序言：寫作是分享個人見解和探索未知領域的橋梁，我們為您精選了1篇的談電動汽車電池的使用現狀和發展趨勢樣本，期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發，請盡情閱讀。

摘要:環境污染和能源危機是汽車工業必須面對的兩大挑戰，電動汽車因其綠色環保的獨特優勢迎合了時代的發展;電池性能的好壞將直接關乎車輛安全性和續航里程性能。通過分析電動汽車不同種類電池的發展使用情況，對電動汽車電池技術未來發展趨勢進行了展望。

關鍵詞:電動汽車;電池;使用現狀;發展趨勢

0引言

目前，環境污染和能源危機已成為世界范圍的關注焦點和亟待解決的問題。隨著新舊動能轉換政策的出臺，各行各業都在緊鑼密鼓地研究開發新的清潔能源，電動汽車這一新型汽車應運而生。由于電動汽車綠色環保的獨特優勢迎合了時代的發展，得到了廣泛的推廣應用。眾所周知，當前電池性能是制約電動汽車發展和普及推廣的“瓶頸”，由于技術、材料、工藝等多方面客觀因素的限制，電動汽車電池在應用過程中存在續航里程短、充電時間過長等不足，難以完全滿足人們的使用需求，延緩了電動汽車發展和普及的步伐。因此，電動汽車生產企業應當重視電池應用的現存問題，切實提高電動汽車電池性能，為電動汽車的快速發展提供必要的技術保障。

1電動汽車的發展過程

電動汽車最早誕生于19世紀初葉，由于當時技術不夠成熟，沒有引起人們的重視。美國通用汽車公司在1996年利用鉛酸電池技術研發電動汽車，1999年著手電動汽車電池的生產，但也因很多技術問題，沒有得到行業的認可［1］。21世紀初，電動汽車得到進一步發展，此時的汽車主要動力電池升級為鎳氫電池，該電池顯著提高了電動汽車的續航里程。同一時期，日本豐田公司也利用鎳氫電池技術開發了新一代電動汽車，該電動汽車是把電動機與內燃機相結合，稱為混合動力汽車［2］，HEV電動車能根據汽車運行的實際情況，利用轉換動力能源而達到減少燃油消耗的目的。2006年鋰離子電池出現，使電動汽車電池技術得到了豐富和進一步提升;鋰離子電池的最大優勢是提高了電動汽車電池的安全性，成為了鎳氫電池的有力競爭對手，鎳氫電池失去了部分優勢［1］。鋰離子電池因其良好的安全性能，被廣泛應用在純電動或者混合動力車中。

2電動汽車電池的使用現狀

電池是電動汽車的關鍵部件，高性能電池是電動汽車穩定運行的前提和基礎。電動汽車電池存在續航歷程較短、單次充電所需時間較長、易發生自燃甚至爆炸的安全隱患等問題，難以滿足長途出行的需要。電動汽車是以電能作為動力源的機械，電能僅通過汽車的蓄電池供給，電池占整車成本的30%左右，電池和芯片是電動汽車兩項最關鍵技術，而電池性能將直接影響車輛續航里程。面對2020年北方地區40年難遇的極寒天氣考驗，電動汽車續航里程的表現著實讓車主們大跌眼鏡，交出了一份不合格的“答卷”。目前，電動汽車可用的電池中，應用最廣泛的是化學電池。化學電池可分為蓄電池和燃料電池兩類［3］。在電動汽車技術發展的過程中，車企曾經嘗試采用多種不同類型的蓄電池，但出于對成本，技術和可靠性的考慮，目前絕大多數蓄電池已經被市場淘汰，如鉛酸蓄電池、錳酸鋰電池等。目前，市場上主流的蓄電池主要以鋰離子電池為主，少數車企采用鎳氫電池，如豐田公司。

2.1鋰離子電池

鋰離子電池的發展史并不算長，但40多年前誕生之初，就具有能量密度高、循環使用壽命長的優勢，成為了目前電動汽車上最常用的電池。現在，電動汽車領域普遍配備的鋰電池主要有磷酸鐵鋰電池、三元鋰電池鎳氫電池等，不同車用電池的特點也各不相同。

2.1.1磷酸鐵鋰電池

目前，磷酸鐵鋰電池已在國內電動汽車中普遍使用，其優勢是安全可靠、循環充電次數多，標準充電條件下循環壽命達到1800次以上，并且使用成本低。良好的安全性可使其在390℃的高溫下保持穩定;現已經過嚴格的安全測試，不易因過充、溫度過高、短路或在惡劣的交通事故中產生爆炸或燃燒。其中比較典型的就是比亞迪和戴姆勒集團共同生產的騰勢500電動車，用等供電性能下，磷酸鐵鋰的數量相對于鋰電池更少。例如騰勢汽車采用了144節磷酸鐵鋰電池，比起鋰電池來說，電池的數量上少了很多，對于BMS電池管理系統負擔要小一些。

2.1.2刀片電池

刀片電池又稱為超級磷酸鐵鋰電池，由于它的排布方式就像刀片一樣插入電池包內，所以稱為刀片電池。該電池將動力電池的電芯加長，使單個電芯形狀扁平、窄小，可通過多個“刀片”捆扎形成模組，通過技術改進，與磷酸鐵鋰電池相比，顯著提高電池能量密度。但刀片電池的難點在于生產環節，要求在制造過程中保持極高的精度和速度，對極片的涂布和輥壓工藝提出了很高要求。刀片電池利用電芯直接組成電池包，減少了模組結構和單體連接線束，提升了封裝效率，進一步實現集成化。此外，由于刀片電池形狀的特殊性和材料的穩定性，密集排布的刀片電池可以充當簡單的結構件，進一步提升空間利用率。通過該技術，刀片電池的空間利用率由原來傳統電池的40%提升到60%，其續航達到600km，而且同時具備高安全、長壽命的優勢。

2.1.3三元鋰電池

與磷酸鐵鋰電池相比，很多電動汽車普遍使用了三元鋰電池，主要是因為三元鋰電池具有能量密度較高、體重輕、低溫充電性能好和續航里程更長的優勢;其能量密度為200Wh·kg－1，即在相同條件下，三元鋰電池的續航里程要比磷酸鐵鋰電池更長。同時三元鋰電池還具有低溫性能好、放電倍率高的特點。但三元鋰電池的不足之處是穩定性較差。

2.1.4鎳氫電池

采用鎳氫電池的車型往往為混合動力汽車，其中典型的代表為豐田凱美瑞混動。鎳氫電池的一大優勢是穩定性比三元鋰電池更高，其能量密度大約為70～100Wh·kg－1，電池單體電壓通常為1.2V，僅為鋰電池的1/3左右。因此在系統電壓一定的情況下，其電池組的體積要比鋰電池大很多。而且鎳氫電池在循環充放電過程中容量會出現衰減，所以鎳氫電池在控制系統設定上應主動避免過度充放電。

2.2燃料電池

燃料電池是未來理想的清潔能源之一。該類電池是一種把燃料所具有的化學能直接轉換成電能的化學裝置。其原理是將燃料和空氣分別送進燃料電池，通過化學反應，產生電能，驅動車輛。而且，燃料電池用燃料和氧氣作為原料進行反應的過程，尾氣排放中的有害氣體極少。但在實際應用中，燃料電池汽車很多技術亟待解決，目前，燃料電池汽車主要集中在商用車領域。該電池存在的缺點是燃料電池在與化學電池同樣能量下，體積要大出幾倍，即使像豐田公司，作為燃料電池技術走在行業尖端的車企，其量產出的乘用車Mirai的功率也僅為115kW，國內的燃料電池堆如果做到115kW，體積將會非常大，普通乘用車的空間難以容納下。所以局限于我國目前的燃料電池技術，還是主要應用于商用車。

3電動汽車電池的未來發展趨勢

人類社會的發展離不開創新，汽車工業更是在不斷創新和超越中快速發展的，新能源汽車就已成為汽車工業的發展新趨勢。近幾年，在國家政策的大力扶持和推動下，我國新能源汽車行業發展迅猛。新能源汽車保有量從2011年的不到1萬輛增長到了2021年的603萬輛。目前，大多數汽車企業也紛紛向新能源汽車轉型，并盡力為消費者打造優于燃油車的新能源產品。作為新能源汽車最重要的零部件，動力電池的市場需求也在急速擴張。而目前，充電時間長、電池能量密度小、續航里程短、低溫續航衰減快，仍然是用戶使用電動車擔心和焦慮的問題。如何突破制約電動汽車電池發展的“瓶頸”，已成為業界不斷開發和研究的重點。電池制造商也在著力讓電池在不減少電能儲備的情況下變得更輕小。

3.1超級電容器

超級電容器是一種新型的存儲裝置，也稱為雙電層電容器。該電容器可以實現電場能與電能的相互自由轉換［3］。其基本原理是利用活性炭材料制作成的多孔電極，兩個電極之間填充電解質溶液，當在電極兩端施加電壓，可以使電解質溶液形成集電層，相當于串聯的兩個電容器。另外，活性炭表面積比較大，電解質之間的距離小，致使超級電容器產生很大的電容量。該裝置具有功率密度高、循環壽命長、工作溫限寬、免維護、綠色環保等優勢，展示出良好的發展前景。

3.2石墨烯電池

石墨烯電池被業界普遍認為最有可能取代三元鋰電池的未來主力電池，是利用鋰離子在石墨烯表面和電極之間的活動特征，研發出的新一代電池。石墨烯這種材料的特點是導電性能好、重量輕、強度和韌性好，是非常好的特種新材料。在充電效率方面，石墨烯電池比傳統電池提高了幾十倍以上;使用壽命是鋰電池的兩倍，氫化電池的四倍;重量僅有傳統電池的50%左右。華為在這個領域宣布過一項電池快充的技術，僅僅5min就能將3000mAh的石墨烯電池充滿。由于其使用成本過高，目前難以推廣使用。

3.3疊片工藝提升性能

汽車動力電池將朝著長電芯、大模組的方向發展，傳統的卷繞方式電芯已經不能滿足車規級動力電芯的形態要求，取而代之的是疊片工藝特征的電芯，由于疊片電芯尺寸靈活，不受卷繞卷針結構的限制，層疊使極片的界面平整度更高。疊片電池相比同類型卷繞工藝電池，能量密度能提升5%，循環壽命提升10%，成本降低15%，適合在動力電芯領域得到廣泛應用。

4結語

綜上所述，電動汽車的發展和普及是汽車工業發展的必然趨勢，隨著國家科技快速發展，許多新技術、新工藝、新材料在電動汽車領域實現了不斷開發應用，未來電動汽車的電池技術必能突破續航里程短、充電時間長、性能不穩定等短板，迎來電動汽車產業的絢麗春天。

參考文獻:

［1］張美迪．電動汽車電池的現狀及發展趨勢［J］．內燃機與配件，2019(15):230－231．

［2］李雅菲．電動汽車電池的發展現狀與趨勢［J］．內燃機與配件，2018(24):176－178．

［3］郭艷．新規正式公布動力蓄電池的回收利用能否開啟“藍海”時代?(上)［J］．資源再生，2018(7):16－23．

作者：李镢貴 韓民義 單位：濟南工程職業技術學院