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电池知识

目前新能源汽车所使用的电池主要有哪些?不同的电池各自优缺点介绍

来源:宝鄂实业    2019-05-31 16:10    点击量:

无论传统能源还是新能源汽车,动力供应都是至关重要的问题。《穹顶之下》引发了对于产痛能源汽车所使用的国内油品质量问题的疑问,但是新能源汽车所使用的电池质量如何,这一市场究竟潜力几何,未来发展趋势又将怎样,即使在新能源车早已成为热点之后,公众了解依然有限。

  先进行一下科普,目前新能源汽车所使用的电池主要有五种:一、铅酸电池;二、镍镉电池和镍氢电池;三、锂电池;四、磷酸铁锂电池;五、燃料电池。

  这些不同的电池各有优缺点

  铅酸电池

  铅酸电池优点是成熟、成本低、而且能够高倍率放电,依然是唯一可供大批量生产的电动车用电池。但缺点是比能量、比功率和能量密度都很低,以此为动力源的电动车不可能拥有良好的车速及续航里程。

  镍镉电池和镍氢电池

  在性能上优于铅酸电池,但含有重金属,使用遗弃后对环境会造成污染。丰田普锐斯使用的就是这类电池,而生产这类电池的也主要是日本企业(如PEVE和Sanyo,PEVE)。

  锂电池(正式称呼应为“锂离子动力电池”)

  其优点是工作电压高(是镍镉电池氢-镍电池的3倍)、比能量大(可达165WH/kg,是氢镍电池的3倍)、体积小质量轻、循环寿命长、自放电率低、无记忆效应、无污染等。缺点是安全性能和汽车动力电池的管理系统存在太多制约因素。

  磷酸铁锂电池(也被称为“铁锂电池”)

  磷酸铁锂电池也是一种锂电池,其比能量不到钴酸锂电池的一半,但是其安全性高,循环次数能达到2000次,放电稳定,价格便宜,成为车用动力新的选择,比亚迪提出的“铁锂电池”就是这方面的代表。

  燃料电池

  燃料电池是一种将存在于燃料与氧化剂中的化学能直接转化为电能的发电装置。从外表上看有正负极和电解质等,像一个蓄电池,但实质上它不能“储电”而是一个“发电厂”。因为燃料电池直接将燃料的化学能转化为电能,中间不经过燃烧过程,因而不受卡诺循环的限制。目前燃料电池系统的燃料—电能转换效率在45%~60%,而火力发电和核电的效率大约在30%~40%。但这类电池仍在探索阶段。

  从科普资料可以看出,目前综合考量最适合中国新能源车使用的电池应该是铁锂电池。

  汽车电池是一个方兴未艾的市场,随着国家对新能源汽车扶植政策的推出,新能源汽车已经入高速增长期。工信部统计数据显示,2014年我国纯电动车和插电式混合动力车的累计销售74763辆,较2013年增长3倍多。根据国家《汽车产业“十二五”规划》(2012年5月30日公布,以下简称《规划》),到2015年纯电动汽车和插电式混合动力汽车累计产销量争取达到50万辆、到2020年累计超过500万辆——这一堪称“宏伟”的目标预示着汽车电池行业巨大的商机。

  目前国内主要生产铁锂电池的厂家及产值市场占比分别为惠州比亚迪(25.9%)、CATL(10.4%)、天津力神(9.8%)、合肥国轩(9.1%)、山东威能(2.8%)和中航锂电(2.6%)。而即使占比最高的惠州比亚迪按照2014年产能2GWh,所提供的电池能供应大约6000台电动大巴或者15万辆混动轿车——对于2014年新能源车产量而言已经绰绰有余,但是考虑到《规划》里2015年的愿景,中国汽车电池企业产能不是过剩,而是存在巨大的提升空间。

  从法规、充电桩到汽车电池,中国新能源车来自各界的支持正在逐步落到实处,新能源车曾遥不可及的梦想正在逐步实现。

 新能源汽车热潮不仅是汽车企业竞争的新热点,也成为动力电池企业竞争的新焦点。

  10月16日,作为国内最大的绿色新能源动力电池企业,天能集团在浙江长兴县举办新能源动力电池新技术发布会,发布高倍率铅炭超级电池、石墨烯锰基锂动力电池、电动车长寿命云电池等三项新技术,并举行新能源项目投产庆典仪式,邀请行业人士、整车厂、经销商等参观新项目生产线。此举引发行业人士的关注。

  在发布会上,天能公司还公布了今年新获得的粒径可控的纳米FePO4的制备方法、利用水热辅助微乳液法制备纳米LiFePO4、锂镍钴锰钒氧电极材料的制备方法三件锂电池技术国家发明专利。这些新技术和新专利对改善动力电池的性能具有重要意义。

  天能集团董事长张天任在发布会上表示,政府已将电动汽车列为国家十二五重点新兴产业发展规划。2014年,国家对新能源汽车的扶持力度不断加码,中国新能源汽车产业正在全面提速,千亿级市场即将爆发。

  张天任说,电池是电动汽车的心脏,是电动汽车的能量之源、力量之本。天能集团作为中国新能源电池的龙头企业、中国电动汽车电池行业的领导者,有责任、有能力、有义务为电动汽车打造动力持久、性能稳定、安全环保的新型动力电池。

  据张天任介绍,天能集团创新发展至今,已累积了28年的动力电池生产及研发的经验,一直引领行业技术优势。拥有国家级企业技术中心、院士专家工作站、博士后科研工作站和省级企业研究院等科研平台及研发人员近800人,累计申请各项专利超过1200件,获得授权专利760多件、国家重点新产品13项,参与制定40余项电动车电池技术标准,先后成功研发电动汽车磷酸铁锂电池、稀土硅胶电池,被上百家电动汽车厂家广泛使用,成为行业第一家国家技术创新示范企业。2014年上半年,集团引入国内外顶尖技术专家,不断加强对电池关键技术攻关,创新研发高倍率铅炭超级电池、石墨烯锰基锂电池、电动车用长寿命云电池技术,大大改善了电池的比能量、充放电次数等关键技术性能。技术创新将进一步促进新能源汽车市场的发展。

  据了解,新投产的天能新能源项目作为天能集团发展新能源产业的重点项目之一,采用国际、国内一流的自动化生产设备和技术,主要生产18650号圆柱型锂离子电池,用于电动自行车、电动汽车、3C领域及特殊用途的动力型锂离子电池。该项目的全面投产,将进一步推动天能集团新能源产业升级、结构转型,充分发挥规模效益。项目建成后,各种型号的动力型锂离子电池日产可达50万支,产能达到1.25GWh,相比投产前的产能提升4倍。

  据介绍,新项目采用国内领先的生产设备和生产工艺路线,其中涂布机采用挤压式涂布,涂布精度可达到重量误差≤±1.5%,装配线采用全自动卷绕加自动装配线,可比目前的生产工艺节省人员50%以上,电池的一致性大大提高。此外,在电池安全性能方面,由于整个生产过程中,自动化水平较高,人工干预极片较少,每只电池配置X-ray对其进行检测,电池的品质、合格率、安全性都会有质的提升。

  天能研发生产的磷酸铁锂电池充电倍率、放电倍率、加速性能、充电时间、安全性能等领域表现远超市场上的同类产品,尤其在零下20摄氏度的低温下放出能量达到80%以上,远远超过国家标准。由于天能锂电技术上的突破,连续六年来市场销量实现了高速增长,并在浙江省锂电出口排行榜上独占鳌头。

  出席发布会的中国电池工业协会、中国化学与物理电源行业协会副理事长吴锋表示,中国新能源汽车行业今年呈现快速发展态势,尤其是城市微型电动汽车增长迅猛。而作为电动汽车核心配件的电池,将直接影响电动汽车的性能和消费者使用体验。天能研发的高倍率铅炭超级电池、石墨烯锰基锂动力电池、电动车长寿命云电池,引领了电池行业的技术发展,是电动汽车行业的福音。

  中国化学与物理电源行业协会秘书长刘彦龙说,天能新能源项目是一个大手笔。项目的投产不仅仅提升企业综合竞争力,而且还大大地增强新能源产业和电池产业发展后劲。他希望行业上下游共同发力,积极转变发展方式,严把质量关,以优质的产品和一流的服务,全面推动新能源电动车产业提速增效、跨越发展。

  有出席发布会的行业人士向记者表示,随着新能源车的勃兴,技术创新将成为动力电池企业竞争的新焦点,这将促进产业升级,将引发行业洗牌,而天能此次高调发布新技术正是未雨绸缪抢抓先机之举。
 

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