近日，丰田的“双极镍氢电池”已投入量产，目前在海外推出的新一代AQUA混合动力车型也已搭载。 尽管丰田的混合动力技术在全球独一无二，但在混合动力系统最重要的组成部分之一的电池领域，丰田却一直痴迷于市场上的“非主流”镍氢材料。
这不禁引起了小编的兴趣。 一直受到汽车巨头丰田青睐的镍氢电池有何独特之处？ 镍氢电池的技术研究对中国混合动力企业的发展有何启示？
图1 丰田新一代AQUA混合动力车型（海外版）
镍氢动力电池有哪些优点？
首先我们先来了解一下什么是镍氢动力电池？ 而镍氢动力电池有哪些优点呢？
镍氢电池是在镍镉电池发展的基础上发展起来的。 它们由电解质(KOH)、由碱性氧化镍形成的正极和由吸氢合金(MH)形成的负极组成。
镍氢动力电池在新能源汽车的实际应用中占据着极其重要的地位，并于2019年已实际装机运行。在应用层面，镍氢动力电池相对于锂电池也具有一定的优势。 例如，在充放电效率方面，镍氢动力电池效率更高，可以在更广泛的温度范围内使用。 其次，在使用寿命方面，镍氢电池在浅充浅放的前提下，循环充放电寿命接近20万次以上，是非常长的寿命。 此外，镍氢电池在安全性方面也远优于锂电池。 丰田全球超过1800万辆新能源汽车没有一辆自燃或爆炸。 [1]
但大家都知道，目前市场上最主流的动力电池是锂电池。 （有关锂电池的科普，参见《电池材料价格疯涨，从锂电池技术现状看未来行业发展》一文）因为对于纯电动汽车来说，拥有一颗“强大而快速的心脏”至关重要”。 镍氢电池由于其容量密度和充放电性能远低于锂电池，无法在纯电动汽车中广泛应用。
但镍氢电池在混合动力车型上优势明显，尤其是丰田在混合动力领域持续发展了二十多年。 丰田已经能够利用电机和发动机之间的优势互补，让发动机时刻保持在最佳、最经济的工作范围，达到最省油的效果，大大减少对电池的依赖。 例如，丰田的混合动力系统对电池容量密度要求不高，只需2kWh。 其次，在充放电性能方面，丰田的混合动力车型只需要电池40%的电量，完美避免了镍氢电池充放电性能较弱的问题。 可以说，镍氢电池就是为丰田混合动力车量身定做的。
全球镍氢电池两大流派
那么丰田在镍氢电池领域真的是“难觅对手、孤军奋战”吗？ 事实上，情况并非如此。 最初的镍氢动力电池分为两大流派。 一个是美国通用汽车，一个是日本松下、丰田。
美国最早量产的镍氢电池最先由R.发明并获得专利，该电池公司成立于1982年。后来通用汽车于1994年购买了该专利，随后将其用在后来版本的镍氢电池上。 EV1车型。 但由于无法盈利等其他原因，最终被 集中销毁。 此后，该专利多次转让给博世旗下子公司。 因此，镍氢电池在美国市场并没有引起太大的水花。
另一派是松下与丰田联合成立的EV（PEVE）公司，在20世纪90年代推出了适合新能源汽车的高容量（28-95Ah）镍氢动力电池，用于1997年开始生产的丰田汽车上普锐斯，以及后来的本田混合动力、本田思域混合动力、福特等车型。 其中，多款车型已成为全球畅销产品。 例如，普锐斯一直是全球最受欢迎、最畅销的混合动力车型，全球销量达1600万辆，没有自燃记录。
从Smart Bud全球专利数据库近20年数据发现，镍氢电池专利申请量保持稳定趋势，每年专利数量剩余在320-760件之间，平均为每年 545 件专利申请。 根据的预测，2021年、2022年和2023年的专利申请量分为513件、559件和560件。（如图2所示）