新能源汽車鋰電池及其技術(shù)發(fā)展探討

劉榮芬（天津市捷威動力工業(yè)有限公司，天津300380）

鋰電池作為我國新能源汽車的主要動力電池，鋰電池的質(zhì)量嚴(yán)重影響到新能源汽車性能的發(fā)揮，也決定著新能源汽車的質(zhì)量。鋰電池屬于新材料行業(yè)，也屬于新能源行業(yè)，鋰電池較早之前被作為小型動力電池的動力源，使用范圍并未像現(xiàn)在廣泛，隨著鋰電池材料難題的逐步解決，其優(yōu)勢得到顯現(xiàn)，得到較為廣泛的利用。目前鋰電池的主要難題在于隔膜系鋰電材料，我國目前對鋰電池的研究、以及生產(chǎn)環(huán)境并不完善，也給我國新能源汽車的發(fā)展帶來了一定的阻礙。

1 動力電池的基本構(gòu)成和優(yōu)勢特征

動力鋰電池作為新能源汽車的主要動力能源，不僅能源干凈，同時也能有效的降低其成本，擁有廣闊的發(fā)展前景。動力鋰電池是一種電池內(nèi)部含有金屬鋰或者是含有鋰的化合物，同時這部分材質(zhì)在電池的負(fù)極工作。鋰電池的主要組成部分包括電解液、正負(fù)極、隔膜、粘結(jié)劑等物質(zhì)，最重要的構(gòu)成部分為電極材料、隔膜、電解液，其他材料是使得鋰電池能夠充分的發(fā)揮化學(xué)反應(yīng)所產(chǎn)生的能量。動力鋰電池相對于其他普通電池而言，具有極好的穩(wěn)定性，同時能夠允許的最大放電次數(shù)高達5000次以上，并且不會產(chǎn)生任何污染。

目前，動力鋰電池逐步取代傳統(tǒng)動力電池，成為新能源汽車的主要動力源，隨著社會的發(fā)展，科技的進步，動力鋰電池將會得到更普遍的應(yīng)用。動力鋰電池在新能源汽車中能夠得到如此廣泛應(yīng)用的原因主要有如下三方面優(yōu)勢，一是能量存儲密度高，磷酸鐵鋰電池的能量比體積為400-560WH/L，能量比重量為110-180WH/Kg，鈷酸鋰電池的能量比體積在320 左右WH/L，能量比重量為75-110WH/Kg，而鎳氫電池以及鎳鎘電池的能量比體積都不到200WH/L，能量比重量則是都低于70WH/Kg，最低為30WH/kg,二是鋰電池在工作過程中消耗的水資源極少，因而在節(jié)水方面遠(yuǎn)超其他普通電池；三是動力鋰電池在工作過程中不會產(chǎn)生任何的污染物質(zhì)，對環(huán)境有很好的保護作用，這是動力鋰電池相對市面上的很多動力電池都無法媲美的優(yōu)勢。除了上述所說的四個主要優(yōu)勢之外，拿磷酸鐵鋰電池來說，其自放電率一個月在3%-2%，使用的壽命在1000-2000次，是普通的電池的6-7倍。

2 鋰電池在新能源汽車中的應(yīng)用現(xiàn)狀

2.1 鋰電池正極材料有待研發(fā)

鋰電池的正極材料目前來說多為磷酸鐵鋰、錳酸鋰等物質(zhì)，其中磷酸鐵鋰是最為常見的正極材料，相對于其他可用的正極材料而言，磷酸鐵鋰具有高安全性，更容易值得，具有較低的成本，所做成的鋰電池材料具有更長的壽命。正是如此的優(yōu)勢，使得鋰電池成為我國新能源汽車的主要動力源。在新能源開發(fā)方面我國起步較晚，雖然如今具有高產(chǎn)的新能源，但沒有實際成熟的技術(shù)，很多新技術(shù)以及新材料的來源都是來自于國外，從這一方面而言，加大了制造成本。同時沒有自主開發(fā)技術(shù)也是極大的阻礙了我國新能源汽車的進一步發(fā)展，正極材料的優(yōu)化和開發(fā)是我國當(dāng)前的一大難題。

2.2 電解液關(guān)鍵技術(shù)未完全掌握

動力鋰電池的工作效率很大程度上取決于電解液，電解液在鋰電池的實際工作過程中起著運輸電子的作用，負(fù)責(zé)給陰陽離子的移動提供環(huán)境。電解液中包含各種添加劑和電解質(zhì)等材料，按照合適的比例配合能夠有效的促進陰陽離子移動，而形成更大的電流。在鋰電池中的電解質(zhì)溶液中的電解質(zhì)主要包括六氟磷酸鉀與高氟酸鉀兩大部分，其中兩者的安全性不一樣，高氟酸鉀由于穩(wěn)定性很弱，容易產(chǎn)生爆炸，造成安全事故，同時在低溫的環(huán)境下，電解質(zhì)的運輸能力會大大下降，從而影響到電池的正常工作，因此六氟磷酸鉀在日常的使用中更為常見。但是我國對于六氟磷酸鉀的制作卻存在很大的問題，我國目前未完全掌握六氟磷酸鉀的制作技術(shù)，一直依賴于進口材料，未掌握核心技術(shù)成為我國鋰電池發(fā)展的極大阻礙。

2.3 商業(yè)模式在探索中不斷創(chuàng)新

新能源汽車的發(fā)展還需要政府做出提倡，出臺有益于新能源汽車發(fā)展的政策，這樣才能使得新能源汽車的發(fā)展面越來越大，政府能夠為新能源汽車推廣搭建良好平臺。新能源是新能源汽車發(fā)展的主要推動力，與之相關(guān)的一些企業(yè)都能夠從中獲得較大的利潤，對于利潤的獲取方式需要政府干預(yù)，否則對新能源的發(fā)展可能會取得適得其反的效果，找到阻礙新能源創(chuàng)新、發(fā)展的關(guān)鍵點，從而為新能源汽車企業(yè)找到更好的商業(yè)模式。

3 促進新能源汽車鋰電池技術(shù)應(yīng)用的有效措施

3.1 提高創(chuàng)新能力，發(fā)展先進技術(shù)

新能源汽車的發(fā)展離不開對鋰電池技術(shù)的創(chuàng)新，創(chuàng)新始終是引導(dǎo)技術(shù)進步的第一動力，未來的生活中，科研人員需要將注意力更多的放在新材料上，對于目前存在的鋰電池問題進行大膽嘗試的解決。例如，對于鋰電池中的部分材料進行更換、融入太陽能技術(shù)提高鋰電池的充電速率。除此之外，對于國外的鋰電池發(fā)展理念以及發(fā)展技術(shù)都需要時刻關(guān)注，擴充自身的知識范圍，為國內(nèi)技術(shù)的發(fā)展打下良好的基礎(chǔ)。

3.2 提高質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，完善電池性能

鋰電池的優(yōu)勢在眾多方面都優(yōu)于普通電池，例如容量、使用壽命、充放電速度等等，這部分都得益于鋰電池材料的自身特性。然而在未來的發(fā)展過程中需要進一步的擴大這部分優(yōu)勢，例如進一步提高電容量、充放電次數(shù)等等，對鋰電池的質(zhì)量進行嚴(yán)格的控制，完善電池的性能，從而使得汽車能夠發(fā)揮出更大的性能，鋰電池發(fā)揮出更大的效用。

3.3 加大鋁箔在鋰電池之中的應(yīng)用

根據(jù)相關(guān)的實驗數(shù)據(jù)表明，鋁箔在加入鋰電池之中后，電池的整體性能都得到一定的提升，通過對照組發(fā)現(xiàn)，加入鋁箔的鋰電池對電池極化有一定的抑制作用，同時也能減少一定的熱量，更降低了循環(huán)過程動態(tài)化內(nèi)阻增幅。除此之外，對于鋰電池的使用期限，對活性物質(zhì)及集流體粘附力都有一定提升，也降低了極片的制作成本。鋁箔對鋰電池的性能有提升的主要原因在于，鋁箔材料增加了活性表面以及導(dǎo)電材料的接觸面積，從而使得鋰電池的性能得到提升。

4 鋰電池技術(shù)在新能源汽車應(yīng)用中的發(fā)展趨勢

隨著我國對生態(tài)環(huán)保發(fā)展的重視，各大企業(yè)都在樹立綠色環(huán)保的理念，例如建筑工程行業(yè)秉承建筑材料環(huán)保理念、施工綠色理念，在面對環(huán)保的新能源發(fā)展上，不僅是國家大力支持，社會上也會大力支持，也是未來的發(fā)展趨勢，因此鋰電池技術(shù)在新能源汽車中的應(yīng)用將來會是十分普及的。鋰電池性能的優(yōu)越性，工作的環(huán)保性都其帶來很大的發(fā)展空間，鋰電池儲能技術(shù)將會成為未來鋰電池的重要發(fā)展方向，相關(guān)的技術(shù)人員日后會對鋰電池技術(shù)更進一步的創(chuàng)新，我國對鋰電池的正極材料、電解質(zhì)材料都會有更進一步的掌握。

5 結(jié)語

目前，不僅是我國，全球的傳統(tǒng)資源都較為吃緊，發(fā)展新能源是未來的必然趨勢，鋰電池在汽車中的使用有效的減少了傳統(tǒng)燃燒汽車所消耗的不可再生資源，同時也大大減少了對環(huán)境的污染。新能源汽車的普及是未來新能源利用的一個方向，新能源汽車的實現(xiàn)也會新能源的發(fā)展開辟了一條道路。但若要是新能源汽車全面普及，鋰電池技術(shù)還需要進一步完善，有更好的創(chuàng)新才行。