电动汽车动力电池现状分析.pdf

产业与科技论坛 2016 年 第 15 卷 第 24 期 电动汽车动力电池现状分析 □崔　 源　 徐增勇 【内容摘要】电动汽车的发展离不开电池的革新。 锂离子电池以其较高的能量密度、可靠的性能以及不断降低的成本,成为当 前主流动力电池。 本文从安全性、使用寿命、温度适应性、能量密度、充电时间、电池成本和电池回收等方面分析锂 电池发展现状,梳理存在的问题及解决方案。 【关键词】电动汽车;锂电池;动力电池 【基金项目】本文为2017年度河南省教育厅人文社会科学研究项目“基于职业能力新能源汽车实训基地建设研究”(编号: 2017-ZDJH-039)成果。 【作者简介】崔源(1984.12~),男,河南郑州人;河南交通职业技术学院汽车学院助教,硕士;研究方向:汽车电子控制 徐增勇(1984.7~),男,江西九江人;河南交通职业技术学院汽车学院讲师,硕士;研究方向:汽车电子控制 　 　 近年来,为应对日益严重的全球气候暖化、石油枯竭、城 的影响仍然很大,开发一款能同时适应高温和严寒的电池显 市雾霾等难题,新能源汽车的推广普及受到世界各国的极大 得十分困难。 针对不同气候特点开发专用电池是一个很好 重视。 在政府的大力支持下,我国电动汽车产业快速崛起, 的选择,对于目前的技术来说,不是难事。 例如,寒冷地区可 2015年,中国销售37 万台电动汽车,成为销量最高的国家。 重点研发电池加热和隔离装置,炎热地区重点研发耐高温的 作为电动汽车支柱之一的动力电池一直广受社会关注。 本 电解液和材料。 文以当前市场上的主流电池锂离子电池为例,分析其发展现 四、能量密度 状,梳理存在的各种问题和解决方案。 能量密度是指单位重量的电池所能容纳的能量,是判断 一、安全性 电池优劣的重要指标,直接决定了电动汽车的续航里程。 目 对电动汽车来说,动力电池的安全性是人们最为关心的 前,钴酸锂可达137mAh/ g,锰酸锂和磷酸铁锂的实际值都在 一个话题。 即使单一的电池起火案例也有可能影响社会公 120mAh/ g左右,镍钴锰三元则可达 180mAh/ g。 如何进一步 众舆论,给产业发展带来不小的质疑和阻力。 热失控是锂电 提高能量密度是当前业内研究热点,具体方法有提高正、负 池的一种主要起火原因。 所谓热失控实际上是一个能量正 极活性占比,提高正、负极材料的比容量等。 总之,提高锂电 反馈循环。 电池在充放电使用中,其内部各种电化学反应产 池的能量密度,必须从改善工艺、提高现有材料性能以及开 生热量,若散热不良,热量的堆积将导致系统变热,系统变热 发新材料、新机理等方面入手,寻找短、中、长期的解决方案。 后会产生更多热量,这又会使系统变得更热。 热失控的原因 五、充电时间 有过充、过放、短路,环境温度过高以及私自改装电池等。 为 充电时间较长是另一个技术挑战和电动汽车普及的障 避免热失控,锂电池可加装高效可靠的冷却系统,从而在热 碍。 充电方式可分为慢充和快充两种。 慢充使用交流电,充 失控发生的初始阶段就介入阻止。 此外,精确的荷电状态监 电时间约为6~8小时;快充使用大功率直流充电,30分钟可 视和放电补偿装置也会提高电池的热稳定性。 充至电池容量的80%,超过80%后,为保护电池,充电电流强 二、使用寿命 制变小,需要较长时间才能充至100%。 由于快充的瞬时电 电池的使用寿命一般通过充放电次数和使用年限两个 流过大,会给电池带来一定的损伤。 无论慢充还是快充的时 指标描述。 理论上来讲,今天锂电池的充放电次数已经满足 间,显然都无法与燃油汽车加油的便捷性相媲美。 克服充电 电动汽车的要求。 然而,由于环境温度过高等因素,电池老 时间这个难题,一方面依赖技术的突破,另一方面,也可以通 化将加剧,这使得使用年限这个指标在不同的使用环境下变 过普及充电设施、灵活安排充电时间等措