汽车观察 | 各显神通，大揭秘电池的奥秘世界！
新能源技术的关键在于电池，但不同企业在电池技术路线的选择上有不同的选择。
“我今天愿意把我所有的资产都投入到银隆。” 董明珠去年12月15日在“中国制造高峰论坛”上表示。 据悉，银隆是一家年轻的新能源科技公司。 2011年，银隆控股美国钛纳米科技有限公司，从而掌握了电动汽车锂电池中钛酸锂材料的生产技术。
“电动汽车电池不仅是电动汽车发展的核心，也是电力行业与汽车行业的关键融合点。” 国家新能源汽车创新工程专家组组长王秉刚表示。 目前，电动汽车（包括低速电动汽车、混合动力汽车等）使用的电池种类较多。 例如，丰田的混合动力车型使用镍氢电池，本田混合动力汽车和别克混合动力汽车使用锂电池。 董明珠看好银隆钛酸锂电池、比亚迪新能源采用磷酸铁锂电池等。
可见，新能源发展的核心是电池技术。 万向集团董事长鲁冠球也表示，“电池的进步往往是突破性的，就是选择用什么材料的问题。这使得它们具有很强的颠覆性，所以投资风险非常高。现在电池已经不是什么了。”只是这是万向遇到的最困难的问题，也是行业无法突破的瓶颈。”
那么现在新能源市场使用的主流电池类型有哪些呢？ 他们的应用有什么区别？ 现在，《汽车观察家》将带领大家走进电池的神秘世界。
代表企业或车型：长安汽车、北汽集团、长城汽车、吉利汽车、上汽通用等传统燃油汽车普遍采用铅酸电池作为车载电源装置。 目前，市场上大多数低速电动汽车也采用铅酸电池。
第一代电动汽车EV1采用的是铅酸电池，该电池由美国通用汽车公司于1996年生产。铅酸电池于1859年发明，从发明到应用在电动汽车上历时137年。 所谓铅酸电池，以氧化铅为正极板，海绵铅为负极板，硫酸水溶液为电解液。 铅酸电池是目前汽车领域应用最广泛的电池。 它们主要用作内燃机车辆内各种电气和电子设备的电源。
铅酸蓄电池分为封闭式和非封闭式两种。 封闭式无需维护、可深度放电、可回收、价格便宜。 已成为大多数传统燃油汽车的动力供给装置。 例如，别克使用免维护铅酸电池。 但铅酸电池能量小、功率低是其致命弱点。
业内专家指出，单节铅酸电池标称电压为2.0V，可放电至1.5V，可充电至2.4V； 在实际应用中，常常将六节单节铅酸电池串联起来，组成12V铅蓄电池。 酸性电池还有24V、36V、48V等，其使用寿命一般为3年。
“可以通过增加电极表面积来提高功率和密度，但这会增加侵蚀速度并缩短电池的使用寿命。” 清华大学电机系副教授胡泽春表示，“充放电方式也会严重影响其使用寿命，长期过充、过放会导致电池寿命缩短。”
铅酸电池之所以在近50年得到广泛应用，除了技术成熟、批量生产、生产成本低之外，可替代性和价格低廉也是主导因素。 虽然新的电池技术不断产生，但仍然采用铅酸电池作为动力源，主要应用于旅游车辆、电动叉车或一些短途公交车上。
碱性电池
代表企业或车型：一汽丰田混合动力车型、长安福特混合动力车型、雷克萨斯、保时捷等普遍采用镍氢电池作为动力源。
所谓碱性电池是由镍基和碱性溶液电解液组成。 主要有镍镉电池、镍锌电池和镍氢电池三种。 其中，镍氢电池比镍镉、镍锌电池具有更高的比能量。 环境无污染。
业内专家指出，镍氢电池是由氢离子和金属镍合成的。 它们的电量储备比镍镉电池多30%，比镍镉电池更轻，使用寿命更长。 镍氢电池的缺点是价格比镍镉电池贵很多，性能比锂电池差。 据悉，通用汽车于1999年开发的第二代电动汽车采用镍氢电池提供动力，但最终因缺乏竞争力而退出市场。 然而，日本丰田汽车公司采用镍氢电池技术，打造出结合了内燃机和电动机的第三代电动汽车，即混合动力电动汽车（HEV）。
镍氢电池已成为电动汽车电池技术研究和市场应用领域最受欢迎的电池。 与铅酸电池相比，镍氢电池的能量体积密度提高了3倍，比功率提高了10倍。 该技术的独特优势包括：更高的工作电压、比能量和比功率、更好的过充放电耐受性和热性能。
“但镍氢电池的应用也存在一定的局限性，其容量在低温下降低，在高温下充电耐受性较差。此外，价格也是制约镍氢发展的主要因素金属镍等原材料虽然比铅酸电池储存更多的能量，但过度放电会造成永久性损坏，而且大多数情况下。电池中存储的能量有一半没有被实际使用，例如丰田普锐斯只能使用电池的20%。”业内专家表示。
锂离子电池
代表企业或车型：本田混合动力、别克混合动力等，如本田雅阁混合动力、别克君越混合动力。
锂离子电池可分为锂离子电池和锂聚合物电池两种。 锂离子电池正极材料主要有钴酸锂、镍酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂等，负极材料主要有石墨、钛酸锂等。不同正极材料的锂离子电池性能材质也不同。
“与镍氢电池相比，锂离子电池具有较高的工作电压和较大的比能量，是镍氢电池的3倍。锂离子电池体积小、重量轻，循环寿命长，自放电率低，无记忆效应，无污染；由于锂离子电池的电极组合较多，且存在一定的差异，因此单个电池性能指标的数值范围较大。 ”胡泽春副教授解释道。
当然，锂离子电池在电动汽车中的大量使用也存在问题，主要是由于锂离子电池的安全性、循环寿命、成本、工作温度和材料供应等各种性能限制。 据悉，目前锂离子电池主要以小容量、低功率电池为主，大容量、高功率锂离子电池尚未实现量产。 另外，电池组的电池管理系统中的一些技术尚未成熟（如均衡充电技术），这也是锂离子电池在电动汽车上尚未得到广泛应用的重要原因之一。
磷酸铁锂电池
代表企业或车型：比亚迪纯电动汽车（秦、秦EV、唐等）、宇通新能源客车、厦门金龙新能源客车等。
目前，电动汽车中最常用的锂离子电池是磷酸铁锂电池。 比亚迪新能源采用的是磷酸铁锂电池。 它具有磷氧共价键结构，可防止氧原子释放，因此具有良好的热稳定性和安全性，且价格相对便宜。 这些因素使得磷酸铁锂电池成为小型电动汽车和PHEV动力电池的首选。
业内专家指出，磷酸铁锂电池是指采用磷酸铁锂作为正极材料的锂离子电池。 其特点是不含钴等贵重元素，原料价格低廉，磷、铁资源丰富。 其工作电压为3.2V，单位重量电容量（/g）大，放电功率高，充电快，循环寿命长，在高温高热环境下稳定性高。
“但在锂离子电池中，磷酸锂电池的比能量、比功率和工作电压都比较低。钴酸锂、锰酸锂电池在大型纯电动汽车的应用中更有优势。” 业内专家表示。
三元锂电池
代表汽车或车型：特斯拉、吉利帝豪、北汽EV200、江淮iEV5、艾瑞泽7e、荣威Erx5等。
三元锂电池是正极材料采用镍钴锰酸锂三元正极材料的锂电池。 据清华大学欧阳明高教授介绍，所谓“三元”，就是正极为三元，负极为石墨。 三元锂电池比普通钴酸锂具有能量密度高、循环性能更好的优点。 目前，随着配方的不断改进和结构的改进，电池的标称电压已达到3.7V，容量已达到或超过钴酸锂电池的水平。
特斯拉生产的电动汽车使用的是三元锂电池。 特斯拉电池技术总监Kurt Kelty给出的理由是：更高的能量密度和更好的稳定性和一致性； 可以有效减轻电池系统的负载。 成本; 体积小，可控性和安全性不断提高。
不过，也有业内人士指出，“三元锂电池主要包括镍钴铝酸锂电池、镍钴锰酸锂电池等。由于镍钴铝在高温下结构不稳定，高温安全性较差，且pH值太高会造成损坏，单体会膨胀，造成危险，目前成本较高。”
据悉，现有的三元锂电池如果出现内部短路或者正极材料与水接触，就会发生明火。 因此，一般三元锂电池都会有钢壳保护。 由于特斯拉的电池组由约7000块18650电池组成，尽管特斯拉为电池组提供了全面的保护，但在极端的碰撞事故中，仍然存在着火的风险。
“磷酸铁锂电池稳定得多，即使电池板被刺穿或短路，也不会爆炸和燃烧，暴露在350℃的高温下也不会着火（三元锂电池不能承受）温度为180-250°C）。所以从安全性能来看，磷酸铁锂电池稍好一些。” 业内人士告诉记者。
钛酸锂电池
代表企业：珠海银隆。 该电池技术的应用目前正处于研发试验阶段。
在实际研发应用中，存在由三元正极和钛酸锂负极组成的2.4V或1.9V锂离子二次电池。 通常称为“钛酸锂”。 其性能比较安全，寿命也比较长。 它不属于所谓的“三元材料”。
“所谓钛酸锂电池，就是采用钛酸锂作为电池负极材料，这种技术路线与主流采用石墨作为负极材料有很大不同。” 业内人士指出。
格力电器董事长董明珠表示，“钛酸锂是美国 Nano公司最成熟的产品之一。” 业内人士指出，“采用钛酸锂作为负极材料的优点和缺点都非常明显，其优点是电池具有循环寿命长、充电快、温度范围宽、安全性好的特点。缺点是成本较高”。相对较高，能量密度相对较低，相对应的，电池尺寸相对较大，能量密度相对较低（一般而言），这是非常致命的（低功率）。钛酸锂电池（90 wh/kg）低于其他类型动力电池（磷酸铁锂为110~120 wh/kg）的一个因素是该技术很难应用于新能源乘用车（轻型汽车）。
珠海银通新能源董事长魏银仓也坦言，“银隆研发的钛酸锂电池确实是小众，经济效益也排在最后，但他强调，银隆看重这个电池的整个生命周期。”技术。 绿色、环保、安全。”
据悉，该技术目前主要应用于储能系统、机器人行业和少量公交车领域。 由于应用范围有限，钛酸锂电池仅占全球锂电池的2%。 除了能量密度外，钛酸锂的价格比磷酸铁锂和三元材料贵两三倍以上。 目前，全球在钛酸锂电池领域具有领先优势的企业只有两家，一家是日本东芝，另一家是珠海银隆。
外表
一切都有优点和缺点。 不同类型动力电池的性能最终需要市场的长期验证。 目前市场上的电池中，锂离子电池（锂离子电池和锂聚合物电池）除了在价格和安全性方面处于劣势外，其他方面都处于绝对领先地位，并且有进一步发展的前景。研究开发和规模化应用。 目前，在混合动力车型上，各大车企均采用镍氢电池以及基于锂离子技术的各类电池，电池组容量从3~60kW·h甚至更高。 在传统燃油汽车中，主要采用铅酸蓄电池作为设备供电装置。 钛酸锂电池仍处于研发阶段，尚未实现量产。
因此，电池不同技术路线之间的竞争和核心技术性能的突破才刚刚开始。
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已经解决了