新能源汽车锂电池及其技术发展探讨

刘荣芬（天津市捷威动力工业有限公司，天津300380）

锂电池作为我国新能源汽车的主要动力电池，锂电池的质量严重影响到新能源汽车性能的发挥，也决定着新能源汽车的质量。锂电池属于新材料行业，也属于新能源行业，锂电池较早之前被作为小型动力电池的动力源，使用范围并未像现在广泛，随着锂电池材料难题的逐步解决，其优势得到显现，得到较为广泛的利用。目前锂电池的主要难题在于隔膜系锂电材料，我国目前对锂电池的研究、以及生产环境并不完善，也给我国新能源汽车的发展带来了一定的阻碍。

1 动力电池的基本构成和优势特征

动力锂电池作为新能源汽车的主要动力能源，不仅能源干净，同时也能有效的降低其成本，拥有广阔的发展前景。动力锂电池是一种电池内部含有金属锂或者是含有锂的化合物，同时这部分材质在电池的负极工作。锂电池的主要组成部分包括电解液、正负极、隔膜、粘结剂等物质，最重要的构成部分为电极材料、隔膜、电解液，其他材料是使得锂电池能够充分的发挥化学反应所产生的能量。动力锂电池相对于其他普通电池而言，具有极好的稳定性，同时能够允许的最大放电次数高达5000次以上，并且不会产生任何污染。

目前，动力锂电池逐步取代传统动力电池，成为新能源汽车的主要动力源，随着社会的发展，科技的进步，动力锂电池将会得到更普遍的应用。动力锂电池在新能源汽车中能够得到如此广泛应用的原因主要有如下三方面优势，一是能量存储密度高，磷酸铁锂电池的能量比体积为400-560WH/L，能量比重量为110-180WH/Kg，钴酸锂电池的能量比体积在320 左右WH/L，能量比重量为75-110WH/Kg，而镍氢电池以及镍镉电池的能量比体积都不到200WH/L，能量比重量则是都低于70WH/Kg，最低为30WH/kg,二是锂电池在工作过程中消耗的水资源极少，因而在节水方面远超其他普通电池；三是动力锂电池在工作过程中不会产生任何的污染物质，对环境有很好的保护作用，这是动力锂电池相对市面上的很多动力电池都无法媲美的优势。除了上述所说的四个主要优势之外，拿磷酸铁锂电池来说，其自放电率一个月在3%-2%，使用的寿命在1000-2000次，是普通的电池的6-7倍。

2 锂电池在新能源汽车中的应用现状

2.1 锂电池正极材料有待研发

锂电池的正极材料目前来说多为磷酸铁锂、锰酸锂等物质，其中磷酸铁锂是最为常见的正极材料，相对于其他可用的正极材料而言，磷酸铁锂具有高安全性，更容易值得，具有较低的成本，所做成的锂电池材料具有更长的寿命。正是如此的优势，使得锂电池成为我国新能源汽车的主要动力源。在新能源开发方面我国起步较晚，虽然如今具有高产的新能源，但没有实际成熟的技术，很多新技术以及新材料的来源都是来自于国外，从这一方面而言，加大了制造成本。同时没有自主开发技术也是极大的阻碍了我国新能源汽车的进一步发展，正极材料的优化和开发是我国当前的一大难题。

2.2 电解液关键技术未完全掌握

动力锂电池的工作效率很大程度上取决于电解液，电解液在锂电池的实际工作过程中起着运输电子的作用，负责给阴阳离子的移动提供环境。电解液中包含各种添加剂和电解质等材料，按照合适的比例配合能够有效的促进阴阳离子移动，而形成更大的电流。在锂电池中的电解质溶液中的电解质主要包括六氟磷酸钾与高氟酸钾两大部分，其中两者的安全性不一样，高氟酸钾由于稳定性很弱，容易产生爆炸，造成安全事故，同时在低温的环境下，电解质的运输能力会大大下降，从而影响到电池的正常工作，因此六氟磷酸钾在日常的使用中更为常见。但是我国对于六氟磷酸钾的制作却存在很大的问题，我国目前未完全掌握六氟磷酸钾的制作技术，一直依赖于进口材料，未掌握核心技术成为我国锂电池发展的极大阻碍。

2.3 商业模式在探索中不断创新

新能源汽车的发展还需要政府做出提倡，出台有益于新能源汽车发展的政策，这样才能使得新能源汽车的发展面越来越大，政府能够为新能源汽车推广搭建良好平台。新能源是新能源汽车发展的主要推动力，与之相关的一些企业都能够从中获得较大的利润，对于利润的获取方式需要政府干预，否则对新能源的发展可能会取得适得其反的效果，找到阻碍新能源创新、发展的关键点，从而为新能源汽车企业找到更好的商业模式。

3 促进新能源汽车锂电池技术应用的有效措施

3.1 提高创新能力，发展先进技术

新能源汽车的发展离不开对锂电池技术的创新，创新始终是引导技术进步的第一动力，未来的生活中，科研人员需要将注意力更多的放在新材料上，对于目前存在的锂电池问题进行大胆尝试的解决。例如，对于锂电池中的部分材料进行更换、融入太阳能技术提高锂电池的充电速率。除此之外，对于国外的锂电池发展理念以及发展技术都需要时刻关注，扩充自身的知识范围，为国内技术的发展打下良好的基础。

3.2 提高质量标准，完善电池性能

锂电池的优势在众多方面都优于普通电池，例如容量、使用寿命、充放电速度等等，这部分都得益于锂电池材料的自身特性。然而在未来的发展过程中需要进一步的扩大这部分优势，例如进一步提高电容量、充放电次数等等，对锂电池的质量进行严格的控制，完善电池的性能，从而使得汽车能够发挥出更大的性能，锂电池发挥出更大的效用。

3.3 加大铝箔在锂电池之中的应用

根据相关的实验数据表明，铝箔在加入锂电池之中后，电池的整体性能都得到一定的提升，通过对照组发现，加入铝箔的锂电池对电池极化有一定的抑制作用，同时也能减少一定的热量，更降低了循环过程动态化内阻增幅。除此之外，对于锂电池的使用期限，对活性物质及集流体粘附力都有一定提升，也降低了极片的制作成本。铝箔对锂电池的性能有提升的主要原因在于，铝箔材料增加了活性表面以及导电材料的接触面积，从而使得锂电池的性能得到提升。

4 锂电池技术在新能源汽车应用中的发展趋势

随着我国对生态环保发展的重视，各大企业都在树立绿色环保的理念，例如建筑工程行业秉承建筑材料环保理念、施工绿色理念，在面对环保的新能源发展上，不仅是国家大力支持，社会上也会大力支持，也是未来的发展趋势，因此锂电池技术在新能源汽车中的应用将来会是十分普及的。锂电池性能的优越性，工作的环保性都其带来很大的发展空间，锂电池储能技术将会成为未来锂电池的重要发展方向，相关的技术人员日后会对锂电池技术更进一步的创新，我国对锂电池的正极材料、电解质材料都会有更进一步的掌握。

5 结语

目前，不仅是我国，全球的传统资源都较为吃紧，发展新能源是未来的必然趋势，锂电池在汽车中的使用有效的减少了传统燃烧汽车所消耗的不可再生资源，同时也大大减少了对环境的污染。新能源汽车的普及是未来新能源利用的一个方向，新能源汽车的实现也会新能源的发展开辟了一条道路。但若要是新能源汽车全面普及，锂电池技术还需要进一步完善，有更好的创新才行。