淺談新時(shí)期有色金屬如何助力新能源汽車

楊錚鋆

（卡迪夫大學(xué)，CF24 0DE）

新時(shí)期，有色金屬已成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，有色金屬已逐漸應(yīng)用于船舶、飛機(jī)、高速鐵路、汽車等生產(chǎn)中，此外，在農(nóng)業(yè)、工業(yè)等與之密切相關(guān)的制造業(yè)中，人們的生活不僅得到改善，同時(shí)也有利于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的提高。

1 有色金屬在新能源汽車中的發(fā)展

（1）有色金屬的發(fā)展趨勢(shì)。隨著有色金屬的快速發(fā)展，有色金屬在國(guó)民經(jīng)濟(jì)和人民日常生活當(dāng)中發(fā)揮著不可或缺的作用。近年來(lái)，我國(guó)工農(nóng)業(yè)對(duì)有色金屬的需求不足，從而導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)逐漸增加，有色金屬也逐漸發(fā)展成為一個(gè)衡量國(guó)家經(jīng)濟(jì)實(shí)力水平的一把標(biāo)準(zhǔn)的尺子。然而有色金屬也成為衡量一個(gè)國(guó)家經(jīng)濟(jì)實(shí)力的標(biāo)準(zhǔn)。因此，中國(guó)必須著眼于并合理調(diào)整利用，對(duì)有色金屬加以合理運(yùn)用，減少不必要的消耗，集中有色金屬資源，分類儲(chǔ)備，在增強(qiáng)綜合國(guó)際實(shí)力的同時(shí)合理調(diào)整利用，我們應(yīng)該合理運(yùn)用有色金屬在全方面的發(fā)展以及帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益，從而更好的滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求，進(jìn)而讓有色金屬資源得到健康穩(wěn)定的發(fā)展。

（2）有色金屬在新能源汽車的應(yīng)用。機(jī)動(dòng)車排氣污染是一個(gè)嚴(yán)重的社會(huì)問(wèn)題，但目前還沒有有效的治理措施。鎳鎘電池不僅更容易充放電，而且更安全，雖然鎳氫電池的使用壽命更長(zhǎng)，但其使用壽命是其他電池的兩倍，如果充電過(guò)度，可能會(huì)造成電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)的損壞，讓電池迅速膨脹，從而導(dǎo)致爆炸，甚至危及人身安全。鋰離子電池是以碳素材料為負(fù)極，鋰復(fù)合陽(yáng)極，沒有金屬鋰的存在。同時(shí)，循環(huán)容量大、充電速度快、使用壽命長(zhǎng)不會(huì)產(chǎn)生有害物質(zhì)，但充電時(shí)能量是通過(guò)內(nèi)部物質(zhì)循環(huán)積累的，充電水平越高，放電電流越有限。放電電流過(guò)大，可能會(huì)產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響，甚至損壞。鉛酸蓄電池在密封方面的效果是非常強(qiáng)的，在正常的情況下電池的電解液是不會(huì)泄漏的，同時(shí)鉛酸蓄電池的電池組能夠隨意的安裝。電池組設(shè)有排氣系統(tǒng)，能及時(shí)釋放電池組剩余氣體并自動(dòng)密封，具有安全、方便、快捷的特點(diǎn)，但由于其特點(diǎn)，在與金屬容器沒有直接接觸的情況下，必須安裝特定的充電裝置，不能密封安裝和拆卸。在所有的汽車電池中，鋰聚合物電池在使用基于改進(jìn)型鋰電池類型方面發(fā)揮著非常重要的作用，在聚合物電解質(zhì)的使用過(guò)程中可以確保與其他電池相比的最大穩(wěn)定性。高導(dǎo)電性的鋰聚合物電池能有效地改善電池中的液體損耗，具有較高的性能，雖然存在一些危險(xiǎn)的因素，但只能以膨脹的形式出現(xiàn)而不會(huì)發(fā)生爆炸。此外，綠色無(wú)污染、環(huán)保性能更高、放電強(qiáng)度低、電池容量大也非常有效，在新能源汽車中，它更安全、更實(shí)用。因此，許多新能源汽車廠商也更加重視鋰聚合物電池在新車中的應(yīng)用。

2 新時(shí)期有色金屬助力新能源汽車

（1）傳統(tǒng)鉛酸蓄電池將遭受沖擊?，F(xiàn)如今，已經(jīng)有很大部分的鉛酸蓄電池應(yīng)用于汽車工業(yè)上。然而，鉛蓄電池占金屬鉛消耗量的70%以上，這是金屬鉛下游的主要用途之一?？梢钥吹剑瑐鹘y(tǒng)的鉛酸蓄電池和鉛原料在市場(chǎng)上得到了廣泛的應(yīng)用，但這些都將發(fā)生變化?，F(xiàn)在汽車工業(yè)已經(jīng)進(jìn)入了一個(gè)新的汽車時(shí)代。隨著鋰電池的快速發(fā)展，傳統(tǒng)的鉛酸蓄電池已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于鋰電池，所以，人們對(duì)傳統(tǒng)鉛酸蓄電池的使用頻率逐漸的減少，消費(fèi)將受到嚴(yán)重影響。

（2）輕有色金屬助力新能源汽車。據(jù)業(yè)內(nèi)專家分析，隨著電池?cái)?shù)量的增加，能源汽車新設(shè)備的質(zhì)量將明顯提升。鋁合金以及鎂合金等一些輕有色金屬已經(jīng)成為新能源汽車零部件最合適的材料，要想提升新能源汽車的整體性能，那么毫無(wú)疑問(wèn)，直接改變汽車的材料是絕佳的方法，在很大程度上減輕了汽車的載重量，并且還能夠確保汽車運(yùn)行的安全性。

因?yàn)榭諝獾奈廴尽⒏訃?yán)格的燃油消費(fèi)法規(guī)以及新能源汽車的發(fā)展和資源的循環(huán)利用等多方面的原因，鋁已成為汽車輕量化發(fā)展的趨勢(shì)之一。

作為新能源汽車的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，電池在正常工作時(shí)應(yīng)完全冷卻。一旦冷卻異常，將嚴(yán)重影響車輛的整體性能、安全性能和使用壽命。目前，銅和鋁是實(shí)現(xiàn)汽車?yán)鋮s系統(tǒng)的主要金屬材料。那么，作為新型的冷卻材料--鋁，具有更大的作用。所以，新能源汽車產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，在今后對(duì)于鋁材料的需求只會(huì)增加。

（3）鎳氫動(dòng)力電池占據(jù)目前主流地位。在鎳氫電池領(lǐng)域，我國(guó)在技術(shù)和資源上都有優(yōu)勢(shì)。然而，目前鎳氫電池技術(shù)還不成熟，尚處于發(fā)展階段，電池也從國(guó)外購(gòu)買。由于石油資源的減少和世界油價(jià)的上漲，新能源汽車的使用越來(lái)越復(fù)雜，新能源汽車的發(fā)展受到威脅。其中，發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)和轉(zhuǎn)換系統(tǒng)是新能源汽車的關(guān)鍵構(gòu)成部分，同時(shí)關(guān)于電池的安全性能也是技術(shù)的核心。毫無(wú)疑問(wèn)，未來(lái)三年，成熟的鎳氫電池依然是新能源的主要渠道，由于經(jīng)濟(jì)原因，我們也相信在鎳氫、松木、三陽(yáng)等大型電池的安全和批量生產(chǎn)方面繼續(xù)取得進(jìn)展。在未來(lái)的兩三年里，它們將繼續(xù)占據(jù)主導(dǎo)地位。此外，2009年電池行業(yè)的鎳消費(fèi)量達(dá)到16500噸。

（4）鋰將成為未來(lái)的能源金屬。與傳統(tǒng)的鉛酸電池、鎳鎘電池和鎳氫電池相比，鋰電池體積小，（高工作電壓是鎳氫電池的三倍，能量更大）是165w/kg，是鎳氫電池的三倍，循環(huán)時(shí)間是鎳氫電池的0.5倍。汽車制造商一直在制造鋰電池發(fā)動(dòng)機(jī)，與鎳氫電池相比，鋰電池被認(rèn)為具有更大的容量，因此更適合于新能源汽車。鋰電池材料可分為電極（正極/負(fù)極、隔膜和電解液），它是鋰電池的核心，主要由鈷鋰、錳鋰、鎳鈷錳鋰和磷酸鐵鋰組成。中國(guó)汽車新能源顧問(wèn)李勝茂預(yù)測(cè)，到2012年，新能源汽車產(chǎn)量將達(dá)到100萬(wàn)輛。對(duì)于國(guó)內(nèi)電池制造商來(lái)說(shuō)，這將是700億元的蛋糕。根據(jù)客車計(jì)算，這個(gè)數(shù)字應(yīng)該會(huì)以三倍的速度增加。并且，李勝茂明確指出，根據(jù)發(fā)展的趨勢(shì)來(lái)看，毫無(wú)疑問(wèn)，新能源汽車是將來(lái)汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的方向，同時(shí)關(guān)于鋰電池也是最好的選擇。

3 新時(shí)期有色金屬在新能源汽車發(fā)展中的作用

有色金屬在新能源汽車制造中的作用：有色金屬在我國(guó)用于汽車能源供應(yīng)，業(yè)用于汽車生產(chǎn)，同時(shí)在農(nóng)業(yè)以及工業(yè)方面，有色金屬都發(fā)揮著非常重要的作用，促進(jìn)了我國(guó)農(nóng)業(yè)和工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。有色金屬在國(guó)民制造業(yè)中的應(yīng)用也帶動(dòng)了制造業(yè)的快速增長(zhǎng)，銅、鎂、鋁、錫和鉛等金屬材料通常用于汽車生產(chǎn)。有色金屬不同于鋼鐵，有色金屬具有生產(chǎn)規(guī)模小、價(jià)格高、耐熱性高、密度小等諸多特性，同時(shí)對(duì)提升汽車的動(dòng)力性能具有重要的作用。因此，有色金屬在制造業(yè)中的應(yīng)用占汽車金屬的大部分。

4 總結(jié)

綜上所述，運(yùn)用有色金屬去更好的開發(fā)汽車新能源，就應(yīng)該合理運(yùn)用有色金屬本身的屬性，提高整體能源效率。汽車在提高效率的同時(shí)，也有效地保護(hù)了不可再生資源，提高了使用效率，充分發(fā)揮了汽車新能源和降低燃料排放的作用，同時(shí)提高安全性和便利性，也有助于新能源汽車在社會(huì)上的推廣和使用。