新能源汽車動(dòng)力電池及其應(yīng)用分析

皇甫海峰　孫中濤

摘 要：本文主要針對(duì)現(xiàn)階段在新能源汽車行業(yè)發(fā)展階段中，動(dòng)力電池的類型和實(shí)際應(yīng)用情況進(jìn)行研究，希望在今后動(dòng)力電池應(yīng)用和發(fā)展中，能夠及時(shí)對(duì)動(dòng)力電池存在的不足之處進(jìn)行改善，加強(qiáng)動(dòng)力電池研發(fā)的效果，為人們創(chuàng)造更加良好的生活環(huán)境，帶動(dòng)新能源汽車服務(wù)質(zhì)量的提升，為相關(guān)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的發(fā)展提供參考。

關(guān)鍵詞：新能源汽車 動(dòng)力電池 電池應(yīng)用 應(yīng)用分析

1 引言

在全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展的背景下，新能源汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展效果較為良好，在新能源汽車研發(fā)的過(guò)程中，動(dòng)力電池作為重要的組成部分，加強(qiáng)動(dòng)力電池的使用壽命和回收效果，不僅能夠提升新能源動(dòng)力汽車的服務(wù)質(zhì)量，還能夠減少對(duì)環(huán)境的二次污染，是今后行業(yè)進(jìn)步發(fā)展的重點(diǎn)研究?jī)?nèi)容。

2 對(duì)新能源的概述

2.1 發(fā)展的必然性分析

汽車行業(yè)在近幾年來(lái)的發(fā)展速度相對(duì)較快，是人們出行必不可少的重要交通運(yùn)輸工具，隨著汽車年產(chǎn)量和使用量的逐漸增長(zhǎng)，全球石油儲(chǔ)備量也在不斷縮減，傳統(tǒng)燃油汽車在發(fā)展中，面臨著兩個(gè)方面的重要危機(jī)。一方面是石油資源作為不可再生的資源類型，在目前的開(kāi)采和開(kāi)發(fā)中不斷縮減，另外一面在企業(yè)使用的過(guò)程中，環(huán)境污染問(wèn)題不斷加重，對(duì)城市生態(tài)環(huán)境的保護(hù)效果造成嚴(yán)重的影響。這兩方面的危機(jī)都在一定程度上制約著汽車工業(yè)的快速發(fā)展，甚至?xí)?dǎo)致汽車發(fā)展歷史的終結(jié)。

根據(jù)我國(guó)環(huán)境保護(hù)部門對(duì)機(jī)動(dòng)車污染物排放情況進(jìn)行總結(jié)的相關(guān)報(bào)告來(lái)看，在近幾年來(lái)全國(guó)機(jī)動(dòng)車污染物排放量不斷增長(zhǎng)，機(jī)動(dòng)車尾氣排放是城市空氣污染的主要因素，并且石油資源在近幾年來(lái)的枯竭，都是嚴(yán)重制約汽車工業(yè)發(fā)展的主要因素。新能源汽車作為改善城市環(huán)境，推動(dòng)行業(yè)發(fā)展的重點(diǎn)內(nèi)容，在目前有著較為廣泛的推廣和應(yīng)用。

2.2 國(guó)家政策分析

在國(guó)家目前出臺(tái)的相關(guān)政策規(guī)劃中，新能源汽車的發(fā)展作為國(guó)家推進(jìn)的重點(diǎn)項(xiàng)目?jī)?nèi)容，得到國(guó)家的廣泛關(guān)注和大力支持，國(guó)家認(rèn)為加強(qiáng)新能源汽車的推廣和使用，不僅能夠?qū)Τ鞘锌諝猸h(huán)境進(jìn)行改善，為人們創(chuàng)造良好的生活空間，還能夠?qū)Τ鲂蟹绞竭M(jìn)行轉(zhuǎn)變，提供更加便捷的出行服務(wù)。在國(guó)家高科技研究發(fā)展規(guī)劃中，也將新能源汽車以及相關(guān)產(chǎn)業(yè)項(xiàng)目作為發(fā)展重點(diǎn)，全面扶持和推動(dòng)新能源企業(yè)以及相關(guān)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的發(fā)展。在研究發(fā)展規(guī)劃內(nèi)容中，明確對(duì)新能源汽車的總體發(fā)展目標(biāo)和研究?jī)?nèi)容進(jìn)行深化掌握，并且對(duì)每一項(xiàng)工作的開(kāi)展都作出詳細(xì)的介紹和闡述。

在各種優(yōu)惠政策和激勵(lì)手段的帶動(dòng)下，全球電動(dòng)汽車示范推廣項(xiàng)目不斷發(fā)展，消費(fèi)市場(chǎng)的逐漸活躍，也讓電動(dòng)汽車市場(chǎng)的發(fā)展超過(guò)預(yù)期的目標(biāo)。根據(jù)規(guī)劃內(nèi)容指出，在今后的發(fā)展中，需要結(jié)合新能源汽車產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化效果，不斷對(duì)純電動(dòng)汽車的發(fā)展進(jìn)行創(chuàng)新，加快新能源汽車產(chǎn)業(yè)的快速進(jìn)步，為國(guó)家經(jīng)濟(jì)效益的提升奠定基礎(chǔ)保障。

3 電池主要類型分析

3.1 鉛酸電池分析

在新能源汽車的市場(chǎng)發(fā)展中，鉛酸電池作為較為成熟、完善的動(dòng)力電池技術(shù)，雖然目前多數(shù)人認(rèn)為鉛酸電池在使用中，會(huì)對(duì)周邊的環(huán)境造成污染，實(shí)際的技術(shù)水平較低，但是不耽誤鉛酸電池的發(fā)展前景。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和發(fā)展，鉛酸電池技術(shù)有著較為明顯的改善效果，放電功率也有明顯的提升，鉛酸電池使用壽命的大幅度增長(zhǎng)，都讓鉛酸電池的發(fā)展前景逐漸良好。此外，鉛酸電池的回收技術(shù)也有著明顯的轉(zhuǎn)變，電池回收率可以達(dá)到90%以上，這也是促進(jìn)鉛酸電池技術(shù)研究、應(yīng)用與發(fā)展的主要因素。

3.2 鎳氫電池分析

鎳氫電池作為性能較為穩(wěn)定、各項(xiàng)參數(shù)優(yōu)良的蓄電池類型，目前主要可以分為高壓鎳氫電池和鎳氫電池兩種。鎳氫電池在新能源汽車上進(jìn)行使用中，實(shí)際的記憶效應(yīng)較小、放電倍率較大，能夠?qū)崿F(xiàn)電池的循環(huán)使用，并且電池的使用壽命較為長(zhǎng)久。在目前日本新能源汽車研發(fā)制造中，就會(huì)對(duì)鎳氫電池進(jìn)行使用?，F(xiàn)階段，鎳氫電池作為成熟的動(dòng)力電池產(chǎn)品，各項(xiàng)技術(shù)在研究中得到進(jìn)步，鎳氫電池作為氫能源應(yīng)用的主要方向，在現(xiàn)階段的發(fā)展中受到廣泛的關(guān)注。

3.3 鋰電池分析

在現(xiàn)代微電子技術(shù)快速發(fā)展的背景下，鋰電池作為能源電池的主要形式，在市場(chǎng)中有著大規(guī)模的生產(chǎn)和使用，動(dòng)力電池主要是以鋰金屬或者鋰合金作為主要的材料，使用非水電解質(zhì)溶液作為電池的主要填充材料。鋰電池在新能源汽車中的應(yīng)用性能較為良好，功率和能量都能夠得到全面優(yōu)化。此外，隨著我國(guó)鋰電池生產(chǎn)技術(shù)的完善和發(fā)展，動(dòng)力電池技術(shù)的各項(xiàng)參數(shù)都有著明顯的提升。目前鋰電池主要的研究方向?yàn)榫酆衔镤囯姵兀瑒澐值膬?nèi)容和方向也會(huì)產(chǎn)生轉(zhuǎn)變。在性能的使用上也有著明顯的差別，憑借著各種性能，鋰電池在我國(guó)新能源汽車市場(chǎng)上的應(yīng)用更加良好。

3.4 燃料電池分析

燃料電池作為化學(xué)能源轉(zhuǎn)換電能的裝置，被人們稱為電化學(xué)發(fā)電器，是現(xiàn)階段新能源汽車產(chǎn)業(yè)主要的研究?jī)?nèi)容。燃料電池在實(shí)際應(yīng)用中，能夠帶動(dòng)新能源汽車的工作效率、降低噪聲的污染，有害氣體的排放也相對(duì)較少。因此，動(dòng)力電池在新能源汽車行業(yè)的發(fā)展中，有著較為良好的發(fā)展優(yōu)勢(shì)。目前我國(guó)燃料電池的應(yīng)用發(fā)展與國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家相比，各項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展水平較為落后，配套的基礎(chǔ)設(shè)施不夠完善，技術(shù)的發(fā)展難度較大，相關(guān)企業(yè)需要加大資金投入力度，建立專業(yè)較為完善的技術(shù)團(tuán)隊(duì)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)燃料電池存在的技術(shù)難點(diǎn)，確保燃料電池技術(shù)能夠更加良好的新能源汽車上進(jìn)行使用，為汽車行業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展奠定基礎(chǔ)與保障。

4 電池的發(fā)展現(xiàn)狀

4.1 三元鋰電池方面

從目前我國(guó)動(dòng)力電池的發(fā)展情況來(lái)看，三元鋰電池作為主要的動(dòng)力電池，在長(zhǎng)時(shí)間的發(fā)展中有著良好的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。目前，我國(guó)三元鋰電池體系主要是鎳鈷錳酸鋰為主要體系，鎳在電池體系中能夠提升材料能量的密度，會(huì)根據(jù)三種過(guò)渡金屬離子的占比情況，鎳的含量也會(huì)存在一定的變化效果，產(chǎn)業(yè)化結(jié)構(gòu)的發(fā)展也從低鎳轉(zhuǎn)變成高鎳。此外，新能源汽車中純電動(dòng)汽車要想在市場(chǎng)中占據(jù)良好的額發(fā)展前景，重點(diǎn)需要對(duì)里程問(wèn)題進(jìn)行創(chuàng)新和改善，有效地解決方式就是對(duì)高能量密度的電池進(jìn)行使用。但是隨著生產(chǎn)成本價(jià)格的提升，相關(guān)企業(yè)為了能夠?qū)Τ杀具M(jìn)行控制，更好地保證動(dòng)力電池使用效率的基礎(chǔ)上，保證能源供應(yīng)的穩(wěn)定性和安全性。

4.2 三元包裝機(jī)方面

隨著軟包技術(shù)的不斷城市與發(fā)展，軟包動(dòng)力電池的性能優(yōu)勢(shì)也在不斷明顯，尤其是在能量密度上有著明顯的進(jìn)步。三元加軟包電池組合的性能，能夠全面滿足新能源汽車對(duì)動(dòng)力的基本需求，延長(zhǎng)汽車的行駛里程。

4.3 電池安全問(wèn)題方面

在新能源汽車追求高能量密度的同時(shí)，安全問(wèn)題也在不斷明顯。在目前電動(dòng)汽車電池自然的新聞不斷發(fā)生，行業(yè)需要對(duì)此方面的問(wèn)題加以重視。動(dòng)力電池的穩(wěn)定性和利用效率等內(nèi)容，是行業(yè)在發(fā)展中需要重點(diǎn)研究的內(nèi)容，在動(dòng)力電池使用之前需要將電池交給第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu)，對(duì)電池的各項(xiàng)性能以及安全問(wèn)題進(jìn)行檢查，提供全面有效的數(shù)據(jù)信息，從而為后續(xù)動(dòng)力電池的使用提供保障，減少故障問(wèn)題的不斷出現(xiàn)。

5 對(duì)電池回收方面的思考

在廢舊動(dòng)力電池回收工作開(kāi)展的階段中，相關(guān)工作人員需要對(duì)環(huán)保性能進(jìn)行充分的考慮，在確保回收工作安全進(jìn)行的基礎(chǔ)上，將動(dòng)力電池進(jìn)行拆解，對(duì)可以回收利用的材料進(jìn)行修復(fù)，這樣不僅能夠保證材料的環(huán)保性能，實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用的效果，還能夠帶動(dòng)經(jīng)濟(jì)效益的全面增長(zhǎng)。比如，在三元電池拆解完成之后，需要將正負(fù)極材料進(jìn)行回收、清潔與修復(fù)，這樣不僅能夠減少電池廢棄率，還能夠降低后續(xù)生產(chǎn)的成本，避免對(duì)環(huán)境造成二次污染。

6 新能源汽車動(dòng)力電池應(yīng)用分析

6.1 鋰電池應(yīng)用分析

鋰電池作為目前新能源汽車市場(chǎng)上應(yīng)用較為廣泛的動(dòng)力電池類型，在多數(shù)汽車生產(chǎn)企業(yè)中，都會(huì)對(duì)三元鋰電池進(jìn)行使用，電池自身具有較強(qiáng)的安全性能，實(shí)際的功率密度較為均衡。但是鋰電池在部分汽車中的使用，也無(wú)法有效地對(duì)汽車存在的問(wèn)題進(jìn)行改善。因此，為了能夠更好地體現(xiàn)出鋰電池的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，在新能源汽車裝配的過(guò)程中，可以加強(qiáng)對(duì)電池的保護(hù)措施，從而有效地提升電池的使用效率和質(zhì)量，如果汽車出現(xiàn)較為強(qiáng)烈的碰撞問(wèn)題，通過(guò)保護(hù)措施也能夠降低電池急迫問(wèn)題的產(chǎn)生，減少汽車爆炸事故的出現(xiàn)，對(duì)乘車人員的生命安全提供保障。從目前我國(guó)新能源汽車市場(chǎng)發(fā)展的情況來(lái)看，比亞迪新能源汽車會(huì)對(duì)磷酸鐵鋰電池進(jìn)行使用，這種電池在應(yīng)用中的安全性能較為良好，能夠延長(zhǎng)電池的使用壽命，保證電池循環(huán)使用的質(zhì)量。但是電池也會(huì)存在明顯的不足之處，電池能量密度相對(duì)較低，在新能源汽車持續(xù)行駛的過(guò)程中，電池優(yōu)勢(shì)不夠明顯，在嚴(yán)寒的氣候環(huán)境下，電池的能源損耗較大。此外，鋰電池作為新能源汽車中應(yīng)用的主要?jiǎng)恿ο到y(tǒng)，系統(tǒng)性能的優(yōu)化與改善，是維持新能源汽車快速發(fā)展的重要基礎(chǔ)，加強(qiáng)對(duì)動(dòng)力系統(tǒng)的優(yōu)化與改善，也能夠幫助生產(chǎn)商降低新能源汽車的生產(chǎn)成本。同時(shí)，鋰電池的檢修工作人員，還需要及時(shí)對(duì)鋰電池本身的安全性進(jìn)行研究，如果電池體積不斷變大，也會(huì)在一定程度上對(duì)電子工作的性能造成影響，出現(xiàn)各種安全風(fēng)險(xiǎn)和隱患問(wèn)題。

6.2 鎳氫電池應(yīng)用分析

在新能源動(dòng)力汽車對(duì)鎳氫電池進(jìn)行應(yīng)用的階段中，鎳氫電池屬于堿性電池，電池自身無(wú)記憶效應(yīng)，能夠?qū)崿F(xiàn)循環(huán)使用的目標(biāo)，電池的使用壽命較長(zhǎng)，但是電池的生產(chǎn)成本相對(duì)較高，很難實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的生產(chǎn)和應(yīng)用。鎳氫電池在初期采購(gòu)的過(guò)程中，實(shí)際采購(gòu)成本就比其余動(dòng)力電池的價(jià)格偏高，但是因?yàn)殡姵啬軌蜓h(huán)使用，因此綜合成本不會(huì)過(guò)高。在目前新能源汽車制造行業(yè)發(fā)展中，鎳氫電池的使用范圍較廣，多數(shù)企業(yè)都會(huì)對(duì)鎳氫電池進(jìn)行使用，從而為企業(yè)長(zhǎng)久穩(wěn)定的進(jìn)步與發(fā)展提供保障。

7 新能源電池的發(fā)展方向

氫燃料電池作為今后新能源電池的主要發(fā)展方向，電池的污染程度相對(duì)較低，在現(xiàn)階段的研究中有著較為良好的成果。在燃料電池使用的過(guò)程中，需要加強(qiáng)對(duì)電池能量密度進(jìn)行分析，保證電池的穩(wěn)定和安全。

此外，固態(tài)鋰電池的研發(fā)，主要是將傳統(tǒng)鋰電池的電解液進(jìn)行轉(zhuǎn)換，在目前的應(yīng)用中，能夠很好地對(duì)各種物質(zhì)進(jìn)行溶解，保證電能供應(yīng)的穩(wěn)定與安全，減少材料質(zhì)量產(chǎn)生變化對(duì)電池使用效果造成的危害和影響。同時(shí)，固態(tài)鋰電池不會(huì)與空氣產(chǎn)生反應(yīng)，電池的使用安全性較為良好，是未來(lái)新能源汽車動(dòng)力電池研究中，主要的動(dòng)力研究對(duì)象。

7.1 鎳氫電池的發(fā)展現(xiàn)狀

鎳氫動(dòng)力電池現(xiàn)階段進(jìn)入成熟的發(fā)展階段，是現(xiàn)階段混合動(dòng)力汽車使用電池體系中，位移能夠經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證并且實(shí)現(xiàn)商業(yè)化、規(guī)?；碾姵伢w系結(jié)構(gòu)，全球已經(jīng)開(kāi)展批量對(duì)混合動(dòng)力汽車進(jìn)行研發(fā)，并且會(huì)對(duì)鎳氫動(dòng)力電池體系進(jìn)行完善和使用。根據(jù)相關(guān)的研究和分析中可以發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有的混合動(dòng)力電池多數(shù)為鎳氫動(dòng)力電池，商業(yè)化的代表主要包括豐田普銳斯，混合動(dòng)力汽車的使用，讓行業(yè)有著更加良好的發(fā)展。目前，全球動(dòng)力電池廠商主要包括日本的多種企業(yè)，在市場(chǎng)中占據(jù)的份額效果也有著明顯的提升，目前主要的商業(yè)化混合動(dòng)力汽車，比如豐田的多種型號(hào)，都讓人們體驗(yàn)不同的出行效果和質(zhì)量。在企業(yè)發(fā)展中，對(duì)鎳氫電池進(jìn)行使用，不僅能夠保證電池的使用效果，還能夠減少電池采購(gòu)成本的投入，國(guó)內(nèi)的鎳氫電池在汽車上的應(yīng)用，依舊出現(xiàn)初步的發(fā)展階段，在今后的發(fā)函中，能夠更好地保證行業(yè)的發(fā)展效果和質(zhì)量。

7.2 鎳氫電池發(fā)展的前景分析

在新能源汽車的發(fā)展中，鎳氫電池技術(shù)作為成熟的技術(shù)手段，在今后的發(fā)展中鎳氫電池作為新能源汽車的點(diǎn)源主流形式，為了能夠更好地保證電池使用的效果和質(zhì)量，相關(guān)企業(yè)就需要針對(duì)鎳氫電池的使用情況進(jìn)行分析和研究，加大研發(fā)成本的投入力度。比如，電池松下和三洋企業(yè)認(rèn)為，鋰離子動(dòng)力電池不能在短時(shí)間內(nèi)對(duì)鎳氫動(dòng)力電池進(jìn)行替換，主要是因?yàn)殒嚉鋭?dòng)力電池較為便宜和安全，已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)規(guī)模化的生產(chǎn)，鋰電池存在的問(wèn)題需要繼續(xù)進(jìn)行改善，從而更好地保證電池的安全性，實(shí)現(xiàn)商業(yè)化的生產(chǎn)。

8 結(jié)束語(yǔ)

從目前新能源汽車行業(yè)的發(fā)展來(lái)看，為了能夠?qū)崿F(xiàn)行業(yè)的穩(wěn)定進(jìn)步與發(fā)展，相關(guān)產(chǎn)業(yè)就需要加強(qiáng)對(duì)動(dòng)力電池的研究和分析，保證電池使用安全與穩(wěn)定的基礎(chǔ)上，為行業(yè)進(jìn)步提供良好的保障，落實(shí)可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略內(nèi)容，帶動(dòng)企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的增長(zhǎng)。

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