電動汽車時代，到底哪種動力電池能笑到最后？
時間:2018-12-07 09:49來源:和訊網(wǎng) 作者:車業(yè)雜談
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小時候玩四驅(qū)車，沒電了就換電池。電池不禁用？那就換更好的電池。如今，電動汽車已經(jīng)開始流行，并成為潮流，但是電池?fù)Q起來卻不像四驅(qū)車那樣隨意。國家對動力電池是沒有單獨補(bǔ)貼的，如果你的電動汽車開了一兩年后想換電池，費用可能要超過你買車的成本。所以你購買電動汽車時配備的是什么電池，它基本就跟定你了。
那么選哪種動力電池呢？其實目前市面上可供選擇的余地并不多，大部分車型都是配備的三元鋰電池。以后是否有其他替代產(chǎn)品？今天我們就來聊一聊。
01 三元鋰電池
存在即合理，三元鋰電池能在眾多動力電池中脫穎而出成為主流，與其兩大優(yōu)點分不開。首先它的能量密度高，能給電動汽車帶來不錯的續(xù)航；其次，三元鋰電池的壽命、輸出功率和成本控制達(dá)到一定平衡，利于商業(yè)化普及。所以我們看到特斯拉、比亞迪(002594,股吧)、北汽新能源等電動行業(yè)的領(lǐng)軍企業(yè)，旗下產(chǎn)品多為三元鋰電池。
三元鋰電池是指正極采用了鎳（Ni）、鈷（Co）、錳（Mn）或鋁（Al）三種金屬元素的聚合物，電解液主要為六氟磷酸鋰的一種電池。鎳是一種活性金屬，主要作用是提升電池能量密度，帶來更高的續(xù)航。鈷也是一種活性金屬，其可以抑制陽離子的混排，從而提高電池的穩(wěn)定性和使用壽命，而且鈷也決定了電池的充放電速度和效率。錳或鋁的主要作用就是提高安全性和穩(wěn)定性。
通過三元鋰電池的原理我們也可以發(fā)現(xiàn)，提高三元鋰電池的能量密度和充放電速度，就是要提高電池中活性金屬的比例，這也意味著穩(wěn)定性和安全性的降低。它的性能和安全是互相沖突的，但是三元鋰電池的安全性可以通過加裝電池管理系統(tǒng)和溫控系統(tǒng)來解決。所以從商業(yè)推廣的角度來看，三元鋰電池是要優(yōu)于更穩(wěn)定的鎳氫電池和磷酸鐵鋰電池的。
02 燃料電池
新能源汽車另一個很火的概念就是氫燃料電池汽車。而確切的說，氫燃料電池雖然帶著“電池”兩個字，但它并不是儲能設(shè)備，而是個發(fā)電設(shè)備。其本質(zhì)是電解水的逆反應(yīng)，氫氣與氧氣通過催化劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生電子。
燃料電池的優(yōu)點很明顯，相比三元鋰電池制作、回收過程中因重金屬產(chǎn)生的污染，燃料電池更加清潔環(huán)保。而且它是個發(fā)電裝置，補(bǔ)充氫氣就能持續(xù)的產(chǎn)生電能，便捷性要比三元鋰電池強(qiáng)不少。
氫燃料電池被認(rèn)為是最清潔的未來能源，但是目前的制氫、運氫、儲氫等的困難性都在制約著氫燃料電池的發(fā)展。此外，氫燃料電池汽車高昂的成本也在制約著其商業(yè)化，所以短時間內(nèi)難有質(zhì)的提高。
03 固態(tài)電池
電池充、放電其實都是電子在電解液中往返正負(fù)極的一個過程，固態(tài)電池原理上與三元鋰電池并沒有差別，只不過將液態(tài)的電解液換成了固體。顯而易見的好處是，固態(tài)電池在能量密度和穩(wěn)定性上要比鋰離子電池要好不少。
固態(tài)電池的固態(tài)電解質(zhì)不可燃、不揮發(fā)，也沒有鋰離子電池漏液和鋰枝晶現(xiàn)象，安全性要高不少。而且使用固態(tài)電解質(zhì)后，動力電池將變得更輕、更小，甚至可以柔性化。這意味著固態(tài)電池得到普及后，電動汽車在空間和續(xù)航方面將會有較大突破。
固態(tài)電池雖然好，但是目前仍處在實驗室階段。兼顧高倍率又能快充的復(fù)合性材料是固態(tài)電池研究的一個難點，目前的固態(tài)電解質(zhì)材料只適用其中某一方面的特性。而且同氫燃料電池一樣，高昂的制備成本，意味著其在短時間內(nèi)難以普及。
寫在最后：除了前文提到的電池種類，超級電容器、鋁空氣電池等新興電池也有非常大的發(fā)展空間。那么，在電動時代，究竟誰能笑到最后呢？我們拭目以待。
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