動(dòng)力電池的種類及特點(diǎn)分析

目前的動(dòng)力電池有以下幾種。

1 鉛酸動(dòng)力電池

由于鉛酸電池具有高的開路電壓、低廉的成本、使用可靠、大電流放電性能良好、原材料豐富及鉛回收率高等優(yōu)點(diǎn)，使得鉛酸電池在電動(dòng)車上得到廣泛應(yīng)用。目前在純電動(dòng)車上應(yīng)用的電池主要是鉛酸電池。鉛酸電池的缺點(diǎn)是污染嚴(yán)重，而且質(zhì)量比能量和體積比能量低。ectreosorce公司，德國陽光公司，美國Arias公司，美國BPC公司以及瑞典OPTLMA公司都在進(jìn)行車用鉛酸動(dòng)力電池的研究，通過各自的技術(shù)取得了不錯(cuò)的進(jìn)展。

2 鎳氫動(dòng)力電池

鎳氫電池的技術(shù)成熟，耐過充和過放電、安全性較好、具有高能量和高功率的特性。缺點(diǎn)是鎳氫電池的物質(zhì)"活性"較強(qiáng)、容易外逸、封裝技術(shù)要求很高，同時(shí)鎳氫電池在高溫條件下，充放電效率較低，副反應(yīng)較大，嚴(yán)重影響電池的續(xù)駛里程，因此需要提高電池的高溫充放電性能。而提高鎳氫電極的高溫性能是改善電池高溫性能的關(guān)鍵。通過提高高溫充放電性能，鎳氫充電池在電動(dòng)汽車的應(yīng)用方面的取得了很大的發(fā)展。

3 鋰離子動(dòng)力電池

鋰電池以其高比能量，自放電少，循環(huán)壽命長，無記憶效應(yīng)和綠色環(huán)保等特點(diǎn)備受關(guān)注。目前鋰離子電池主要有以下材料：鈷酸鋰，錳酸鋰，磷酸鐵鋰，還有比較少見的磷酸鐵錳等。

3 . 1 鈷酸鋰動(dòng)力電池

鈷酸鋰是第一代商業(yè)化的鋰離子電池，具有很多優(yōu)點(diǎn)：比能量高，性能穩(wěn)定，體積比能量高，高低溫放電容量穩(wěn)定。缺點(diǎn)是安全性差，價(jià)格昂貴，污染環(huán)境。目前商業(yè)化的小型動(dòng)力鋰離子電池材料主要是鈷酸鋰。

3 . 2 錳酸鋰動(dòng)力電池

錳酸鋰具有較高的電壓平臺(tái)，較高的安全性能，低廉的價(jià)格。缺點(diǎn)是比容量較低，循環(huán)性能較差，高溫循環(huán)性能差。目前已知的全球主流車廠宣布的鋰動(dòng)力汽車，幾乎都采用的錳酸鋰動(dòng)力電池。日本的豐田，日產(chǎn)，本田，三菱正研制錳酸鋰作為電動(dòng)汽車的動(dòng)力電池。美國福特，法國雷諾等汽車廠商對錳酸鋰動(dòng)力電池進(jìn)行很久的測試。國內(nèi)的北京大學(xué)新能源材料與技術(shù)實(shí)驗(yàn)室及中信國安盟固利公司幾年來致力于新型動(dòng)力用鋰離子二次電池的研制，最近分別在電池關(guān)鍵材料錳酸鋰的合成及動(dòng)力電池技術(shù)研究方面取得了突破性的進(jìn)展。

其研究的動(dòng)力電池的電動(dòng)公交車及小型電動(dòng)客車參加了由法國的米其林公司在上海主持舉辦了的國際清潔能源車"必比登"挑戰(zhàn)賽，取得了優(yōu)異的成績。在奧運(yùn)期間為50多輛奧運(yùn)純電動(dòng)公交車提供全部動(dòng)力鋰電池和技術(shù)服務(wù)，成功保障了世界首次大規(guī)模純電動(dòng)公交車"零排放""零故障"安全運(yùn)行，引起全球同行的廣泛關(guān)注。海馬計(jì)劃在2011年推出純電動(dòng)汽車和油電混合汽車，采用大功率、高能量的錳酸鋰電池組為其提供電能。

3 . 3 磷酸鐵鋰動(dòng)力電池

磷酸鐵鋰近年來逐漸成為動(dòng)力電池的研究熱點(diǎn)。具有安全性高，循環(huán)性能好，綠色環(huán)保，價(jià)格低廉的優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)是：電壓平臺(tái)低，振實(shí)密度低，倍率電流低，低溫放電性差。成為制約磷酸鐵鋰商業(yè)化的瓶頸。近年來的研究在低溫性能和倍率電流方面取得了很大的突破。日本三井公司生產(chǎn)的磷酸鐵鋰最高可以進(jìn)行20C倍率的充放電，在3C倍率下充放電500次容量保持90%以上。

法國的SAFT公司生產(chǎn)的磷酸鐵鋰可以進(jìn)行150C充放電。目前世界上性能最高的磷酸鐵鋰是由麻省理工學(xué)院（MIT）研制的A123.通用汽車和奇異共同開發(fā)汽車與公交車用的磷酸鐵鏗鋰電池模塊采用A123,通用在2008年初展出的yoltConeept概念電動(dòng)車，其電源系統(tǒng)由通用與美國Cobasys公司聯(lián)合開發(fā)，其中的磷酸鐵鋰動(dòng)力電池便由A123生產(chǎn)。在國內(nèi)，萬向電動(dòng)汽車有限公司在磷酸鐵銼動(dòng)力電池開發(fā)方面走在了前列。已成功開發(fā)了電動(dòng)轎車、電動(dòng)公交車、雙能源電車、電動(dòng)電力工程車及服務(wù)車等車型，裝備自主開發(fā)的聚合物鋰離子動(dòng)力電池和動(dòng)力系統(tǒng)的純電動(dòng)公交車在杭州西湖Y9公交線路已經(jīng)運(yùn)行3年。比亞迪汽車也預(yù)計(jì)采用磷酸鐵鋰作為動(dòng)力電池推出混合動(dòng)力汽車。

4 其他新型材料

目前燃料電池也被用于電動(dòng)汽車的動(dòng)力電池，燃料電池與內(nèi)燃機(jī)不同，它不像內(nèi)燃機(jī)那樣將化學(xué)能變?yōu)闊崮茉俎D(zhuǎn)化為有用功，也不同于普通蓄電池的充放電、電能與化學(xué)能相互轉(zhuǎn)化的過程，而是將燃料的化學(xué)能直接變?yōu)殡娔?，因而熱損小，能量轉(zhuǎn)換效率高。與內(nèi)燃機(jī)比，高50%~100%,與普通蓄電池比高100%~200%.氫氣燃料電池運(yùn)行過程采用氫和氧化學(xué)反應(yīng)直接轉(zhuǎn)化為電能，排出的只有水，屬于零污染，碳?xì)浠衔锶剂想姵剡\(yùn)行過程中除排出水外，還要產(chǎn)生CO2和極少量的CO、HC、NOX等有害氣體，屬超低污染。一般把燃料電池和超級(jí)電容器聯(lián)用，解決燃料電池對工作溫度的要求。燃料電池和超級(jí)電容器具有互補(bǔ)性，是較理想的混合動(dòng)力模式，也是混合動(dòng)力車的發(fā)展方向之一。韓國現(xiàn)代推出的途勝FCEV是一款搭載燃料電池和超級(jí)電容器混合動(dòng)力車。德國戴姆勒在2009年6月7~11日于奧地利維也納舉行的"World Congre s s and Mobi l i ty&Ci ty Tr anspor tExhibition"上，全球首次公開了燃料電池混合動(dòng)力大巴"Citaro FuelCELLHybrid".首先將生產(chǎn)30輛，供給歐洲主要巴士交通公司，2009年秋季開始將在多個(gè)城市作為線路大巴開始大規(guī)模實(shí)證實(shí)驗(yàn)。太陽能電池利用太陽光，將光能轉(zhuǎn)化成電能，零排放無污染，且無枯竭之憂，如能充分利用將成為一種理想的能源。目前利用太陽能電池的混合動(dòng)力電池的研究正在進(jìn)行。

5 結(jié)語

節(jié)能和環(huán)保的要求促進(jìn)了電動(dòng)汽車的發(fā)展。而電動(dòng)汽車發(fā)展的關(guān)鍵就在于汽車用動(dòng)力電池發(fā)展。展望未來，汽車用動(dòng)力電池如能滿足電動(dòng)汽車及混合動(dòng)力汽車動(dòng)力系統(tǒng)的需求，將得到飛速發(fā)展。動(dòng)力電池發(fā)展的關(guān)鍵是多能源控制優(yōu)化，以便在滿足動(dòng)力性的同時(shí)提高能源效率并降低排放，同時(shí)發(fā)揮其附加值，使其更智能、可靠、舒適并降低成本。