朱黎

【摘 要】在經(jīng)濟(jì)日益發(fā)展的今天，環(huán)境問題越來越嚴(yán)重，其中最主要的問題是氣候的變化和空氣的污染。而空氣的污染，最重要的原因是煤炭等資源的燃燒。由于對資源的過度開發(fā)使得能源日益的緊張。在資源緊張的大背景下，科學(xué)家們正在考慮開發(fā)新的清潔能源，比如水能，風(fēng)能和太陽能等。而電動(dòng)汽車的核心是電池，電力工業(yè)與汽車工業(yè)，之間的核心紐帶是電動(dòng)汽車的電池部分，電動(dòng)汽車的電池也是這兩者之間所聯(lián)系的重要橋梁和紐帶。本文將針對于電動(dòng)汽車電池的發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行分析，并對電動(dòng)汽車電池的未來發(fā)展趨勢進(jìn)行推測。

【關(guān)鍵詞】電動(dòng)汽車；電池；發(fā)展現(xiàn)狀；發(fā)展趨勢

如今，社會(huì)上出現(xiàn)了很多受到人們關(guān)注的惡性問題，比如說資源的緊張以及環(huán)境的惡化等，這些問題不僅在社會(huì)范圍內(nèi)受到廣泛關(guān)注，也在電動(dòng)汽車的行業(yè)之中受到了很大的關(guān)注[1]。相對于傳統(tǒng)的汽車行業(yè)來說，電動(dòng)汽車是以電能為資源動(dòng)力，把傳統(tǒng)的汽車能源所用的動(dòng)力進(jìn)行了徹底的改變。傳統(tǒng)汽車大多數(shù)用的都是化石燃料，但電動(dòng)汽車主要能源是電能，這也是隨著社會(huì)的發(fā)展進(jìn)行的重大變革。電動(dòng)汽車的核心是發(fā)展電動(dòng)汽車的電池，電動(dòng)電車的電池是現(xiàn)代行業(yè)的主要關(guān)鍵打破點(diǎn)。

一、電動(dòng)汽車電池的發(fā)展現(xiàn)狀

（一）鈷酸鋰電池

鈷酸鋰電池的發(fā)展是最為成熟的，這種電池綜合性能比較強(qiáng)，而且電池容量高，但是在全球儲(chǔ)存之中，鈷酸鋰的全球儲(chǔ)存量是非常有限的，而且鈷酸鋰這種物質(zhì)的毒性比較大，況且價(jià)格也是昂貴的。所以作為電池材料的成本是比較高的。另外，鈷酸鋰這種材料安全性能比較差，如果將其放置在高溫和擠壓的空間條件之中，極有可能產(chǎn)生爆炸的情況[2]?？傊捤徜囯姵乜梢杂迷诎嘿F的手機(jī)和電池電腦，筆記本等電子消費(fèi)產(chǎn)品以及測試儀表之中，但是不適合電動(dòng)汽車的使用。

（二）鎳氫電池

鎳氫電池的主要成分是堿性溶液與鎳基。電池的主要分類有鎳鎘電池，鎳鋅電池與鎳氫電池。在現(xiàn)代化電動(dòng)汽車的行業(yè)之中，應(yīng)用最廣泛的是鎳氫電池。因?yàn)殒嚉潆姵?，它的能量?chǔ)存比較高，對儲(chǔ)存的環(huán)境產(chǎn)生的影響也比較小。而鎳氫電池，它主要產(chǎn)生枝晶比較快，產(chǎn)生這種東西導(dǎo) 致電池的壽命比較短。但是現(xiàn)在科學(xué)的研究可以運(yùn)用一些方式解決這些問題，比如說可以利用第三電極充電的形式解決電池壽命短的問題[3]。而鎳氫電池主要的構(gòu)成部分是氫氧化鎳，在這里的氫氧化鎳多半是陽性的，其中的大多數(shù)合金都是由錳和鎳組成，這些組成的合金呈陰性。在這種條件下的電池能量的儲(chǔ)存是普通電池的三倍，而且儲(chǔ)存的功率也比較大。所以這項(xiàng)技術(shù)有很大的運(yùn)行優(yōu)勢：運(yùn)行的功率比較高，而且能量多，運(yùn)行的電壓也高。

（三）鋰離子電池

市場上最常見的鋰離子電池陽極是由碳和碳酸二甲構(gòu)成的電解液。鋰離子電池的陰極多半是二氧化錳酸鋰。市場上常見的這種電池產(chǎn)生的比能量大，電池比較輕便，容易攜帶，而且結(jié)實(shí)。這種電池的單節(jié)電壓可以達(dá)到3.7V。經(jīng)過科學(xué)的研究發(fā)現(xiàn)鋰離子電池的體積比較小，而且壽命比較長，與其他的電池比起來，質(zhì)量較輕，由于這種電池的自放電率比較高，所以不會(huì)產(chǎn)生記憶效應(yīng)。這種鋰離子電池有很多的電極組合，個(gè)體的性能指標(biāo)數(shù)值范圍廣闊，在性能上有較大的差異。

二、電動(dòng)汽車電池對未來發(fā)展的展望與發(fā)展趨勢

（一）鉛酸電池

叉車與短途汽車主要?jiǎng)恿δ茉词倾U酸電池，這是因?yàn)殂U酸電池的價(jià)格很低。氫產(chǎn)生的鉛酸電池在循環(huán)利用的次數(shù)上比較少，這種情況下，對于電池的生產(chǎn)環(huán)境和方式有著很大的限制。展望未來，鉛酸電池是不可能行駛在高速公路之中，因?yàn)樗环蠈?shí)際。但在另一方面，鉛酸電池的電池成本比較低，可以利用在短途的電動(dòng)汽車與輕度混合的電動(dòng)汽車之中。據(jù)某些研究指明，美國研制出了一些超級電池，這些超級電池指的是鉛酸電池與超級電容器進(jìn)行聯(lián)合使用，可以發(fā)揮出很大的作用，美國研制出的這些超級電池比市場上的其他電池相比，功率比較高，而且壽命長，價(jià)格也比較便宜，所以在許多國家的市場上競爭力很大。

（二）鎳氫電池

鎳氫電池是一種綠色能源電池，它和同體積的其他電池相比容量更大，在充放電循環(huán)方面，可以使使用電池的壽命延長，并且沒有記憶效應(yīng)。憑著這些優(yōu)點(diǎn)，曾經(jīng)被廣泛的應(yīng)用于各種新能源電池的應(yīng)用之中。雖然鎳氫電池有較高的性能與很高的功率，但是這種電池中含有很多的金屬鈷和鎳，使得鎳氫電池的制作投入成本高。這些年來金屬鎳和金屬鈷含量減少，造成了鎳氫電池的制作成本大大增加，最終增加了使用的成本，使鎳氫電池退出了電池市場。但這并不能泯滅鎳氫電池在原有的電池汽車過渡階段所產(chǎn)生的關(guān)鍵性作用。

（三）鋰離子電池

鋰離子電池在現(xiàn)今的電池市場之中，它的性能比最佳。與同質(zhì)量的鉛酸電池相比，鋰離子電池的能量是這種電池的五倍左右，也在能量角度高于鎳氫電池三倍。所以，科學(xué)的分析之下，鋰離子電池在各種角度可能是未來電池的主要領(lǐng)軍者。鋰離子電池以鋰作為主要的原材料，況且我國地下鋰礦的資源比較豐富，在鋰礦的開發(fā)之中，我國在世界上占據(jù)第二位。而且鋰離子在海水中也廣泛的存在。我國在未來的發(fā)展技術(shù)之中可以將海水中的鋰進(jìn)行科學(xué)的獲取和提取。除此之外，最重要的是鋰離子電池具備循環(huán)使用的能力，可以緩解對于原材料的緊張需求問題。所以說我國很多行業(yè)之內(nèi)，包括電動(dòng)汽車發(fā)展行業(yè)多采用鋰離子電池，所以說，鋰離子電池在未來的發(fā)展過程之中期望性最高。

（四）超級電容器

超級電容器是一種新型的存儲(chǔ)裝置，也稱為雙電層電容器。這種電容器可以實(shí)現(xiàn)電場能與電能的相互自由轉(zhuǎn)換。超級電容器的運(yùn)用原理是利用活性炭材料制作成的多空電極。在兩者之間的電極中填充電解質(zhì)溶液，如果在電極兩端施加電壓，可以使電解質(zhì)溶液形成集電層，相當(dāng)于串聯(lián)的兩個(gè)電容器。另外，活性炭表面積比較大，電解質(zhì)之間的距離小，導(dǎo)致電解成電容器產(chǎn)生很大的電容量。超級電容器產(chǎn)電的功率密度和放電速度很大，而且可以利用和回收電動(dòng)汽車在制動(dòng)時(shí)的能量，將這種能量進(jìn)行回收，這個(gè)過程屬于化學(xué)反應(yīng)過程。

（五）新電池技術(shù)

新電池主要有鋰硫電池，鋰聚合物電池以及固態(tài)鋰空氣電池。比如說傳統(tǒng)的鋰離子電池，如錳酸鋰電池與錳酸鐵鋰電池等這些電池還有很大的改進(jìn)空間，雖說改進(jìn)空間很大，但是其具有的潛力很有限。在未來的電動(dòng)電池發(fā)展過程之中，新電池技術(shù)可能占有很大的開發(fā)性。鋰聚合物電池在很大程度上提高了鋰離電池應(yīng)用穩(wěn)定性。另外鋰硫電池的組成是靠金屬鋰和有機(jī)質(zhì)以及單質(zhì)硫所構(gòu)成的。這種新電池技術(shù)有很大的優(yōu)勢比如說制造的成本比較低，所蘊(yùn)含的能量高，并且它對環(huán)境的需求度比較少。最后，固態(tài)鋰空氣電池這種電池還在研發(fā)和實(shí)驗(yàn)之中，但是固態(tài)鋰空氣電池的未來可期許性比較高。因?yàn)檫@種電池，它的散熱程度，穩(wěn)定性比較好，而且對于工作的溫度范圍要求小。

三、結(jié)論

電動(dòng)汽車電池作為汽車的儲(chǔ)能裝置，既要求有足夠的能量來滿足一定的駕駛周期和行駛里程，又要提供能達(dá)到車輛指定的加速性能所需要的最大功率。當(dāng)目前市場上電池成本降低或處于實(shí)驗(yàn)室研究階段的電池技術(shù)發(fā)展成熟后，汽車制造廠商必然會(huì)提高電動(dòng)汽車電池組的容量、功率等以增加電動(dòng)汽車的行駛里程和汽車性能。電力行業(yè)應(yīng)關(guān)注電動(dòng)汽車電池的各種性能、容量和功率，不僅是要能在短期內(nèi)提供可靠的充電設(shè)施和網(wǎng)絡(luò)，研究針對大規(guī)模電動(dòng)汽車充電的有序控制，在滿足電池充電需求的同時(shí)降低其對電網(wǎng)的負(fù)面影響。

【參考文獻(xiàn)】

[1]符曉玲，商云龍，崔納新.電動(dòng)汽車電池管理系統(tǒng)研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].電力電子技術(shù)，2011（12）：27-30，89.

[2]緣彤煜.電動(dòng)汽車電池的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].科技展望， 2016（15）：285.

[3]孫田田，王林，郭巧巧，王鑫國.純電動(dòng)汽車與氫燃料電動(dòng)汽車發(fā)展現(xiàn)狀及前景[J].科技視界，2016（04）：163-164.