新能源的电池详解

1.新能源汽车的心脏一一动力电池

? 动力电池作为新能源汽车的动力来源，是整车中最重要的系统，占整车成本30%~40%，这也是区别于其他传统燃油汽车的标志性部件，传统燃油车的心脏是发动机，新能源汽车的心脏就是动力电池。目前，由于新能源汽车偶发安全事故，冬季续航里程严重缩短等原因，导致一些群众对新能源汽车的未来发展前景心存疑惑，原因主要有四点:1.新能源汽车续航里程2.动力电池安全性、3.充电便利、4.电池回收。

2.动力电池的结构组成

? 动力电池是由数个电池单体、CSC信息采集系统、电池管理控制单元 (BMU)、电池高压分配单元、冷却系统等组成。电池单体是构成蓄电池的最小单元，由正极、负极、有机电解液等组成。而电池模组是由数个电池单体并联在一起，通过将数个电池组串联在一起组成一个电池单元，再将由数个电池单元串联在一起，就能构成动力电池的总成。而目前市面上的动力电池装车量主要由三元理电池和磷酸铁鲤电池提供，所以下面我们来重点讲解这两种类型的动力电池。

3.动力电池类型--三元电池三元聚合物鲤电池

? 简称三元鲤电池，指正极材料使用镍钻锰酸 (Li(NiCoMn)02)或者镍钻铝酸理的三元正极材料的鲤电池，三元复合正极材料是以镍盐、钻盐、锰盐为原料，里面镍钻锰的比例可以根据实际需要调整，三元材料做正极的电池相对于钻酸理电池安全性高，三元鲤电池是一种集高 能量密度和高电压为一体的储能装置，已广泛应用于移动和无线电子设备、电动工具、混合动力和电动交通工具等领域。

4.动力电池类型一氢燃料电池

相比蓄电池，目前十分小众的氢燃料电池是真正意义上“零排放”的清洁能源，它将氢气和氧气的化学能直接转换成电能的发电装置。基本原理就是电解水的逆反应，把氢和氧分别供给阴极和阳极，氢通过阴极向外扩散和电解质发生反应后，放出电子通过外部的负载到达阳极，只会产生水和热。可以说，氢燃料电池的优势不仅仅体现在电池能量转换效率高，而且无污染、无噪声。而从长远的角度来看，氢燃料电池必将是未来动力电池行业的一个重点发展方向。

新能源汽车动力电池类别

太平洋汽车网新能源汽车动力电池属锂离子电池，其构造可分为正极材料、负极材料、电池隔膜、电解液等几部分。从正极材料上看，新能源汽车动力电池大致可分为磷酸铁锂电池和三元锂电池两种。所谓磷酸铁锂电池，是指用磷酸铁锂作为正极材料的锂离子电池，而三元锂电池则是正极使用镍钴铝或镍钴锰三种材料按一定比例搭配而成的锂离子电池。

与磷酸铁锂电池相比，三元锂电池最大的优势就是能量密度高。它可以通过调整正极材料中镍的占比，来提高电池能量密度。在电动汽车把续驶里程作为主要技术参数的情况下，能量密度更高的三元锂电池，已成为电动汽车动力电池的主要选择，目前装车量已达60%左右。

2018年底，我国三元锂电池电池单体电芯能量密度已达265Wh/kg，2019年宁德时代更是推出了能量密度高达304Wh/kg的811三元锂电池。高能量密度三元锂电池的使用，使我国主流电动汽车续驶里程达到400公里以上，部分车型续驶里程甚至高达500公里，有效缓解了电动汽车的里程焦虑。不过，高能量密度同时也带来了高风险，它的稳定性相对较差，发生燃烧事故的可能性也较高。

磷酸铁锂电池也具有自身优势。

1.循环寿命长。实验室中，工程师以1C的充放电倍率持续不间断地进行试验，发现磷酸铁锂电池要经过2000次充电循环才会衰减到新电池状态的80%，远高于三元锂电池的800次。

2.安全性能好。研究表明，磷酸铁锂电池在800°C的时候才会发生分解，且在面对撞击、针刺、短路等情况时不会释出氧分子，不会产生剧烈的燃烧，安全性能高；而三元锂电池在300°C左右就会发生分解，燃烧的概率比磷酸铁锂电池更高。

3.制造成本低。磷酸铁锂电池电芯每瓦时的成本已降至0.7元以下，而三元锂电池电芯成本依然在每瓦时0.9元左右。一个50kWh的动力电池包，使用磷酸铁锂电池电芯，成本可降低1万元。

另外，磷酸铁锂电池不含重金属，不会对环境造成污染，是一种绿色电池。

（图/文/摄：太平洋汽车网问答叫兽）

磷酸铁锂电池

磷酸铁锂电池是用磷酸铁锂作为正极材料的锂离子电池，磷、铁在地球上的含量丰富，不会有供料问题。它的理论工作电压适中(3.2V)、单位重量下电容量大((170MAH/G)、高放电功率、可快速充电且循环寿命长，在高温与高环境下的稳定性高。

优点：具有更高的安全性、更长的使用寿命、不含任何重金属和稀有金属、支持快速充电、工作温度范围广。

缺点：性能上的比如振实密度与压实密度低导致电池的能量密度低，材料的制备成本与电池的制造成本较高，电池成品率低，一致性差，知识产权等问题。

三元锂电池

三元锂电池用镍钴锰酸锂做为正极材料，石墨作为负极材料的锂电池。能量密度在所有锂电池技术中排名第一，大250KWH/M3。三元锂电池对温度的敏感度较高，200度左右就会发生分解。

优点：能量密度高，循环性能好，目前，标称电压已达到3.7V，在容量上已经达到或超过钻酸锂电池水平。

缺点：高温结构不稳定，导致高温安全性差，且PH值过高易使单单体胩气，进而引发危险，目前造价较高。

氢燃料电池

氢燃料电池正极是空气和氧气，负极是氢气，中间是隔膜和电解液。从原理上来讲，它和锂离子电池是不一样，无法充电。

优点：能量密度非常高;充氢时间短，现在高压充气日本的氢燃料电池只需5分钟，充气可以跑500公里。

缺点：氢气的安全使用;储存运输费用高;技术未产业化，未被市场验证;不能并网充电。

代表车型：比亚迪宋EV40Q、理想ONE、吉利帝豪GSE、特斯拉MODELS、北汽绅宝EV等。

锂硫电池

锂硫电池是以硫元素作为电池正极，金属锂作为负极的一种锂电池。

优点：重量能量密度比较高，达到300-350WH/KG;成本很低。

缺点：体积能量密度非常低，电池星然轻，但个子比较大;而且有一个致命的缺点，多硫这个正极在电解液里会白己溶解，导致寿命降低。

镍氢电池

镍氢电池是正极活性物质主要由镍制成，负极活性物质主要由贮氢合金制成的一种碱性蓄电池。镍氢电池是在1960年发展起来的新型绿色电池，它的创始人是自学成才的斯坦福。

优点：放电电流大、能量密度高(续航能力强)、发热量小。

缺点：有记忆效应，在充放电过程中易衰减。过充过放电衰减的更厉害。