瓶颈难解 三类动力电池的优缺比较

出处:maozai 发布于:2011-09-06 15:02:39

  自1859年只可充电蓄电池被发明至今,电池已足足发展了一个半世纪。随着人类科学技术的提高和制造水平的进步,电池也在次的技术变革中逐渐成长,性能不断提高。但遗憾的是,面对如今电动汽车对动力电池的迫切需求,似乎哪一种电池都还不能完全适合作为主能量源用在汽车上。

  目前,电动汽车上普遍采用且较具发展潜力的动力电池有三种:铅酸电池镍氢电池锂电池。要谈及它们各自的综合表现,就不得不提及两个概念,一个是比能量,另一个是比功率,说的简单点,就是分别指电池的可持久性和力量大小。比能量高的动力电池就像龟兔赛跑里的乌龟,耐力好,可以长时间工作,持续释放较多的能量,续航里程长;比功率高的动力电池就像百米竞技里的博尔特,速度快,力量大,具有很强的爆发力,可以保证汽车良好的加速性能。显而易见,只有比能量高、比功率大且价格便宜易于维护的动力电池才是电动汽车主能量源的。

  铅酸电池

  它是目前电动汽车使用为广泛的电池,据不完全统计,在已经生产的电动汽车上,使用铅酸电池的比例占到90%,这主要得益于它的众多优点:发展历史悠久,技术较为成熟,比功率较大,循环寿命也可达800~1000次左右,且成本较低。不过,铅酸电池比能量却很低,仅为40W·h/kg左右,快速充电技术也尚未成熟(一般慢充都在8小时以上),而且污染严重。

  镍氢蓄电池

  它的优点是比能量和比功率都比较高(相对来讲),且快速充电性能较好,15分钟可充满容量的40%~80%,工作温度范围宽。但是镍氢蓄电池循环使用寿命较短,为600次,价格昂贵,l000W·h约为600~800美元,只有期待大批量生产,才有望降到250美元水平。

  锂离子电池

  它的比能量和比功率都很高,可分别达150W·h/kg和1600W/kg,循环寿命长,约为1200次,而且充电时间较短,为2~4h,使用电压可达到4V,使用安全性也相对较好。但是锂离子电池价格较高,快充放电性能差,存在过充、放电保护问题,影响了锂电池的进一步应用和发展。

  结语

  从上面的数据可以得知,每种电池的使用都存在这样或那样的问题,而且有关也表示,总体来看,现在的动力电池比能量都较低。以三种电池中性能的锂电池为例,在能量密度上,它与达到10000~12000W·h/kg的汽油相比还相差甚远。让我们来计算一下,1L汽油约重0.742kg,按车载50L计算,就是满载37.1kg的汽油,约相当于2968~3091kg锂电池所含有的电量,如果将汽油机较低的效率计算进去,两者之间也有约50倍的差距,难怪现在电动汽车上动辄就安装有数百公斤的电池。如此多的电池用量,再加上锂电池高昂的价格,电动汽车形成高价格门槛便成为必然。

  另外,不同电动汽车对电池的要求也不一样,纯电动汽车(PEV)由于只有电池驱动,所以需要较高的比能量,而在一般混合动力汽车(HEV)中,电池往往担任制动能量回收、辅助起步加速的作用,因而对电池的比功率要求苛刻,像丰田普锐斯这样的插电式混合动力汽车(PHEV)中的电池就属于能量功率兼顾但都要求不高的类型了。如此看来,要针对不同车型的需求为其设计合适的动力电池,难度的确不小。

关键词:电池动力电池

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