新能源技術(shù)之關(guān)鍵，是電池，但不同公司對(duì)電池技術(shù)路線(xiàn)的選擇，卻是各顯神通。

而電動(dòng)汽車(chē)電池既是發(fā)展電動(dòng)汽車(chē)的核心，更是電力工業(yè)與汽車(chē)行業(yè)的關(guān)鍵結(jié)合點(diǎn)。國(guó)家新能源汽車(chē)創(chuàng)新工程專(zhuān)家組組長(zhǎng)王秉剛對(duì)此表示。目前做電動(dòng)汽車(chē)（包括低速電動(dòng)汽車(chē)、混動(dòng)等）的電池種類(lèi)繁多，例如豐田的混動(dòng)車(chē)型用鎳氫電池，本田混動(dòng)、別克混動(dòng)則用鋰離子電池，董明珠看好銀隆鈦酸鋰離子電池，比亞迪新能源則用磷酸鐵鋰離子電池等。

可以看出，新能源發(fā)展核心就是電池技術(shù)。電池的進(jìn)步往往是突破性的，是選擇用什么材料的問(wèn)題，這就導(dǎo)致其具有很強(qiáng)的顛覆性，所以投資風(fēng)險(xiǎn)很大?，F(xiàn)在電池不僅是萬(wàn)向遇到最難的問(wèn)題，也是行業(yè)目前無(wú)法突破的瓶頸。

鉛酸電池

代表公司或車(chē)型：長(zhǎng)安汽車(chē)、北汽集團(tuán)、長(zhǎng)城汽車(chē)、吉利汽車(chē)、上汽通用等傳統(tǒng)燃油車(chē)，一般采用鉛酸電池作為車(chē)輛供電裝置，目前市面上大部分低速電動(dòng)汽車(chē)也采用鉛酸電池。

第一代電動(dòng)汽車(chē)EV1采用的就是鉛酸電池，是由美國(guó)通用汽車(chē)公司在1996年生產(chǎn)，而鉛酸蓄電池由GastonPlante在1859年發(fā)明，從發(fā)明到被應(yīng)用在電動(dòng)汽車(chē)歷經(jīng)137年。所謂鉛酸蓄電池是以氧化鉛為正極板，以海綿鉛為負(fù)極板，硫酸水溶液作為電解液。鉛酸蓄電池是目前在汽車(chē)領(lǐng)域應(yīng)用最為廣泛的電池，重要作為內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)內(nèi)部各種電器和電子設(shè)備的供電電源。

鉛酸蓄電池分封閉式和非封閉式兩種。封閉式不須維護(hù)，允許深度放電，可循環(huán)使用，價(jià)格低廉，已成為大多數(shù)傳統(tǒng)燃油汽車(chē)供電裝置。例如，別克威朗就使用的免維護(hù)式鉛酸蓄電池。不過(guò)鉛酸蓄電池能量小和功率低是其致命弱點(diǎn)。

業(yè)內(nèi)專(zhuān)家指出，一個(gè)單格鉛酸電池的標(biāo)稱(chēng)電壓是2.0V，能放電到1.5V，能充電到2.4V；在實(shí)際應(yīng)用中，經(jīng)常用6個(gè)單格鉛酸電池串聯(lián)起來(lái)組成12V的鉛酸電池，還有24V、36V、48V等，使用壽命一般為3年。

功率、密度是可以通過(guò)增大電極的表面積來(lái)提高的，但是將會(huì)新增侵蝕速度從而縮短電池的使用壽命。清華大學(xué)電機(jī)系副教授胡澤春表示，充放電方式也會(huì)嚴(yán)重影響它的使用壽命，長(zhǎng)期過(guò)度充電和過(guò)度放電都會(huì)導(dǎo)致電池壽命縮短。

鉛酸蓄電池之所以在過(guò)去50年被廣泛應(yīng)用，除有成熟的技術(shù)、可以大批量生產(chǎn)、生產(chǎn)成本低外，可換性及價(jià)格便宜也占主導(dǎo)性因素。盡管新電池技術(shù)不斷地出現(xiàn)，但鉛酸蓄電池至今仍作為動(dòng)力源，重要應(yīng)用于旅游觀(guān)光車(chē)、電動(dòng)叉車(chē)或者一些短距離行駛的公交車(chē)上。

堿性電池

代表公司或車(chē)型：一汽豐田混動(dòng)車(chē)型、長(zhǎng)安福特混動(dòng)車(chē)型、雷克薩斯RX400h、保時(shí)捷Cayenne等，一般使用鎳氫電池作為動(dòng)力電源。

所謂堿性電池由鎳基和堿性溶液電解液構(gòu)成，重要有鎳鎘電池、鎳鋅電池和鎳氫電池3種，其中鎳氫電池相關(guān)于鎳鎘、鎳鋅電池，比能量較高并對(duì)環(huán)境無(wú)污染。

業(yè)內(nèi)專(zhuān)家指出，鎳氫電池是由氫離子和金屬鎳合成，電量?jī)?chǔ)備比鎳鎘電池多30%，比鎳鎘電池更輕，使用壽命也更長(zhǎng)。鎳氫電池的缺點(diǎn)是價(jià)格比鎳鎘電池要貴好多，性能比鋰離子電池要差。據(jù)悉，1999年通用汽車(chē)研發(fā)的第2代電動(dòng)汽車(chē)就是以鎳氫電池為動(dòng)力源，但最終因無(wú)競(jìng)爭(zhēng)力而退出市場(chǎng)。不過(guò)日本豐田汽車(chē)公司利用鎳氫電池技術(shù)制造了將內(nèi)燃機(jī)和電動(dòng)機(jī)相結(jié)合的第3代電動(dòng)汽車(chē)，即混合動(dòng)力車(chē)（HEV）。

鎳氫電池成為在電動(dòng)汽車(chē)電池技術(shù)研究領(lǐng)域和市場(chǎng)應(yīng)用中最受關(guān)注的電池，相對(duì)鉛酸電池，鎳氫電池在能量體積密度方面提高了3倍，在比功率方面提高了10倍。這項(xiàng)技術(shù)獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)包括：更高的運(yùn)行電壓、比能量和比功率，較好的過(guò)度充放電耐受性和熱性能。

不過(guò)，鎳氫電池應(yīng)用也有一定的受限性，其在低溫時(shí)容量減小和高溫時(shí)充電耐受性不佳；此外，價(jià)格也是制約鎳氫電池發(fā)展的重要因素，原材料如金屬鎳非常昂貴。鎳氫電池雖比鉛酸電池儲(chǔ)存更多的能量，但過(guò)放電會(huì)造成永久性損傷，荷電狀態(tài)必須被限制在一個(gè)較小的范圍內(nèi)，電池儲(chǔ)存的大部分能量并沒(méi)有被實(shí)際使用，如豐田Prius只能使用電池20%的能量。業(yè)內(nèi)專(zhuān)家表示。

鋰離子電池

代表公司或車(chē)型：本田混動(dòng)、別克混動(dòng)等，例如本田雅閣銳混動(dòng)、別克君越混動(dòng)。

鋰離子電池可分為鋰離子電池和鋰聚合物電池2種。鋰離子電池的陰極材料重要有鋰鈷氧化物、鋰鎳氧化物、鋰錳氧化物、磷酸鐵鋰等，陽(yáng)極材料重要有石墨、鈦酸鋰等。不同陰極材料的鋰離子電池性能也不盡相同。

相較鎳氫電池，鋰離子電池具有相對(duì)較高的工作電壓和較大的比能量，是鎳氫電池的3倍。鋰離子電池體積小，質(zhì)量輕，循環(huán)壽命長(zhǎng)，自放電率低，無(wú)記憶效應(yīng)且無(wú)污染；電池單個(gè)性能指標(biāo)的數(shù)值范圍跨度大，這是因?yàn)殇囯x子電池有較多的電極組合，它們?cè)谛阅苌洗嬖谝欢ǖ牟町?。胡澤春副教授解釋道?/p>

當(dāng)然，鋰離子電池大量應(yīng)用于電動(dòng)汽車(chē)也存在問(wèn)題，重要是因?yàn)槎喾N性能的限制，包括鋰離子電池的安全性、循環(huán)壽命、成本、工作溫度和材料供應(yīng)。據(jù)悉，鋰離子電池目前以小容量、低功率電池為主，大容量高功率的鋰離子電池尚未大規(guī)模生產(chǎn)。另外對(duì)電池組的電池管理系統(tǒng)中一些技術(shù)還不成熟(如均衡充電技術(shù))也是鋰離子電池尚未在電動(dòng)汽車(chē)中廣泛應(yīng)用的重要原因之一。

磷酸鐵鋰離子電池

代表公司或車(chē)型：比亞迪純電動(dòng)汽車(chē)（秦、秦EV、唐等），宇通新能源客車(chē)、廈門(mén)金龍新能源客車(chē)等。

目前在電動(dòng)汽車(chē)中，應(yīng)用較多的鋰離子電池是磷酸鐵鋰離子電池。比亞迪新能源就采用磷酸鐵鋰離子電池。它具有磷氧共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)，使氧原子不會(huì)被釋放出來(lái)，因而熱穩(wěn)定性和安全性較好，同時(shí)價(jià)格相對(duì)便宜。這些因素使磷酸鐵鋰離子電池成為小型電動(dòng)汽車(chē)和PHEV動(dòng)力鋰電池首選。

業(yè)內(nèi)專(zhuān)家指出，磷酸鐵鋰離子電池是指用磷酸鐵鋰作為正極材料的鋰離子電池。其特色是不含鈷等貴重元素，原料價(jià)格低且磷、鐵，資源含量豐富。其工作電壓為3.2V、單位重量下電容量大（170mAh/g）、高放電功率、可快速充電且循環(huán)壽命長(zhǎng)，在高溫與高熱環(huán)境下的穩(wěn)定性高。

不過(guò)在鋰離子電池中，磷酸鋰離子電池的比能量、比功率以及運(yùn)行電壓相對(duì)較低，在大型純電動(dòng)汽車(chē)應(yīng)用方面鈷酸鋰和錳酸鋰離子電池等更具優(yōu)勢(shì)。

三元鋰離子電池

代表汽車(chē)或車(chē)型：特斯拉、吉利帝豪、北汽EV200、江淮iEV5、艾瑞澤7e、榮威Erx5等。

三鋰離子電池就是正極材料使用鎳鈷錳酸鋰三元正極材料的鋰離子電池。據(jù)清華大學(xué)歐陽(yáng)明高教授解釋?zhuān)^三元，指的是正極是三元，負(fù)極是石墨。三元鋰離子電池具有能量密度高，循環(huán)性能好于正常鈷酸鋰的優(yōu)點(diǎn)。目前，隨著配方的不斷改進(jìn)和結(jié)構(gòu)完善，電池的標(biāo)稱(chēng)電壓已達(dá)到3.7V，在容量上已經(jīng)達(dá)到或超過(guò)鈷酸鋰離子電池水平。

特斯拉公司生產(chǎn)的電動(dòng)汽車(chē)就是選用的三元鋰離子電池，特斯拉電池技術(shù)總監(jiān)KurtKelty給出的選用理由是：能量密度更大且穩(wěn)定性、一致性更好；可以有效降低電池系統(tǒng)的成本；尺寸小，可控性和安全性都能不斷提高。

不過(guò)有業(yè)內(nèi)人士指出，三元鋰離子電池重要有鎳鈷鋁酸鋰離子電池、鎳鈷錳酸鋰離子電池等，由于鎳鈷鋁的高溫結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，導(dǎo)致高溫安全性差，且pH值過(guò)高易使單體脹氣，進(jìn)而引發(fā)危險(xiǎn)，目前造價(jià)較高。

據(jù)悉，現(xiàn)有三元鋰離子電池假如內(nèi)部短路或是正極材料遇水，都會(huì)有明火出現(xiàn)。所以一般三元鋰離子電池都會(huì)有一層鋼殼保護(hù)，由于特斯拉的電池組是由7000塊左右的18650電池組合而成，所以，雖然特斯拉給電池組進(jìn)行了全方位的保護(hù)，但是在極端的碰撞事故中，起火隱患還是有的。

而磷酸鐵鋰離子電池則要穩(wěn)定許多，電池板就算是穿刺、短路也不會(huì)爆炸燃燒，遭到350℃的高溫也不會(huì)起火（三元鋰離子電池在180-250℃就扛不住了）。所以在安全性能上，磷酸鐵鋰離子電池略勝一籌。

鈦酸鋰離子電池

代表公司：珠海銀隆，目前該項(xiàng)電池技術(shù)應(yīng)用正在研發(fā)試驗(yàn)階段。

在實(shí)際研發(fā)應(yīng)用中，有一種正極是三元，負(fù)極是鈦酸鋰組成2.4V或1.9V的鋰離子二次電池，通常被稱(chēng)為鈦酸鋰，其性能比較安全，壽命比較長(zhǎng)，不屬于普通所說(shuō)的三元材料。

所謂鈦酸鋰離子電池，是采用鈦酸鋰作為電池的負(fù)極材料，這一技術(shù)路線(xiàn)迥異于主流的采用石墨作為負(fù)極材料。業(yè)內(nèi)人士指出。

格力電器董事長(zhǎng)董明珠對(duì)此表示，鈦酸鋰是美國(guó)奧鈦納米公司最成熟的產(chǎn)品之一。有業(yè)內(nèi)人士指出，采用鈦酸鋰作為負(fù)極材料的優(yōu)缺點(diǎn)都十分明顯。其優(yōu)點(diǎn)是電池循環(huán)壽命長(zhǎng)、具備快充、耐寬溫和安全性好等特性。缺點(diǎn)在于造價(jià)偏高、能量密度偏低，相對(duì)應(yīng)的，其電池體積較大。其中，能量密度偏低（通俗而言就是電量少）是非常致命的。業(yè)界普遍認(rèn)為：鈦酸鋰離子電池的能量密度（90Wh/kg）低于其他類(lèi)型的動(dòng)力鋰電池上（磷酸鐵鋰為110～120Wh/kg）。受制于這一因素，該技術(shù)很難應(yīng)用于新能源乘用車(chē)（輕型車(chē)）上。

珠海銀通新能源董事長(zhǎng)魏銀倉(cāng)也承認(rèn)，銀隆所研發(fā)的鈦酸鋰離子電池確實(shí)是小眾的，而且經(jīng)濟(jì)效益也排在最后，但他強(qiáng)調(diào)，銀隆看重的是這一技術(shù)全生命周期的綠色環(huán)保、以及安全。

據(jù)悉，目前這項(xiàng)技術(shù)重要應(yīng)用于儲(chǔ)能系統(tǒng)、機(jī)器人行業(yè)以及少量公交車(chē)上，因?yàn)閼?yīng)用范圍局限，鈦酸鋰離子電池在全球鋰離子電池中僅占比2%。除能量密度外，鈦酸鋰的價(jià)格比磷酸鐵鋰和三元材料貴兩三倍以上。目前，世界上僅有兩家公司在鈦酸鋰離子電池領(lǐng)域掌握領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)，一是日本東芝，二是珠海銀隆。

前景展望

凡事有利便有弊，不同類(lèi)型的動(dòng)力鋰電池表現(xiàn)如何，終究要市場(chǎng)長(zhǎng)期的驗(yàn)證。在目前市場(chǎng)上的電池中，鋰離子電池(鋰離子電池和鋰聚合物電池)除在價(jià)格和安全性方面處于劣勢(shì)以外，其他方面均處于絕對(duì)領(lǐng)先地位，有進(jìn)一步研發(fā)和大規(guī)模應(yīng)用的前景。目前在混動(dòng)車(chē)型中，重要的汽車(chē)公司均采用鎳氫電池和各種基于鋰離子技術(shù)的電池，電池組容量為3~60kWh甚至更多。在傳統(tǒng)燃油汽車(chē)中，重要應(yīng)用鉛酸電池作為設(shè)備供電裝置。鈦酸鋰離子電池目前尚處在研發(fā)階段，還未大規(guī)模量產(chǎn)。