新能源汽車動力電池應用現狀及發展趨勢

摘 要：現階段，新能源汽車已經受到人們的迫切關注，在新能源汽車的核心技術中，動力電池是關鍵性的技術，并且得到人們越來越多的關注。目前，新能源汽車的研究重點方向則是運用新型技術將已有的電池加以研究、分析后進行新的改善，利用新材料發明新型電池。科研技術人員對傳統電池不斷的探索、不斷深入討論交流，并且要開展試驗新型技術，以此來創設出更加新式的電池。本文針對新能源汽車動力電池應用現狀及發展趨勢進行深入性的分析與探究。

關鍵詞：新能源汽車 動力電池 現狀 發展趨勢 策略

New Energy Vehicle Power Battery Application Status and Development Trend

Zeng Yong

Abstract：At this stage， new energy vehicles have received urgent attention. Among the core technologies of new energy vehicles， power batteries are the key technology， and are getting more and more attention from people. At present， the focus of research on new energy vehicles is to use new technologies to study and analyze existing batteries to make new improvements， and to use new materials to invent new batteries. Scientific research and technical personnel continue to explore traditional batteries， continue in-depth discussions and exchanges， and to carry out experiments on new technologies， in order to create more modern batteries. This article conducts an in-depth analysis and research on the application status and development trend of power batteries for new energy vehicles.

Key words：new energy vehicles， power batteries， status quo， development trends， strategies

1 引言

在新能源汽車中，主要的車用燃料分為常規、非常規兩種類型，并且運用新型的車載動力裝置來做動力來源。在新型能源的開發中，很多新能源逐漸被開發使用，像氫燃料、甲醇燃料、鋰離子電池、固態電池等。目前，電動汽車已經逐漸被投入市場，進行了更大規模化的生產，改變了傳統汽車領域，更加滿足人們對汽車的多樣化需求。

2 新能源汽車動力電池的類型

2.1 鋰離子電池

此類電池的物理化學特性主要是能量密度與電壓都相對比較高，在各個行業中廣泛應用，使其產量也隨之逐漸提高，據統計，2020年鋰離子電池的產量高于2019年，具體數據見圖1。鋰電池分為聚合物電解質和液體電解質兩種，因此類電池能量相對較大，重量輕，與其他電池相比污染較少，但是此類電池的壽命比較長。有更多的理論表明，鋰離子電池的開發空間還有很大，理想情況下此類電池能夠做到對環境無污染，因此，鋰離子電池在新能源汽車的制造領域有著十分重要的位置。

2.2 鉛酸電池

鉛酸電池是較為久遠的電池技術，人們始終認為鉛酸電池技術相對較為落后，性能也非常低，并且對環境污染影響非常大，存在能量過低的問題。因鉛酸電池的壽命很短，需要經常對其進行更換，人們通常認為，此類電池應該完全沒有與其他電池的相比的可比性，在電池技術的迅速發展中，需要對此類電池進行全面淘汰。但是，在實際生活當中，此類電池在電池市場的占比卻完全高于人們所認為的程度。鉛酸電池也有具有一定的優勢所在，比如，鉛酸電池可以通過回收后再次進行利用，原材料的價格也較為便宜。因此，鉛酸電池在市場上仍然搶手，仍被廣泛使用，在市場占比率很高。

2.3 鎳氫電池

鎳氫電池在動力電池中屬于堿性電池，該類電池也有較長的使用壽命，并且具有大功率放電性能。與其他電池相比，鎳氫電池記憶效應是相對較小，體積卻比其他電池大，能量比更高，大部分應用到電動工具中。目前隨著鋰離子電池的快速發展，鎳氫電池已經嚴重落后，廠家已經對鎳氫電池不在繼續使用，漸漸失去了市場，該類電池已被市場慢慢淘汰。

2.4 燃料電池

燃料電池在與傳統定義的電池相比下略有不同，此類電池本身并不是通過不斷充電、放電而進行工作的，而是利用所儲存的燃料進行發電，是相對較完善的發電系統。目前有乙醇、氫、甲醇等燃料進行使用。燃料電池與鋰離子電池相同點則是電池的污染與排氣都較小，是一類零污染且具有一定優勢的電池。優質的能源也同時受到其他國家的關注與支持。目前我國對動力電池的研究發展起步較為落后，電池技術也不夠先進，加上電池技術難度較大，研發的成本非常高，科研人員對燃料電池的研發熱情不足。因此，與其他國家相比較，我國燃料電池還處于發展的階段，但是近年來有改觀的趨勢，國家也在加以重視，相信逐漸能夠縮短與其他國家的差距，能夠提升新能源汽車中動力電池的穩定性與先進性。

3 理想動力電池的特征及展望

就目前來看，鋰離子電池占據了大部分的市場，性能也在不斷的提升，與其他電池相比下壽命也較長。但是，新能源汽車的電池要具有更加強大的優勢，各方面的性能仍需要提高。大多數的工況對新能源動力電池的需求是：充電快，配置設施相對完善，電池的體積小，但是蓄能量必須保證，續航里程要足夠遠，電池性能也必須保證安全、環保，電池的壽命也要提高等。現階段，動力電池的發展情況非常可觀，而這些人們所期待的動力電池特征需求，也是有可能在日后逐漸達到的，只是相關技術仍然需要一定的時間。隨著我國先進技術的日益發展，在網絡時代的大背景下，實現這些動力電池也是指日可待的。

4 新能源汽車動力電池的應用現狀

日本利用混合動力汽車開拓了新能源汽車市場，是第一個研究與開發新能源汽車的國家。在此之后，美國的新能源汽車研發制造廠對日本進行相關的經驗借鑒后，推出了鋰電池純電動汽車。此類新型汽車的推出，引起了各個國家的關注，期待能夠因新能源動力汽車的研制，改善因柴油汽車帶來的嚴重污染[1]。我國隨后也進行了新能源汽車相關的研發和制造。在我國相關政策的大力支持下，新能源汽車逐漸有了勢頭較猛的發展，也在汽車領域中占據了較大的市場。近幾年，各國對此類汽車的推廣越來越廣泛，我國國產汽車公司也相繼進行了油電混合新能源汽車的研發推出。甚至很多非汽車行業的其他公司也在同時進行觀望，認為新能源汽車的發展前景非常樂觀，前后加入該領域中打造企業品牌。但是，由于新能源電動汽車對動力電池有著較強的依賴性，電池的發展和變化與汽車領域的發展有著絕對的關系，結合我國目前的動力電池生產狀況進行分析，生產企業較為龐大，但是生產的效率并不高，產品的質量也無法有效保證。因此，對動力電池與新能源汽車這兩個領域來說有較大的影響，存在很大的局限性，這就需要我國相關技術人員對新能源汽車以及動力電池進行更深入的研發與提高[2]。

5 新能源汽車動力電池的發展趨勢

5.1 規模化引發的成本降低

在生產動力電池的過程中，生產制造成本是所有相關企業都非常關注且重視的重要問題之一。在電池制造中，電池的成本優化分為兩類，一是運用先進技術的有效提升，電池的升級更新，能夠在新能源電動汽車中讓電池在使用過程中提高使用期限，降低生產和使用過程中的故障率，從而降低電池制造的成本[3]。二是改變電池生產的體系，相關部門進行規模化的電池生產，以此來降低成本。比如聯合各大新能源汽車企業，制定幾類標準化的電池規格，出臺規范的電池從原材料到零部件組裝和測試以及使用后回收利用的標準，形成規模化制造和生產的效應，降低差異化帶來的資源浪費，從而降低成本。

5.2 制造方式趨于智能方向

隨著新科技網絡時代的快速發展中，動力電池也隨即發生變化，越來越現代智能化。現在相關人員可以針對動力電池的生產過程和銷售占比以及使用環節的相關問題，進行調查、整理和分析，利用這些大數據作為動力電池升級的重要依據。智能化能夠促進電池制造企業達到自動化生產，利用科學智能化控制系統對生產及過程進行監管工作，合理運用智能化生產的規范性和機械性，有效降低生產制作過程中的失誤，避免影響企業的生產效益。除此之外，智能化制造過程與網絡技術之間有著緊密聯系，可以保證可視化、信息化與無人化的特點，相關企業可對電池的開發進行測試，調度整合相關數據，提高電池的制造、使用效率。

5.3 發展模式的合作化發展

在開發新型技術過程中，必須要有一定的生產鏈與充足的資金，才能對商業模式的創新有更穩定的支撐。就目前的發展趨勢來看，多方合作正在成為未來產業發展的主流形式。動力電池領域可以將從原材料到零件組裝、測試，再到成品生產制造的鏈條打通，將鏈條上的每一個環節分派給不同的企業進行承接。這種方式能夠將生產鏈進行有效的拆分，保證在生產的過程中提高生產效率，并且能夠在一定程度上降低企業的運營風險，保證企業的正常運營。除此之外，多個企業一同參與生產，可以提高所有企業的積極性與創新能力，能夠提升動力電池所占市場的進一步發展動力。基于此，各企業需要有良好的合作生產意識，默契配合，針對經營以及生產的策略進行深入性的分析與探討，能夠及時調整策略發現問題，及時解決問題。

6 結語

綜上所述，日漸成熟的新能源技術給人們的實際生活帶來了一定的變化，新型電池事業已經成為了全球發展的新熱點。現階段，動力電池有待完善技術，創新提高其性能，攻克其短板，仍有很長的路要走。從目前電池市場研究發現，鋰離子電池仍然名列前茅，而燃料電池也不相上下的占據電池領域。無論在安全性，還是能量密度與環境環保都是動力電池重要的核心理念。隨著我國制造技術的不斷提高，動力電池也會不斷提升，利用不斷改進的技術，相信不遠的將來，動力電池可以揚長避短，達到最佳使用狀態，助力新能源汽車不斷前進。

參考文獻：

[1]孫建.淺談新能源汽車動力電池應用現狀與發展趨勢[J].汽車實用技術，2020，（17）：11-13.

[2]孫志國.新能源汽車動力電池應用現狀與發展趨勢[J].時代汽車，2018，（9）：76-77.

[3]楊光圣.新能源汽車動力電池應用現狀與發展趨勢探討[J].大科技，2019，（40）：289.

作者簡介

曾勇：（1985.06—），男，漢族，廣西合浦人，本科，主管工程師，中級職稱，單位：廣州汽車集團股份有限公司汽車工程研究院。研究方向：汽車電氣。