新能源汽车电池分类盘点和分析

电池和电机电子控制系统是新能源汽车的三个关键组成部分。动力电池是关键环节，可以说是新能源汽车的“心脏”。

伴随着新能源汽车的不断发展，动力电池也越来越受到人们的重视。它是制约新能源汽车发展的重要因素之一。新型能源汽车动力电池，又有哪些种类？

铅酸电池

铅酸电池（VRLA），它是一种电极，主要由铅及其氧化物制成，电解液是硫酸溶液的电池。在铅酸电池的荷电状态下，正极的主要成分是二氧化铅，负极的主要成分是铅；在放电状态下，正负的主要原料是硫酸铅。单个铅酸电池的标称电压为2.0V,能放电到1.5V,能充电到2.4V；应用中，常用6个单格铅酸电池连接起来，形成标称为12V的铅酸电池，还有24V。、36V、48V等。

铅酸电池作为一种成熟的技术，仍然是唯一可以批量生产的电动汽车电池，因为它成本低，可以高倍放电。但是铅酸电池的比能量、比功率、能量密度都很低，以此为动力源的电动汽车不可能有很好的速度和续航里程。

镍镉电池和镍氢电池

镍镉电池（Nickel-cadmiumbattery，通常简称NiCd，读作"nye-cad")是一种受欢迎的电池。这类电池使用氢氧化镍（NiOH）及金属镉（Cd）化工产品产生电能。虽然性能比铅酸电池好，但是含有重金属，使用后会对环境造成污染。

镍镉电池可重复充放电500次以上，经济耐用。它是一种非常理想的DC供电电池，内部抵抗力小，内阻小，充电快，负载大，放电时电压变化小。与其他类型的电池相比，镍镉电池可以承受过充电或过放电。镍镉电池的放电电压根据其放电设备而有所不同，每个单元的电池(Cell)大约是1.2V，电池容量单位为Ah(安时)、mAh(毫安时)，放电终止电压的极限值称为“放电终止电压”，镍镉电池的放电终止电压为1.0/cell(cell是每个模块的电池)。自放电率低，镍镉电池放置时间长，特性不会变质。充电后可以完全恢复原来的特性，可以－20℃在60℃的温度范围内使用。由于模块化电池采用金属容器，经久耐用；如果选择完全封闭的方式，就不会有电解液泄漏，所以不需要补充电解液。

镍氢电池是由氢离子和金属镍生成的，其功率储备比镍镉电池多30%，比镍镉电池轻，使用寿命长，对环境无污染，但价格远高于镍镉电池。

镍氢动力电池刚刚进入成熟阶段，是目前混合动力汽车所用电池系统中唯一经过实际验证和商业化、规模化的电池系统。目前混合动力电池99%的市场份额是镍氢动力电池，商业化代表丰田的普锐斯。目前，日本的PEVE和Sanyo是世界主要的汽车动力电池制造商，PEVE占据了Hybrid动力汽车85%的市场份额。目前，丰田的Prius等主要商业混合动力汽车、Alphard和Estima，以及本田的Civic、Insight等都采用了PEVE镍氢动力电池组。长安杰勋、奇瑞A5、一汽奔流、通用君悦等品牌汽车已经在示范运行，都使用镍氢电池。但电池主要从国外购买，国内镍氢电池在汽车上的应用仍处于R&D匹配阶段。

锂电池

“锂电池”是一种以锂金属或锂合金为负极材料，使用非水电解质溶液的电池。锂电池大致可以分为两类:锂金属电池和锂电池。锂电池不含金属锂，可充电。

锂电池一般采用二氧化锰为正极材料，金属锂或其合金金属为负极材料，采用非水电解质溶液。

锂电池材料的构成主要有：正极材料，负极材料，隔膜，电解液。

在正极材料中，最常用的材料是钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂和三元材料(镍钴锰的聚合物)。正极材料占很大比例(正极材料和负极材料的质量比例为3。:1~4：第一，由于正极材料的特性直接影响锂离子电池的性能，其成本也直接决定了电池的成本。

负极材料中，目前负极材料主要是天然石墨和人造石墨。正在探索的负极材料包括氮化物、PAS、锡基氧化物、锡合金、纳米负极材料等金属间化合物。作为锂电池的四大组成材料之一，负极材料在提高电池容量和循环性能方面发挥着重要作用，处于锂电池行业中游的核心环节。

聚乙烯是一种市场化隔膜材料。（polyethylene，PE）、聚丙烯（polypropylene，PP）聚烯烃是主要聚烯烃（Polyolefin）类隔膜。在锂电池的结构中，隔膜是关键的内部部件之一。隔膜的性能决定了电池界面的结构和内阻，直接关系到电池的容量、循环和安全系数。性能优异的隔膜对提高电池的综合性能起着重要的作用。

磷酸铁锂电池

磷酸铁锂电池是指以磷酸铁锂为正极材料的锂离子电池。锂离子电池的正极材料主要包括钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂、三元材料、磷酸铁锂等。其中，钴酸锂是目前大多数锂电池使用的正极材料。

磷酸铁锂电池作为充电电池，容量高，输出电压高，充放电循环性能好，输出电压稳定，大电流充放电，电化学稳定性能，使用安全(不会因过度充放电、过放电、短路等操作失误而燃烧或爆炸)、温度范围广，无毒或少毒，对环境无污染。选择LiFePO4作为正极的磷酸铁锂电池具有良好的性能要求，尤其是放电率放电(5～10C放电)、放电电压稳定，安全(不燃烧，不爆炸)、寿命(循环次数)、对于环境无污染，它是目前最好的大电流导出动力电池。

燃料电池

燃料电池（FuelCell）它是一种非燃烧过程的电化学能转换设备。氢(等燃料)和氧化学能不断转化为电能。工作原理是H2在阳极催化剂的作用下被氧化成H和e-，H与O2在阴极反应中产生水，通过质子交换膜达到正极，e-电流是通过外部电路到达负极并持续反应产生的。燃料电池虽然含有“电池”二字，但不是传统的储能设备，而是一种发电设备，这是燃料电池和传统电池最大的区别。

燃料电池是理想的“内燃机替代品”。氢是燃料电池的主要燃料。从燃料安全性来看，氢无毒无害，产物为水，无毒无害，绿色清洁。氢气密度低，高压氢气泄漏燃烧时形成火炬，不向周围扩散。因此，氢气的安全性高于天然气、石油等化石燃料。从性能上看，燃料电池的能量转换效率为50-70%，功率密度约为3kW/W。L，柴油机功率密度大约1.3.kW/L，这是一个理想的“内燃机替代品”。燃料电池的能量密度可以达到500Wh/kg，使用寿命约4000次，性能优于锂电池。