电池英语-电动汽车介绍-电池篇

电动车实际出现比内燃机汽车还要早，美国人托马斯·达文波特（英语：Thomas Davenport）于1834年制造出第一辆直流电机驱动的电动汽车。

1837年，托马斯因此获得美国电机行

业的第一个专利。1832年至1838年之间，苏格兰人罗伯特·安德森发明了电驱动的马车，这是一辆使用不能充电的初级电池驱动的车辆。

1838年，苏格兰人罗伯特·戴维森（英语：Robert Davidson）发明了电驱动的火车。今天在路面上依然行驶的有轨电车是1840年在英国出现的专利。

1896年，哈特福德電燈公司（英语：Hartford Electric Light Company）推出可更換電池的電動貨車，買家只買下車輛，但不包括電池，然後在使用時再以每里計交付充電及保养费。

19世纪末期到1920年是純电动汽车发展的一个高峰。在早期的车辆消费市场上电动汽车比内燃机驱动车辆有着更多优势：无气味、无震荡、无噪音、不用换挡和价格低廉，这形成了以蒸汽、电动和内燃机三分天下的车辆市场。

20世纪20年代电动车广告

20年代纽约市的电动出租车 20世纪20年代充电电动车

20年代的可充电电动车 20年代的可充电电动车

但随着美国德州石油的开发和内燃机技术的提高，电动汽车在1925年之后渐渐地失去了优势。车輛市场逐步被内燃机驱动的汽车取代。只有少数城市保留着很少的有轨电车和无轨电车以及很有限的电瓶车。

1990年代开始，随着电池储

能单元的发展，以及对矿石能源储量、油价不断升高的担忧，各个主要的汽车生产厂家开始在新能源车领域做出尝试。在1990年1月的洛杉矶车展上，通用汽车的总裁向全球推介Impact纯电动概念轿车。1992年福特汽车推出钠硫电池的Ecostar电池英语，1996年丰田汽车使用镍氢电池的RAV4LEV，1996年法国雷诺汽车的Clio，1997年丰田普锐斯Prius混合动力轿车下线，日产汽车也在同年推出世界上第一辆锂离子电池的电动汽车Prairie Joy EV。1999年本田汽车发布、销售混合动力車本田洞察者。在2003年美國新成立的特斯拉公司和在中國大陸新成立的比亞迪汽車公司。兩者都以生产纯电动车为主。

电动化围绕“三电”技术展开，即电池、电机、电控。其中，电池成本约占总成本超40%，电机占汽车成本的约10%，电控成本约占总成本的11%。

电池技术

铅酸电池

1859年法国物理学家、发明家加斯东·普朗特（英语：Gaston Plante）发明了可充电的铅酸电池。

铅酸电池内電阻小，可应对大电流放电需要。广泛应用于UPS、控制开关、汽车电池（手摇式发动）、电动自行车等领域。

使用時應注意硫酸液面高度，以免發生意外。铅酸电池充电电压过高并过充时可能产生可燃的氢气，应当避免。

铅酸电池能量密度一般在50~70wh/kg

钠硫电池

钠硫电池是一种由液体钠(Na)和硫(S)组成的熔盐电池。这类电池拥有高能量密度、高充/放电效率(89-92%)和长寿命周期（英语：Charge cycle），亦由廉价的材料制造。由于本电池操作温度高达300至350°C，而且钠多硫化物具有高度腐蚀性，它们主要用于定点能量储存。电池越大效率越高。

钠硫电池在大型储能方面非常有前景，日本NGK公司生产的钠硫电池已经应用于城市电网储能中，其部署在阿联酋首都阿布扎比的规模为108MW／648MW的钠硫电池储能系统已经开通运营，可以支持新能源发电的储能需求。

日本本身纳及硫储量也比较丰富。

纯钠相当危险，因它会被快速氧化或与水反应，必须远离氧气及水。电池阳极上容易产生针状结构树枝晶，导致电池迅速老化、出现短路，甚至起火爆炸。

钠硫电池能量密度一般在150wh/kg以上，有研究说未来可以达到甚至超越锂离子电池。

镍氢电池

镍氢电池（NiMH）是由镍镉电池（NiCd battery）改良而来的。它以相同的价格提供比镍镉电池更高的电容量、较不明显的记忆效应、以及较低的环境污染（不含

有毒的镉）。其回收再用的效率比锂离子电池好，被称为是最环保的电池。但是与锂离子电池比较时，却有一定的记忆效应。

在丰田，本田，福特一些汽车上曾经被使用过

镍氢电池能量密度一般在120~150wh/kg

丰田普锐斯上的高功率镍氢电池 丰田普锐斯上的高功率镍氢电池

锂离子电池

锂离子电池是一种二次电池（充电电池），它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。在充放电过程中，Li+在两个电极之间往返嵌入和脱嵌：充电时，Li+从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极，负极处于富锂状态；放电时则相反。

锂电池最怕过放电，一旦放电电压低于2.7V，将可能导致电池报废。

循环寿命一般均可达到500次以上，甚至1000次以上，磷酸铁锂的可以达到2000次以上。

锂电池能量密度一般在200~250wh/kg

磷酸铁锂电池

安全性高，磷酸铁锂晶体中的PO键稳固，难以分解，即便在高温或过充时也不会像钴酸锂一样结构崩塌发热或是形成强氧化性物质，磷酸铁锂分解温度约在600℃，因此拥有良好的安全性。

寿命长，铅酸电池的循环寿命在300次左右电池英语，最高约500次，而磷酸铁锂动力电池，循环寿命达到2000次以上，标准充电(0.2C,5小时)使用，可达到2000次。

无记忆效应，镍氢、镍镉电池存在记忆性，而磷酸铁锂电池无此现象（锂离子类电池一般没有记忆效应），电池无论处于什么状态，可随充随用，无须先放完再充电。

尽管磷酸铁锂中的化学元素Li，Fe与P很丰富，成本也较低，但是材料的制备成本与电池的制造成本较高，电池成品率低，一致性差。磷酸铁锂的纳米化和碳包覆尽管提高了材料的电化学性能，但是也带来了其它问题，如能量密度的降低、合成成本的提高、电极加工性能不良以及对环境要求苛刻等问题。

磷酸铁锂电池能量密度一般在150~160wh/kg

总结

能量密度高：三元锂

循环寿命长：磷酸铁锂

安全性高：磷酸铁锂

低温衰减性好：三元锂

成本低：磷酸铁锂

各个电池生产商也在努力提升能量密度（减小电池体积），安全可靠性等方面不断提升。

比如比亚迪通过优化电池模组结构，减小电池包体积

宁德时代、比亚迪份额最大 宁德时代、比亚迪占据了较大份额

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