介紹電動車電池的真實面目

說起電動車，大家都知道它是不通過燃燒汽油來驅(qū)動汽車。但是你們知道這些電動車是靠什么樣的電池來驅(qū)動汽車？這些電池有什么優(yōu)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(tǒng)電池，當(dāng)然還有代表未來科技的燃料電池以及新型的液態(tài)電池等，它們因性能的不同導(dǎo)致優(yōu)缺點差異頗大?，F(xiàn)在我們將通過這篇文章來介紹電動車電池的真實面目。

一、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(shù)鋰離子電池使用的正極材料。磷酸鐵鋰也是鋰離子電池當(dāng)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(yōu)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(yīng)、重量輕、環(huán)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(dá)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(yōu)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(yīng)用車型為比亞迪唐、騰勢電動車、東風(fēng)風(fēng)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(chǎn)權(quán)的磷酸鐵鋰電池。騰勢電動車該車搭載容量為47.5kWh的磷酸鐵鋰電池，續(xù)航里程為300km。

二、鋰電池

鋰電池是一類由鋰金屬或鋰合金為負(fù)極材料、使用非水電解質(zhì)溶液的電池。最早發(fā)現(xiàn)鋰電池的是偉大發(fā)明家愛迪生，主要通過氧化還原反應(yīng)來充放電。

它的主要優(yōu)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(yīng)性強、綠色環(huán)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(chǎn)生任何的有害物質(zhì)，并且不需要消耗水。在能量和重量上也遙遙領(lǐng)先于其他的電池，成為現(xiàn)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(chǎn)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?？怂笶V、日產(chǎn)聆風(fēng)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?？怂闺妱影鎺泶蠹s160km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(nèi)部結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜。

三、鎳氫電池

鎳氫電池是正極活性物質(zhì)主要由鎳制成，負(fù)極活性物質(zhì)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(fā)展起來的新型綠色電池，它的創(chuàng)始人是自學(xué)成才的斯坦福。

它的主要的優(yōu)點是它可以適應(yīng)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(xù)航的里程。鎳氫電池放出的電比較平穩(wěn)，發(fā)熱量較小。

它主要的缺點是具有“記憶效應(yīng)”，即電池在循環(huán)充放電過程中容量會出現(xiàn)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(tǒng)在設(shè)定上都會主動避免過度充放電，如將電池的充放電區(qū)間人為控制在總?cè)萘康囊欢ò俜直确秶鷥?nèi)，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(dá)百萬公里，這項成績已經(jīng)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。

四、高鐵電池

目前國際上研發(fā)的鐵電池主要有兩種：一種是高鐵電池；一種是鋰鐵電池（磷酸鐵鋰電池）。高鐵電池是以合成穩(wěn)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(xué)電池。由于技術(shù)問題，現(xiàn)在國際上高鐵電池基本被視為禁區(qū)。

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(wěn)，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。

它的主要缺點是高鐵電池生產(chǎn)過程中對工藝要求非常高，如果把握不好，電池肯定會出現(xiàn)很多小問題，并且高鐵電池的價格也不菲。

它的主要的應(yīng)用車型：比亞迪e6、比亞迪F3DM。例如：比亞迪e6采用的高鐵電池經(jīng)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(dá)到300km。而比亞迪F3DM的純電動續(xù)航里程達(dá)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。

五、電容電池

它通過極化電解質(zhì)來儲能，屬于雙層電容的一種。由于其儲能的過程并不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，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(fù)充放電數(shù)十萬次。

它的優(yōu)點是其反復(fù)充放電達(dá)數(shù)十萬次（傳統(tǒng)化學(xué)電池只有幾百至幾千次），壽命上要比化學(xué)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(huán)境適應(yīng)能力更佳，通常室外溫度在-40℃-65℃時，其都能穩(wěn)定正常工作（傳統(tǒng)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(zhì)量物質(zhì)中所儲存能量的大小。比如我們經(jīng)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(lǐng)域的應(yīng)用。

目前他的主要的運用是在車輛啟動系統(tǒng)、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(dá)阿特茲上的i-ELOOP（制動能量回收系統(tǒng)）上使的儲能裝置就是電容電池。

六、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(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的發(fā)電裝置。燃料和空氣分別送進(jìn)燃料電池，電就被奇妙地生產(chǎn)出來。它從外表上看有正負(fù)極和電解質(zhì)等，像一個蓄電池，但實質(zhì)上它不能“儲電”而是一個“發(fā)電廠”。

它主要的優(yōu)點是能量轉(zhuǎn)化效率高，安裝地點靈活，負(fù)荷響應(yīng)快，運行質(zhì)量高；具有很強的過負(fù)載能力等。它的缺點是燃料電池造價偏高、碳?xì)淙剂蠠o法直接利用、氫氣儲存技術(shù)受限、氫燃料基礎(chǔ)建設(shè)不足等。

主要的應(yīng)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(xù)航里程上一般能都達(dá)到了700km左右?，F(xiàn)在的日本正在大力的扶持燃料電池，前景不錯。

電動車的電池是電動車發(fā)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，每個每個種類都有自己的優(yōu)劣勢。