动力电池技术发展大剖析

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2、直接关乎用户的通勤需求，才让新能源车来到我们身边，将来还会取代传统燃油车，与大家的日常出行密不可分。于是就有了人们所说的：“新能源车的发展，就是电池技术的发展。”铅酸电池纯电动汽车最早使用的是铅酸电池，铅及其氧化物制成作为电极材料，硫酸溶液作为电解液，这是现在大部分电动自行车的动力源，低成本是其最大的优势。不过，因为铅酸电池的能量密度低，从而带来了体积大、容量小等问题，无法满足一台汽车对于自重的控制、驱动力的消耗，乃至每年超过1万公里行程的使用寿命，所以无法大规模用于量产车上，最终被汽车厂商淘汰。镍氢电池镍氢电池与我们的

3、日常生活很近，从早期的随声听到现在的充电牙刷等小型电器很常见，正极为镍氢的化合物，负极为金属氢化物，其能量密度、充放电次数相比铅酸电池有不小的提升，并且电解液不可燃、安全性有保障，制造工艺成熟，比亚迪在造车之前就是全球第二大的镍氢电池制造商。不过，因为镍氢电池充电效率一般、有充电有记忆效应、工作电压较低（无法使用高压快充），并不适用于汽车的单一动力源，适合辅助发动机工作。这方面做得最好的要属丰田，其混合动力系统采用阿特金森发动机＋镍氢电池组，阿特金森发动机本身具备中间转速区间高效的优势，却也有着低转速和高转速疲软的问题，

4、而镍氢电池正好能够解决起步与高速动力不足的一大助力。而从锂电池广泛引用之后，镍氢电池在汽车上也有被完全取代的趋势，如丰田新一代混动系统就采用了更高效的发动机＋锂电池组合。相比锂电池，镍氢电池的容量、循环充电的寿命以及环保角度都不占优势，成本的优势也在锂电池大力发展之下被弱化了，这正是镍氢电池逐渐退出汽车领域的原因所在。 锂电池锂电池正是现阶段新能源车的主流选择，锂的化合物（锰酸锂，磷酸铁锂等）作为电极材料，石墨作为负极材料，其优势在于能量密度高、体积小、重量轻、充电效率高。决定锂电池类型或者说性能的主要因素，在于电池两极

5、的材料，其中正极的材料是现阶段的关键，如主流的磷酸铁锂、三元材料中的钴酸锂、镍钴锰等，在容量、成本、低温充放电、安全性等多个维度上存在差异。不过无论任何类型，所有锂电池组都会面临低温这个“天敌”。不同锂电池类型的最佳工作温度虽然有一定差异，但低于最佳区间之后伴随而来的锂离子的活性降低，对于续航里程的影响比较大，这在我们此前的测试中也有所体现：搭载锂电池组的电动车，北方冬季实际使用中的续航，普遍只能达到理论续航的60％多，最多也就70％左右。低温的负面影响从电池本身不太好解决，于是众多汽车厂商想办法给电池组加温，增加单独针

6、对动力电池的控温系统，采用这种做法的大部分品牌车型都有一定缓解作用，但实际效果还算不上出色的解决问题，因为有一些电动车控温系统的耗电量，比低温的损失还要大。在这方面可以有所期待的是，通用集团已经有意向与韩国LG集团合作，采购直接在电池组内部装备多个温控元器件的产品，不光能与现在一样给电池散热，还能在寒冷天气提高电池的温度。这项技术的落地值得期待，据悉，通用集团下一轮纯电和插电混动的新车就会使用，取代现在日立品牌供应的电池组。 氢燃料电池大家都知道H2＋O2燃烧最终得到的水，所以氢气是非常理想的清洁能源。就氢气本身来说，燃

7、烧可以释放大量的能量、低温表现上佳，最重要的加氢的效率高，加氢只需5分钟就能行驶超过600公里，并且这个数据还有提升的空间，以上这些都要远远优于现有的锂电池。关于氢燃料电池车投入方面，日、韩两国的车企早就开始了研究，如今已经小范围投入到了各自国家的市场中，如笔者春节前试驾的现代NEXO氢燃料电池车，已经大量用于平昌冬奥会并上市销售。 而氢气这么好的能源，为什么不推广？因为以现在的技术获取氢气太难了。大家都学过电解水能得到氢气，但耗费电能去电解水，然后再烧氢气最终变成水，这个过程的用电量和损失还不如直接给锂电池充电，成本太

8、高。而成本、工艺都比较合适的是从石油、天然气里提取，但量并不大，所以燃料电池车“只闻其名、难以推广”。石墨烯电池对于未来新能源车的动力电池讨论，最靠谱、讨论最多的要属石墨烯电池了，将一些专业角度的解读“翻译”一下就是：用这种材料结合锂电池有两种使用方法，一是用石墨烯的复合材料作为锂电池的导电剂，二是直接用作负极，效果