新能源汽車各種電池詳細解釋

1、隨著國家對新能源汽車行業(yè)扶植力度的加大，越來越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越來越多，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-汽車動力電池首先我們了解下電池，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

2、次電池，即可充電的電池，這也是汽車動力電池最基本的要求；燃料電池，指正負極本身不含活性物質，活性材料連續(xù)不斷從外部加入，如氫燃料電池；化學電池一次電池二次電池（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池，我們主要關注化學電池中的二次電池和燃料電池， 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池，氫燃料電池，目前與二次電池比起來，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氣，而最終產(chǎn)生水分，也沒 有廢

3、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池、鎳氫電池、鉆酸 鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰以及三元鋰（鎳鉆錳酸鋰）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

4、么優(yōu)缺點！哪 種才是適合咱們家用的電池類型。鉛酸電池優(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)的電動車用電池、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。鉛酸圖片鎳氫電池優(yōu)點：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鎳氫電池雖然現(xiàn)階段已經(jīng)退出主流動力電池行列，但是由于其

5、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鋰 離子電池，而另一款則是豐田自第一代普銳斯車型誕生以來就一直堅守的鎳氫電池。 究竟是什么原因 讓豐田把持著鎳氫電池久久不愿放棄呢？但就能量密度來看，聽上去頗為落伍的鎳氫電池其實與普通鋰電池差距并不大，約為 70-100Wh/kg ，但由于電池單體電壓僅為1.2V，僅為鋰電池的1/3，因此在需求電壓一定的情況

6、下，鎳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)廠家依舊堅守鎳氫電池陣營之外，其他廠商無一例外的都倒向了鋰離子電池陣營。目前國產(chǎn)的卡羅拉雙擎與雷凌雙擎同樣采用的是鎳氫電池組那么為何豐田還會固執(zhí)己見的堅守鎳氫電池的陣營呢？這就不得不說到鎳氫電池最大的優(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，采用鎳氫電池的第一代普銳斯車型在經(jīng)過了10年行駛33萬公里之后，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)和鎳氫電池組仍然工作正常。此外，即便在使

7、用十年跑了 33萬公里之后，這輛第一代普銳斯其鎳氫電池組從未發(fā)生過問題， 人們十年前所質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出現(xiàn)。由此看來，一向嚴謹保守的日本人對于鎳氫電池的鐘愛確實有其獨到的原因。雖然性能好于鉛酸電池，但含有重金屬，使用遺棄后對環(huán)境會造成污染。鎳氫動力電池剛剛進入成熟期，是目前混合動力汽車所用電池體系中唯一被實際驗證并被商業(yè)化、規(guī)?；碾姵伢w系，現(xiàn)有 混合動力電池99%的市場份額為鎳氫動力電池，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 動力車用鎳氫電池85%的市場份額，目前主要的

8、商業(yè)化的混合動力汽車如豐田的Prius、Alphard 和EsTIma，以及本田的Civic , In sight等均采用PEVE的鎳氫動力電池組。豐田圖片鉆酸鋰電池優(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域的全球領導者，誕生自美國硅谷的特斯拉汽車憑借犀利的外形、3.2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出色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鋰電池不無關系。早期的特斯拉MODEL S

9、車型使用的是日本松下18650鉆酸鋰電池，其單個大小略大于我們常 見的5號干電池，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 反應的單位質量的電極材料放出電能的大小），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度， 特斯拉將這些單顆3100mAh容量的18650鋰電池，整齊排列組合形成一個個小的“電池盒”單元

10、，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的總容量，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容量，但是鉆酸鋰電池熱穩(wěn)定性差，再加上將集成電池板平鋪于車輛的底盤位置，這樣就對電池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出了復雜的電池保護程序以及獨特的液冷散熱系統(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量，對車輛的續(xù)航里程有一定的影響，當然最明顯的則是無形中推升了車 輛的制造成本，因此特斯拉賣出這樣的售價也是有原因的， 從最新的特斯拉

11、所有車型開始采用三元鋰 電池也可以看出來，由于鉆酸鋰電池其循環(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圖片錳酸鋰電池，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、低溫性能好的正極材料，但是其材料本身并不太穩(wěn)定，容易分解產(chǎn)生氣體，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業(yè)AESC提出，這個AESC來頭可不小，是日產(chǎn)和日本電氣股份有限公司 （NEC ）的合資。錳酸鋰代表車型是為早期日產(chǎn)聆風，沒錯就是大名 鼎鼎的日產(chǎn)聆風，自2

12、010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 界毫無爭議的世界第一。由于相比較鉆、鎳等稀有元素，錳元素儲量豐富，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，日產(chǎn)聆風也慢慢轉向三元鋰電池， 今年北京國際車展新日產(chǎn) 新聆風也將閃亮登場，讓我們拭目以待磷酸鐵鋰電池優(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)與新能源汽車生產(chǎn)制造的綜合

13、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，搭載比亞迪“鐵電池”的 E6電動車成功為比亞迪打開了國內電動車市場，其 投入深圳出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錳酸鋰電池，雖然在能量密度上并未有太大差別， 但其熱穩(wěn)定性是目前動力鋰電池中最好的，當電池溫度處于500-600 °C高溫時，其內部化學成分才開始分解，并且穿刺、短路、高溫都

14、不會燃燒或 爆炸，而相比上面所說的松下鉆酸鋰電池（180-250 C時就內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。從深圳出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電動出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。這樣成績也讓比亞迪 E6成為我國電動出租車市場保有量最大的車型。不過除了熱穩(wěn)定性這一突出的優(yōu)勢之外，磷酸鐵鋰電池的能量密度較三元鋰電池以及鉆酸鋰電池 仍有不小的差距，同

15、樣的電池容量，磷酸鐵鋰電池的重量更重、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-5 C 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、秦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。三元鋰電池（鎳鉆錳酸鋰）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三元鋰電池， 也是國內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

16、汽車，其前景更廣，是目 前動力電池主流方向，且適合北方的天氣，低溫時電池更加穩(wěn)定。特斯拉最新發(fā)布的MODEL 3，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，還有鎳鉆錳，或者鎳鉆鋁三種金屬。相 比磷酸鐵鋰和鉆酸鋰電池，三元鋰電池的綜合表現(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)出的一種新產(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，正因為這些原因導致國內車企乘用車紛紛轉向 使用三元鋰電池，例如北汽新能源的國民神車 EV200和EX360兩款電動車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200 C,放熱能量超過800J/g，并且