新能源汽車鋰電池及其技術發展探討

劉榮芬（天津市捷威動力工業有限公司，天津300380）

鋰電池作為我國新能源汽車的主要動力電池，鋰電池的質量嚴重影響到新能源汽車性能的發揮，也決定著新能源汽車的質量。鋰電池屬于新材料行業，也屬于新能源行業，鋰電池較早之前被作為小型動力電池的動力源，使用范圍并未像現在廣泛，隨著鋰電池材料難題的逐步解決，其優勢得到顯現，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、以及生產環境并不完善，也給我國新能源汽車的發展帶來了一定的阻礙。

1 動力電池的基本構成和優勢特征

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，擁有廣闊的發展前景。動力鋰電池是一種電池內部含有金屬鋰或者是含有鋰的化合物，同時這部分材質在電池的負極工作。鋰電池的主要組成部分包括電解液、正負極、隔膜、粘結劑等物質，最重要的構成部分為電極材料、隔膜、電解液，其他材料是使得鋰電池能夠充分的發揮化學反應所產生的能量。動力鋰電池相對于其他普通電池而言，具有極好的穩定性，同時能夠允許的最大放電次數高達5000次以上，并且不會產生任何污染。

目前，動力鋰電池逐步取代傳統動力電池，成為新能源汽車的主要動力源，隨著社會的發展，科技的進步，動力鋰電池將會得到更普遍的應用。動力鋰電池在新能源汽車中能夠得到如此廣泛應用的原因主要有如下三方面優勢，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，因而在節水方面遠超其他普通電池；三是動力鋰電池在工作過程中不會產生任何的污染物質，對環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勢。除了上述所說的四個主要優勢之外，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用現狀

2.1 鋰電池正極材料有待研發

鋰電池的正極材料目前來說多為磷酸鐵鋰、錳酸鋰等物質，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。在新能源開發方面我國起步較晚，雖然如今具有高產的新能源，但沒有實際成熟的技術，很多新技術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。同時沒有自主開發技術也是極大的阻礙了我國新能源汽車的進一步發展，正極材料的優化和開發是我國當前的一大難題。

2.2 電解液關鍵技術未完全掌握

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，負責給陰陽離子的移動提供環境。電解液中包含各種添加劑和電解質等材料，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溶液中的電解質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，高氟酸鉀由于穩定性很弱，容易產生爆炸，造成安全事故，同時在低溫的環境下，電解質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，一直依賴于進口材料，未掌握核心技術成為我國鋰電池發展的極大阻礙。

2.3 商業模式在探索中不斷創新

新能源汽車的發展還需要政府做出提倡，出臺有益于新能源汽車發展的政策，這樣才能使得新能源汽車的發展面越來越大，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展的主要推動力，與之相關的一些企業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，否則對新能源的發展可能會取得適得其反的效果，找到阻礙新能源創新、發展的關鍵點，從而為新能源汽車企業找到更好的商業模式。

3 促進新能源汽車鋰電池技術應用的有效措施

3.1 提高創新能力，發展先進技術

新能源汽車的發展離不開對鋰電池技術的創新，創新始終是引導技術進步的第一動力，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、融入太陽能技術提高鋰電池的充電速率。除此之外，對于國外的鋰電池發展理念以及發展技術都需要時刻關注，擴充自身的知識范圍，為國內技術的發展打下良好的基礎。

3.2 提高質量標準，完善電池性能

鋰電池的優勢在眾多方面都優于普通電池，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。然而在未來的發展過程中需要進一步的擴大這部分優勢，例如進一步提高電容量、充放電次數等等，對鋰電池的質量進行嚴格的控制，完善電池的性能，從而使得汽車能夠發揮出更大的性能，鋰電池發揮出更大的效用。

3.3 加大鋁箔在鋰電池之中的應用

根據相關的實驗數據表明，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，通過對照組發現，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，更降低了循環過程動態化內阻增幅。除此之外，對于鋰電池的使用期限，對活性物質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 鋰電池技術在新能源汽車應用中的發展趨勢

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

5 結語

目前，不僅是我國，全球的傳統資源都較為吃緊，發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燃燒汽車所消耗的不可再生資源，同時也大大減少了對環境的污染。新能源汽車的普及是未來新能源利用的一個方向，新能源汽車的實現也會新能源的發展開辟了一條道路。但若要是新能源汽車全面普及，鋰電池技術還需要進一步完善，有更好的創新才行。