电动汽车电池技术论文 电动汽车电池的现状及发展趋势 [摘要] 能源危机和环境恶化成为传统汽车发展的最大障碍，而发展电动汽车可以解决这一问题。电池是电动汽车发展的核心，本文主要阐述铅酸电池、镍氢电池、锂离子电池和燃料电池的现状及目前应用情况，并展望电池的应用前景。 [关键词] 电动汽车;铅酸电池;镍氢电池;锂离子电池;燃料电池 中图分类号：F407.6 文献标识码：A0 引言 电动汽车以电能代替石油等化石燃料作为动力，是未来解决能源短缺和气候变化问题的唯一长远之计[1]。电动汽车具有零排放、噪音小；能源利用率高且多样化；易于控制，更容易实现智能交通系统，从而提高道路利用率和交通安全等优点。 理论上，由于能耗成本低、维护成本低，电动汽车的使用成本应该低于燃油汽车。1 国内外电动汽车现状1.1 国外现状世界上第一辆以电池为动力的汽车制造于1837年[2]，通用汽车的EV-1、福特的ETX-2、丰田的RAV4、雪铁龙的AX106、SAXO等电动汽车均采用镍氢电池、锂电池等高能电池，快速充电时间缩短为15～20分钟，续驶里程提高到300～400 km，但其动力性和机动性与内燃机汽车相比仍存在差距[3]。
1.2 国内现状随着我国对纯电动汽车研发力度的加大，我国纯电动汽车技术日趋成熟，目前还存在降低成本、高可靠耐用性、强环境适应性、关键零部件寿命、电气安全技术等诸多问题需要解决[4]；电动汽车控制与管理、电池及管理系统、充电器技术、整车技术还不够成熟。2 电动汽车电池对比2.1 铅酸电池铅酸电池以氧化铅为正极，海绵铅为负极，硫酸水溶液为电解液进行化学反应[5]。铅酸电池是比较成熟的电池，可以大规模生产。但它存在比能量低、寿命短两大缺点，限制了其在电动汽车上的应用。 2.2 镍氢电池 碱性电池由镍基和碱性溶液电解质组成，主要有镍镉电池、镍锌电池和镍氢电池，其中镍氢电池最具竞争力[6,7]。与镍镉电池相比，镍氢电池比能量更高，且环境友好[8]。镍氢电池的主要优势是寿命相对较长，但由于镍金属占其成本的60%，导致镍氢电池价格居高不下[9]。 2.3 锂离子电池 锂离子电池传统结构包括石墨负极、锂离子金属氧化物正极和电解质。锂离子电池正极材料主要有钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂等，负极材料主要有石墨、钛酸锂等[10]。 其中锂聚合物电池比能量理论值为570wh/kg，目前比能量为100wh/kg，比功率为200w/kg，循环寿命为1200次，充电时间为2-4h。
2.4 燃料电池燃料电池是利用燃料的电化学反应发电的一种新型发电技术，是一种高效的发电装置[11]。燃料电池具有以下优点：①能量转换效率高，是内燃机的两倍；②比能量高，是镍氢电池的4-5倍，锂电池的2倍以上；②零排放、零污染；③运行噪音小；④工作温度低；⑤隐身性能强；⑥可靠性高，维护方便；⑦模块化好，无运动部件，可靠性高，使用寿命长；⑨氢气来源广，燃烧热值高，是石油的3倍；⑨无需充电，避免了内漏、过充过放；⑩运输、储存过程中无能量损失，适应性强。因此，燃料电池适合在车辆上使用[12]。 但要实现燃料电池电动汽车的商业化，还有许多关键问题需要解决：①开发高性能低成本的双极板和质子交换膜；②开发新型阴极板催化剂；③提高燃料电池电动汽车的环境适应性和安全性；④氢气的来源；⑤氢气的储存；⑥建设加氢站，解决燃料电池电动汽车加氢问题[13]。在燃料电池的燃料供给方式中，车载储存氢气比车载制氢更为常见，但还存在不少技术难点。车载储存氢气的方式主要有三种：①将压缩氢气常温储存于储存装置中；②低温储存液态氢；③储存金属氰化物[14]。3 总结与展望动力电池作为电动汽车的核心技术，目前还处于技术发展初期，需要在多方面取得突破。
铅酸电池技术成熟、成本低廉，但续驶里程短。镍氢电池价格昂贵，但在混合动力汽车中仍具有一定优势。燃料电池价格过高，短时间内难以实现商业化。锂离子电池具有诸多优势，是未来大力发展的动力电池。参考文献[1]Smith M, as a [J].，2021,：785[2] B S. in [J]. of the [3]何峰, 汽车新能源与节能[Z],2021，[4]张利国，宁国宝，国内电动汽车发展综述[J]，汽车工业研究，2021,12：33[5]张彦勤，铅酸电池技术的发展[J]，汽车电气，：1-3[6]Lukic SM,Cao J, RC,et al. 为[J].IEEE上,2021,556:[7]Dhar SK,SR,PR,et al.--date[J].,1997,651-2:1-7[8]王佳杰,穆巨国,茹海涛.锌镍动力电池的开发及应用[J].电池工业,2021,113:194-197[9]王俊熙,马力格,电动汽车是我国汽车产业未来发展方向[J],企业研究,2021,12:22[10]谢先宇,王攀,安浩等,汽车动力锂离子电池发展现状[J],上海汽车,