瓶頸難解 三類動(dòng)力電池的優(yōu)缺比較

　　自1859年第一只可充電蓄電池被發(fā)明至今，電池已足足發(fā)展了一個(gè)半世紀(jì)。隨著人類科學(xué)技術(shù)的提高和制造水平的進(jìn)步，電池也在一次次的技術(shù)變革中逐漸成長(zhǎng)，性能不斷提高。但遺憾的是，面對(duì)如今電動(dòng)汽車對(duì)動(dòng)力電池的迫切需求，似乎哪一種電池都還不能完全適合作為主能量源用在汽車上。

　　目前，電動(dòng)汽車上普遍采用且較具發(fā)展?jié)摿Φ?a class="contentlabel" href="http://butianyuan.cn/news/listbylabel/label/動(dòng)力電池">動(dòng)力電池有三種：鉛酸電池、鎳氫電池和鋰電池。要談及它們各自的綜合表現(xiàn)，就不得不提及兩個(gè)概念，一個(gè)是比能量，另一個(gè)是比功率，說的簡(jiǎn)單點(diǎn)，就是分別指電池的可持久性和力量大小。比能量高的動(dòng)力電池就像龜兔賽跑里的烏龜，耐力好，可以長(zhǎng)時(shí)間工作，持續(xù)釋放較多的能量，續(xù)航里程長(zhǎng)；比功率高的動(dòng)力電池就像百米競(jìng)技里的博爾特，速度快，力量大，具有很強(qiáng)的爆發(fā)力，可以保證汽車良好的加速性能。顯而易見，只有比能量高、比功率大且價(jià)格便宜易于維護(hù)的動(dòng)力電池才是電動(dòng)汽車主能量源的首選。

　　鉛酸電池

　　它是目前電動(dòng)汽車使用最為廣泛的電池，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，在已經(jīng)生產(chǎn)的電動(dòng)汽車上，使用鉛酸電池的比例占到90%，這主要得益于它的眾多優(yōu)點(diǎn)：發(fā)展歷史悠久，技術(shù)較為成熟，比功率較大，循環(huán)壽命也可達(dá)800~1000次左右，且成本較低。不過，鉛酸電池比能量卻很低，僅為40W·h/kg左右，快速充電技術(shù)也尚未成熟（一般慢充都在8小時(shí)以上），而且污染嚴(yán)重。

　　鎳氫蓄電池

　　它的優(yōu)點(diǎn)是比能量和比功率都比較高（相對(duì)來講），且快速充電性能較好，15分鐘可充滿容量的40%~80%，工作溫度范圍寬。但是鎳氫蓄電池循環(huán)使用壽命較短，為600次，價(jià)格昂貴，l000W·h約為600~800美元，只有期待大批量生產(chǎn)，才有望降到250美元水平。

　　鋰離子電池

　　它的比能量和比功率都很高，可分別達(dá)150W·h/kg和1600W/kg，循環(huán)壽命長(zhǎng)，約為1200次，而且充電時(shí)間較短，為2~4h，使用電壓可達(dá)到4V，使用安全性也相對(duì)較好。但是鋰離子電池價(jià)格較高，快充放電性能差，存在過充、放電保護(hù)問題，影響了鋰電池的進(jìn)一步應(yīng)用和發(fā)展。

　　結(jié)語

　　從上面的數(shù)據(jù)可以得知，每種電池的使用都存在這樣或那樣的問題，而且有關(guān)專家也表示，總體來看，現(xiàn)在的動(dòng)力電池比能量都較低。以三種電池中性能最好的鋰電池為例，在能量密度上，它與達(dá)到10000~12000W·h/kg的汽油相比還相差甚遠(yuǎn)。讓我們來計(jì)算一下，1L汽油約重0.742kg，按車載50L計(jì)算，就是滿載37.1kg的汽油，約相當(dāng)于2968~3091kg鋰電池所含有的電量，如果將汽油機(jī)較低的效率計(jì)算進(jìn)去，兩者之間也有約50倍的差距，難怪現(xiàn)在電動(dòng)汽車上動(dòng)輒就安裝有數(shù)百公斤的電池。如此多的電池用量，再加上鋰電池高昂的價(jià)格，電動(dòng)汽車形成高價(jià)格門檻便成為必然。

　　另外，不同電動(dòng)汽車對(duì)電池的要求也不一樣，純電動(dòng)汽車（PEV）由于只有電池驅(qū)動(dòng)，所以需要較高的比能量，而在一般混合動(dòng)力汽車（HEV）中，電池往往擔(dān)任制動(dòng)能量回收、輔助起步加速的作用，因而對(duì)電池的比功率要求苛刻，像豐田普銳斯這樣的插電式混合動(dòng)力汽車（PHEV）中的電池就屬于能量功率兼顧但都要求不高的類型了。如此看來，要針對(duì)不同車型的需求為其設(shè)計(jì)合適的動(dòng)力電池，難度的確不小。