一、电动汽车电池技术获得突破性发展
蓄电池及其管理系统是电动汽车的关键技术之一。在以往几年中,大部分企业在电动汽车研制中曾遭遇尴尬,主要是因为采用了铅酸、镍镉、镍氢电池(Ni-MH)等。现在,经过研制与实验比较,采用能量密度更高的锂离子电池取代铅和镍氢电池,运用于汽车领域正成为一项核心技术,它具有重量轻、储能大、功率大、无污染、也无二次污染、寿命长、自放电系数小、温度适应范围宽泛,是电动自行车、电动摩托车、电动小轿车、电动大货车等较为理想的车用蓄电池。缺点是价格较贵、安全性较差。不过现在已有技术开发锰酸锂、磷酸铁锂、磷酸钒锂等新型材料,大大提高了锂离子电池的安全性,而且降低了成本。
表:各种EV蓄电池的特点对比
|
铅酸 |
镍-镉 |
镍氢 |
锂离子 |
传统型 |
锂聚合物 |
铅酸 |
|
质量能量密度;体积能量密度;工作温度范围;目放电率;可靠性 |
质量能量密度;体积能量密度;目放电率 |
质量能量密度;体积能量密度;电压输出;目放电率 |
质量能量密度;体积能量密度;结构特点;目放电率 |
镍-镉 |
更好的可循环性;电压输出;价格 |
|
质量能量密度;体积能量密度 |
质量能量密度;体积能量密度;电压输出;目放电率 |
质量能量密度;体积能量密度;结构特点;目放电率 |
镍氢 |
更好的可循环性;电压输出;价格 |
工作温度范围;更好的可循环性;目放电率;可靠性 |
|
质量能量密度;体积能量密度;工作温度范围;目放电率;电压输出 |
质量能量密度;体积能量密度;结构特点;目放电率 |
锂离子 |
传统型 |
更好的可循环性;安全;价格 |
工作温度范围;更好的可循环性;价格;安全;可重复循环 |
价格;安全;目放电率;重复循环 |
|
质量能量密度;体积能量密度;结构特点;安全;价格 |
锂聚合物 |
更好的可循环性 |
工作温度范围;更好的可循环性;价格 |
体积能量密度;更好的可循环性;价格 |
工作温度范围;更好的可循环性 |
|
绝对 优势 |
更好的可循环性;价格 |
工作温度范围;价格 |
体积能量密度 |
质量能量密度;体积能量密度;目放电率;结构特点 |
质量能量密度;体积能量密度;目放电率;电压输出;结构特点 |
注:NA-数据不详、a-C/3放电率、b-80%DOD、c-机械重充电、d-仅供参考、USABC-美国先进蓄电池协作体。
资料来源:陈清泉、孙立清,电动汽车的现状和发展趋势,科技导报,2005年4月,第23卷第4期
表:EV蓄电池关键技术数据与美国先进蓄电池协作体公布指标比较
比能量a (W/h/kg) |
比功率密度a (Wh/l) |
比功率b ((W/kg) |
循环寿命b |
参考价格d (US$/k Wh) |
阀控铅酸 |
30-45 |
60-90 |
200-300 |
400-600 |
150 |
镍-镉 |
40-60 |
80-110 |
150-350 |
600-1200 |
300 |
镍锌 |
60-65 |
120-130 |
150-300 |
600-1200 |
200-350 |
锌/空气 |
230 |
269 |
105 |
NA c |
90-120 |
铝/空气 |
190-250 |
190-200 |
7-16 |
NA c |
NA |
钠/硫 |
100 |
150 |
200 |
800 |
250-450 |
钠/氯化镍 |
110 |
149 |
150 |
1000 |
1-230-350 |
锂聚合物 |
155 |
220 |
315 |
600 |
NA |
锂离子 |
90-130 |
140-200 |
250-450 |
800-1200 |
>200 |
USABC |
200 |
300 |
400 |
1000 |
<100 |
|