電動汽車用鋰離子電池技術研究

徐建軍，黃正軍，方永壽

（浙江省金華市金華職業技術學院，浙江 金華 321000）

電池是電動汽車核心部件，鋰離子電池以其良好的充放電性能在各國著名，成為研發者爭先恐后研究的對象?，F在市面上可以應用的的鋰離子電池品種眾多，數量龐大，質量確是良莠不齊[1]。怎樣充分利用鋰離子電池技術為電動汽車的發展提供技術支持，是本文所要研究的重點和要點，及時跟進和了解鋰離子電池的市場動態和技術革新，可以進一步加快促進我國電動汽車產業的高速發展。

1 鋰離子電池基本性能研究

就目前市場調研表明：鎳氫電池、鉛酸電池和鋰離子電池 （鋰離子電池和鋰聚合物電池） 這幾種電池技術是比較先進并且使用量是相當大的。但仍然沒有一種電池能夠在每個方面都占絕對優勢。這說明在當前電動汽車領域存在著多種電池共存的局面，也正是由于這個原因，不同的電池在不同程度上都存在著一定的缺點，使我國電動汽車產業在發展速度上受到一定的可控性制約因素，而沒有大規模發展[2]。圖1為鎳氫電池、鉛酸電池和鋰離子電池 （鋰離子電池和鋰聚合物電池） 的發電時間與發電量的對比。

由圖1可以看出,在目前電池市場中,鋰離子電池的各種可用性能可以達到相對最佳, 相同質量和密度的鋰離子電池的儲電性可以高于鉛酸電池2～3倍, 高于鎳氫電池1～2倍。鋰離子電池的最大缺點就是價格高和功率大，在人們的日常生活中不能得到普及，安全性也是它的另一個主要缺點。根據調查發現2017年鋰離子電池的價格比鉛酸電池高500 USD/k W·h，人們在價格方面的要求又比較嚴格，所以對鋰離子電池來講價格劣勢是顯而易見的。鋰離子電池的主要核心型原材料就是鋰礦石資源，當前我國的離礦資源儲量非常多, 已開采的鋰礦總儲量可在世界鋰礦排行榜中居第二。鋰礦不僅在礦山中開采，也存在于海水中, 在條件允許的情況下可以采用太陽能技術直接在海水中提煉開采鋰礦石。

圖1 電動汽車電池性能比較

2 電動汽車對鋰離子電池性能評估

電動汽車從種類上可分為純電動汽車、燃料電池電動汽車和混合動力電動汽車。大功率高儲電量的電池是電動汽車所需要的。燃料電池電動汽車主要靠燃料電池提供電能，和串聯形式混合電動汽車的需求差不多，下面將電動汽車分為純電動汽車和混合動力電動汽車兩類分別進行研究。

2.1 純電動汽車用鋰離子電池

純電動汽車通俗講就是只依靠動力進行發電與儲電，這種電能是通過外界自然能量對其提供發電的，例如太陽能、風能等。所以這種形式下的發電與儲電都是一次性注入的，同時電動汽車所有的耗電程序都僅靠電池完成，這就要求電池具備較大的功率輸出。鋰離子電池盡量做到以下幾點：①既要有優良的功率特性也要有較大的能量特性；②電池儲電狀態便于觀察；③電池結構在電動汽車使用時沒有阻礙；④高壓并且串聯，使儲電量達到一致性要求。

2.2 混合動力電動汽車用鋰離子電池

混合動力電動汽車簡單講就是把純電動車技術和內燃機技術相結合起來的產物，混合動力電動汽車的重要組成部分就是鋰離子電池。電能和內燃機更是電動汽車的核心動力，二者優勢互補。針對混合動力電動汽車的運作效率就對電池有如下要求：①電池的功率要大于能量；②高倍率充放電，電池能量轉換效率要高；③電池在荷定狀態下要進行淺性放電；④散熱性能要高，避免在炎熱的天氣下出現電池過熱的現象。

3 鋰離子電池在電動汽車市場的發展建議

經歷了近20年淘汰與革新的鋰離子電池市場, 在2017年前, 每年的平均增長率都高于13%。受到2018年短暫的全球范圍內的經濟危機影響, 出現了短暫性的下降。在未來預計將會隨著各種多功能領域的開拓與發展而使之在使用量和普及程度會出現持續上漲, 并且在更多方面逐步代替其他傳統電池。在電動汽車市場中, 鋰離子電池的儲電量與充放電性能也是比較有優勢的, 那么我們所期望的用鋰離子電池代替傳統電池的方式也會盡快實現, 并通過政府干預控制銷售量的方式升降高低比重。鋰離子電池也已經在儲蓄電量方面開始應用，電動汽車對可以儲蓄高電量的電池面需求量巨大, 因此在這個市場需求范圍內鋰離子電池有著非常大的前景。而且鋰離子電池在儲電量上已經有了大規模的實際應用，所以只要提高我國電動汽車產業的發展速度，那么鋰離子電池的使用量必定會有大幅度提升。為了響應世界綠色環保號召，我國政府也在積極倡導電動汽車的推廣與普及，大力支持鋰離子電池在電動汽車方面的應用, 同時也為電動汽車的發展提供政策支持。

隨著電動汽車產業的發展，人們對鋰離子電池的性能要求也逐漸提高，希望有更安全、儲電量最佳、造型小巧輕便的鋰離子電池出現。而創造出這樣一個鋰離子電池技術將成為技術人員們所追求的目標，鋰離子電池的發展速度更是飛快，甚至超過了任意一種技術的發展。經過探究表明，在未來幾年內鋰離子電池將會超過我們的想象高速發展。

4 結語

電動汽車和鋰離子技術有著相互依存而又相互作用的關系，而且電動汽車對鋰離子技術的影響還有很多，因此在進行探究時要全面的看問題。但在進行外形設計與部件大小時，又必須要將二者拆分開，根據自身的特點進行獨立設計。將理論知識進行分析后的結果一定是在進行多次反復實踐后最終得出，再通過多次試驗結果來檢驗理論的準確性或相差值。那么適最終制作出的鋰離子電池便是最試用于這個電動汽車從，它可能不是鋰離子電池中儲電最高的，卻是最適合電動汽車的。最后使該種方法得到普及，對我國電動汽車產業的發展起到促進作用。