駛里程已經(jīng)突 破3億公里，其中單車最高行駛里程超67萬公里,至今這些車輛仍然運行良好,這也說明了磷酸 鐵鋰電池的可靠性。這樣成績也讓t匕亞迪E6成為我國電動岀租車市場保有量最大的車型。不過除了熱穩(wěn)定性這一突岀的優(yōu)勢之外，磷酸鐵鋰電池的能量密度較以及鉆酸鋰電池仍有不小的 差距，同樣的電池容量，磷酸鐵鋰電池的重

15、量更重、體積也更大，這也導致采用該電池類型的車輛 續(xù)航里程表現(xiàn)一般。當然”磷酸鐵鋰電池最大的痛點在于低溫下的充電問題”當溫度低于巧工時” 充電效率較低，不適合北方新能源汽車車主在冬天的充電需求，這也成為比亞迪目前最新的混動車 型唐100.奏100暫時改用三元鋰電池的重要原因。目前主要運用于商用物流車及城市公交車大客 車。()優(yōu)點：能量密度高、循環(huán)壽命長、不懼低溫不足：高溫下穩(wěn)定性不足，最后是目前使用最為廣泛的,也是國內(nèi)裝車量最大的一類電池，作為冉冉升起的新星,能量密 度可達最高”但高溫性相對較差”但對對于續(xù)航里程有要求的純電動汽車”其前景更廣”是目前動 力電池主流方向，且適合北方的天宅，低溫時

16、電池更加穩(wěn)定。最新發(fā)布的MODEL 3 f即采用松下 的21700型的三元(NCA)圓柱形的電池。這類電池顧名思義是指電池是指正極材料中，除了鋰外，還有鐐鉆錨，或者鐐鉆鋁三種金屬。相比磷酸鐵鋰和，三元池的綜合表現(xiàn)更為平均，能量密度不低，體積比能量也較高，而且價格也相 對合理些因而被越來越多的新能源汽車廠家所采用。三元鋰電池作為近兩年涌現(xiàn)岀的一種新產(chǎn)品其特點在于其優(yōu)點在于它具有能量密度高、循環(huán)壽 命長、利于整車輕量化等優(yōu)點對于提升車輛續(xù)航里程有很大幫助。此外更重要的原因則是隨著產(chǎn)能 的提升，三元鋰電池的價格也進一步降低，密度不斷提高，正因為這些原因?qū)е聡鴥?nèi)車企乘用車紛 紛轉(zhuǎn)向使用三元鋰電池，例如北汽新能源的國民神車EV200和EX360兩款就放棄了磷酸鐵鋰路 線，換用了三元鋰電池。要說三元鋰電池的缺點的話,那就是三元材料的脫氧溫度是20CFC ,放熱能量超過800J/g ,并 且無法