汽車電池的作用和汽車電池類型

在電動汽車中，動力電池充當整個車輛的電源，并為車輛提供電力。汽車電池類型的性能直接決定了汽車的實際價值。動力電池的功能是接收和儲存車載充電器、發(fā)電機、制動能量回收裝置或外部充電裝置提供的高壓直流電，并為電動汽車提供高壓直流電。

 

需要一個新車電池嗎？如何選擇正確的類型

主要的汽車電池類型包括鉛酸電池、鎳氫電池、鋰離子電池、燃料電池和超級電容器。

 

鉛酸蓄電池

在汽車電池類型中，鉛酸電池被廣泛用作內(nèi)燃機車輛的啟動電源。它也是一種成熟的電動汽車電池，可靠性好，原料容易獲得，價格低廉；其比功率基本能夠滿足電動汽車的功率要求。

 

 

鉛酸蓄電池

但它有兩大缺點：一是比能量低，占用的質(zhì)量和體積過大，一次充電里程短；二是使用壽命短，使用成本高。目前，鉛酸電池不再用作動力電池。

 

鎳氫電池

在汽車電池類型中，鎳-金屬氫化物電池是由氫離子和金屬鎳合成的。

● 優(yōu)點：電池儲能大，重量輕，使用壽命長，對環(huán)境無污染。

● 缺點：制造成本太高，性能比鋰電池差。

代表車型有：豐田普銳斯、福特逸動等。

 

鋰離子電池

鋰離子電池是指在電極材料中使用鋰元素作為主要活性材料的一種電池，主要包括鋰金屬電池和鋰離子電池。本文中提到的鋰電池主要是鋰離子電池。

鋰離子二次電池作為最好的高電壓、高能量密度的可充電電池，在汽車電池類型中具有以下突出特點：重量輕、儲能大、無污染、無記憶效應(yīng)、使用壽命長。

 

鋰離子電池

在相同體積和重量的情況下，在汽車電池類型中，鋰電池的存儲容量是鎳金屬氫化物電池的1.6倍，而人類只開發(fā)和利用了其理論功率的20%至30%，因此發(fā)展前景非常光明。同時，它是一種真正的綠色電池，不會污染環(huán)境，是目前可以應(yīng)用于電動汽車的最佳電池。

根據(jù)材料的不同，鋰電池作為汽車電池類型可分為磷酸鐵鋰電池、鈷酸鋰電池和三元鋰電池。就市場上的實際裝載情況而言，主流新車型基本上使用三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池。以下重點比較這兩種電池的特點、優(yōu)點和缺點。

 

三元鋰電池

三元鋰電池是指使用鋰鎳鈷錳氧化物（Li（NiCoMn）O2）或鋰鎳鈷鋁（Li（NiCoAl）O2）三元正極材料作為正極材料的電池。目前，前者通常用于電動汽車。

三元復(fù)合正極材料由鎳鹽、鈷鹽和錳鹽制成。鎳、鈷、錳在其中的比例可以根據(jù)實際需要進行調(diào)整。以三元材料為正極的電池比鈷酸鋰電池更安全。

 

 

三元鋰電池

其中，三元鋰電池的優(yōu)勢在于儲能密度和耐低溫性。首先，在儲能密度方面，由于三元鋰電池電壓較高，其能量密度基本可以達到240WH/kg，幾乎是140WH/kg磷酸鐵鋰電池的1.7倍。

同時，就NCA和NCM電池的比較而言，NCA具有更好的性能，但由于熱失控溫度較低，對制造工藝要求高，成本高，技術(shù)掌握在日韓車企手中。

因此，中國主要在汽車電池類型中開發(fā)NCM電池，目前根據(jù)三元材料的比例分為四種類型：111、523、622和811。其中，881高鎳電池成為關(guān)鍵的突破方向，因為它是提高能源的關(guān)鍵

二是耐低溫性。三元鋰電池的低溫使用下限為-30度，這比磷酸鐵鋰電池的-20度下限更有優(yōu)勢。與鈷酸鋰電池相比，三元鋰電池更安全，更適合未來電動汽車電池的發(fā)展趨勢。

 

磷酸鐵鋰電池

磷酸鐵鋰電池是使用LiFePO4作為正極材料的鋰離子電池。磷酸鐵鋰有三個方面的優(yōu)勢：

 

 

磷酸鐵鋰電池

一個是安全性高，因為磷酸鐵鋰電池的熱失控溫度通常高于三元鋰電池。相比之下，磷酸鐵鋰電池在高速行駛和快速充電過程中自燃的風(fēng)險較低。在這些汽車電池類型中，磷酸鐵鋰電池的穩(wěn)定性目前是車用鋰電池中最好的。

第二個是更長的循環(huán)壽命，因為磷酸鐵鋰電池直到充放電循環(huán)次數(shù)超過3500次才會開始衰減，這意味著它們的使用壽命可以長達十年左右。然而，與lfp和nmc電池相比，三元鋰電池的充放電循環(huán)數(shù)僅為2000次，這意味著它的使用壽命只有6年，這表明了兩者之間的差距。

第三是制造成本較低，因為磷酸鐵鋰電池不含貴金屬，因此生產(chǎn)成本較低。另一方面，由于三元鋰電池使用鈷金屬，其70%的儲量在非洲剛果民主共和國，這使得其進口價格一路飆升。這也是電池公司被迫走811技術(shù)路線的另一個關(guān)鍵原因。

 

燃料電池

燃料電池是一種將燃料的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的化學(xué)裝置，也稱為電化學(xué)發(fā)電機。與其他汽車電池類型不同，它根據(jù)電化學(xué)原理將儲存在燃料和氧化劑中的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能。實際過程是氧化還原反應(yīng)。反應(yīng)產(chǎn)物對環(huán)境無污染。

燃料電池主要由電極、電解質(zhì)和外部電路三部分組成。燃料主要是碳氫化合物，如氫氣和甲醇。根據(jù)電解質(zhì)的不同，常用的燃料電池可分為質(zhì)子PEMFC、SOFC、MCFC、PAFC和AFC。

其中，PEMFC是一種相對成熟、應(yīng)用廣泛的燃料電池，具有電池工作溫度低、啟動速度快等多種性能優(yōu)勢，在全球出貨量中占據(jù)主導(dǎo)地位。

 

超級電容器

超級電容器，也稱為法拉電容器，是20世紀70年代和80年代開發(fā)的電化學(xué)組件，用于通過極化電解質(zhì)存儲能量。它是一種介于傳統(tǒng)電容器和電池之間具有特殊性能的電源。它利用由活性炭多孔電極和電解質(zhì)組成的雙電層結(jié)構(gòu)來獲得超大容量，并依靠雙電層和氧化還原電荷來存儲電能。

它的儲能過程中沒有化學(xué)反應(yīng)，而且這種儲能過程是可逆的，因為這種超級電容器可以重復(fù)充電和放電數(shù)十萬次。超級電容器的突出優(yōu)點是功率密度高、充放電時間短、循環(huán)壽命長、工作溫度范圍寬。與傳統(tǒng)汽車電池類型的產(chǎn)品相比，超級電容器只能儲存少量的電力。因此，在家里的插電式電動汽車上，這種電容器不能單獨用作電源設(shè)備，必須與燃料動力電池一起使用。另一方面，超級電容器具有快速釋放存儲的電能的能力。此外，這種電容器的充電時間也很短，只需幾秒鐘或幾分鐘即可完成充電，多次充電后性能不會降低。