新能源汽车动力电池关键技术的研究现状

孙占周

(三亚理工职业学院，海南 三亚 572022)

0 引言

新能源汽车作为目前最环保的汽车种类，若能有效推广并使用便可以节约大量资源，其中污染问题也可以有效解决。面对日益枯竭的地球，节约资源便是为后人提供了一份保障。目前，我国汽车大约在1.4亿辆，如果替换成新能源汽车那一年将节约石油3110万t，而且电动汽车作为新兴产业前景也是十分可观的，但是新能源汽车属于刚起步的产业，电池动力的不足影响着新能源汽车的发展，研发新型电池的任务便尤为重要。

1 对于新能源汽车电池动能的研究

传统造车思路进行新能源汽车的制造是完全不可取的，而且新能源汽车需要相对复杂的动力总成[1]。新能源汽车对于电池的要求极高，它需要具备出色的电压、循环使用性、电力储存、抗老化力、面对寒冷天气电力输送率，在目前研究中符合以上要求的有锂离子电池、铅酸电池、镍氢电池与镍镉电池。

在传统电池工艺中铅酸电池与镍镉电池属于二次电池，铅酸电池相比其他电池工业相对成熟同时成本低，但是它的缺点也显而易见，体积大、电池容量低、不安全、含铅污染环境这些问题充分反映了铅酸电池无法适用于新能源汽车[2]。镍镉电池相比铅酸电池充电快、使用时间长便是它的优点，但是镍镉电池因为使用镍的原因，如果泄漏镍将会散发毒性，对人体肾脏伤害巨大，同时对环境的污染也是极其严重的。镍氢电池与镍镉电池的化学性质几乎相同但是它的优点便是出现泄漏时对于环境的污染较小，而且镍镉电池有严重的记忆性，充电时如果出现不当操作便会导致电池损坏，镍氢电池把这一问题大大改善，同时比能量利用率更高、电力存储量大、使用寿命长，但是它也有自己的问题，重量过大、存在记忆性、有自放电现象，这种电池用于汽车会导致汽车重量过大，长时间不使用容易导致电池损伤。锂电池是目前最先进的电池，其电压高、比能量高、串联数目少、重量轻、体积小、使用寿命长、放电率低都是它的优点，而且在相同容量的电池中锂电池的续航时间更久，特别是在低温环境中也可以有效使用，但它的安全性较差[3]。因为锂电池使用的材料对于电量稳定性控制力太差容易出现电池过热的问题，而电池过热及其容易发生自燃，同时它的价格也是最高的，虽然锂电池价格过高，但是使用时间长、续航久、动力足都是它的优点最主要的原因相比其他电池，使用寿命长的优点可以大大弥补价格过高的问题，而且对于电池不稳定造成过热的原因很多生产厂家已经有了合理的对策。

2 大力投资新型电池的研发

作为新能源汽车的“心脏”，以目前的电池研发还是远远不够的，如何改进锂电池或者研发新型电池便是厂家需要研究的方向，虽然现在有些厂家已经可以把锂电池做的非常轻便，但是购买成本同时会增加，这也成为部分人不愿意购买新能源汽车的理由。而且报废电池难处理的问题也影响着生产厂家，所以大力投资新型电池的研发才是保证新能源汽车持续发展的重要项目。

2.1 废弃电池污染问题进行改进

相比燃油车尾气排放、消耗燃油等问题，新能源汽车的出现极大地解决了这些问题。目前，新能源汽车一直使用着常规电池，但是随着新能源汽车的增多废弃电池如何解决的问题也随之产生。目前用得最多的方式便是放电、分解、回收可利用材料，然后在对电极材料进行碱浸出、酸浸出等多个工序进行处理，当前几乎没有几家公司愿意处理报废电池，主要原因在于电池处理复杂，投入高回报低是处理废弃电池最需要解决的问题。而且对于电池废弃溶液处理也非常麻烦，如果有黑心厂家将溶液倒入泥土中，那将会造成十分严重的重金属污染，如果下雨污染物便会流入地下河进而污染附近的水源，而使用这些水的人们身体也会受到重金属的损害。废弃电池主要的污染是汞，人们服用含有汞的水会在身体累积，轻者会导致神经系统损失，重者直接死亡。好在国家早已出台了《车用动力电池回收利用拆解规范》及《车用动力电池回收利用余能检测》等相关规则进行约束生产新能源汽车厂家对于电池的回收。厂家对于报废电池的处理也没有太好的方法，所以对于报废电池的处理更要深入研究。

2.2 提高电池电源储存量与比能量

新能源汽车行业主要竞争的方向便是电池储存量与比能量提高，所以想更好地发展新能源汽车行业，最好的办法就是电池效率提升。虽然我国对于新能源汽车电池的开发已经日渐成熟，但是在用料与材料配置上还需要进行升级，因为不同的材料与配置方案都可以对电池的储存与释放产生较大的影响，而且面对这个竞争激烈的市场如果自己没有拿得出手的实验成绩那么要想提高电池电源储存量与比能量便是相关厂家十分困难的一个课题[4]。

2.3 电池成本过高

目前，新能源汽车电池成本过高也是需要面对的问题，目前最合适的电池是锂电池。由于锂电池价格相对较高，这也使新能源汽车的价格普遍高于燃油车价格，所以开发一种能代替锂电池并且降低成本的电池变的尤为重要。如果能找到一款成本低但效率相同的电池作为替代那新能源汽车的市场将会得到更好的发展。这就需要相关研究人员的知识储备增加，才能更好的进行电池组成材料的选控与材料配置比例的研究。同时要对电池内部隔膜进行升级开发，目前大多数电池的组装与生产都是利用日本的隔膜技术，虽然我国也能生产隔膜但是相应技术落后，加强隔膜研发减少进口量也是节约成本的方法。

2.4 提高锂电池安全性

众所周知，目前锂电池最大的问题便是安全隐患大，因为锂电池使用的材料对于电力储存有着不稳定性，这样便会使电池容易过热，而电池过热及其容易引发自燃与爆炸。因此电池散热处理、电极材料选择、电解液使用、电池组装工艺都是需要改进的地方，只有保证了使用者的安全才能使新能源汽车更好的发展。

3 结论

新能源汽车作为燃油汽车最好的替代市场前景非常可观，而电池作为新能源汽车的“心脏”，相应的研究与升级也是必不可少的。我国新能源汽车属于刚起步状态，对于很多问题的处理方式存在不足，面对电池污染的问题也需要及时解决，而解决最根本的问题便是人才培养，行业能否持续发展最重要的原因便是人才能否不断涌入。新能源汽车属于新兴行业所以相关的人才不足，这是导致电池研究没有较大进展的主要原因，培养人才也是促进新能源汽车行业发展的重要过程，只有相关人才不断涌入才可以促进新能源汽车行业拥有更好的发展前景。