鉅大LARGE | 點擊量：1414次 | 2019年06月14日
新能源車都在使用哪些電池？
說起國內(nèi)近些年來流行的新能源車，網(wǎng)友們隨口都能說出幾款。但要問到這些車究竟采用了哪種動力電池，恐怕大家都有點懵。說白了，除了4S店的銷售顧問和宣傳彩頁，我們對新能源車動力電池技術(shù)的認知僅僅停留在續(xù)航里程、充電速度和使用壽命上。
一、鉛酸電池（VLRA）：車載蓄電池，但能量密度太低導致續(xù)航里程太低，不適宜作動力電池，pass！
鉛酸電池常見于為車載12V電網(wǎng)和各類用電器供電的蓄電池。它的優(yōu)點在于售價便宜，一塊好一點兒的瓦爾塔不過三五百塊；低溫儲電和放電能力強，冰天雪地里拖得動起動機，東北小伙伴必備；安全性能好，最嚴重不過里面的硫酸溶液泄露腐蝕金屬，起碼不易導致火災(zāi)。
缺點不多，但特別致命：能量密度低，續(xù)航里程過短。你會為一輛續(xù)航里程不到100公里的新能源車買單嗎？想必不會，90年代的美國人同樣如此，這也直接導致了搭載鉛酸蓄電池的通用EV1的失敗。
通用EV1，在新能源車發(fā)展歷史上具有里程碑意義，可惜最大續(xù)航里程不過可憐的144公里。在實際的道路行駛時，如果遭遇寒冬，還將大幅跳水至96-112公里左右，加之過長的充電時間給它的使用了帶來極大的不便。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
問世6年后，通用于2002年正式停止了這一項目，并將所有的量產(chǎn)車回收銷毀，僅有少量“存貨”流傳于世。至此，鉛酸蓄電池做動力電池這一條技術(shù)路線也隨著EV1的消失而徹底停擺。
二、鎳鉻電池（Ni-Cd）：存在記憶效應(yīng)，不適宜作動力電池！PASS！
排除了能量密度低的鉛酸電池，工程師們緊接著排除了鎳鉻電池Ni-Cd。原因很簡單，Ni-Cd電池存在嚴重影響電池壽命和容量的“記憶效應(yīng)“。
什么是記憶效應(yīng)呢？舉個例子，當你在鎳鎘電池還剩30%電量的時候拿去充電，它會錯誤的以為自己只能儲存70%的電，剩余的30%容量就被白白浪費了。所以，在使用Ni-Cd電池時，需要完全放電和完全充電，才能避免記憶效應(yīng)。
如果將這種電池作為新能源車的動力電池，那么你的生活將陷入”出門-跑沒電-叫救援-充電-出門-跑沒電-叫救援“的惡性循環(huán)，顯然不符合邏輯。工程師內(nèi)心OS：要不起，過！
突圍成功的孩子們：我就是我，顏色不一樣的煙火！
當鉛酸電池和Ni-Cd鎳鎘電池躲在角落哭泣的時候，突圍成功的孩子們則在暗自慶幸：自己終于能為人類的未來出一把力。它們分別為：鎳氫電池Ni-MH、燃料電池FullCell和鋰離子電池Li-ion。
其中，鋰離子電池可根據(jù)正極材料分為6種，分別是：
1、磷酸鐵鋰電池LFP（LiFePO4）
2、鈷酸鋰電池LCO（LiCoO2）
3、鎳酸鋰電池LNO（LiNiO2）
4、錳酸鋰電池LMO（LiMn2O4）
5、鎳鈷錳酸鋰電池NCM（LiNixCoyMn（1-x-y）O2）
6、鎳鈷鋁酸鋰電池NCA（LiNixCoyAl（1-x-y）O2）
5、6這兩個化學式和名字都超長的電池就是大家耳熟能詳?shù)?a href="/keywords/sanyuan/" class = "seo-anchor" data-anchorid=124 target="_blank">三元鋰電池，而比亞迪自己口中的鐵電池，指的就是磷酸鐵鋰電池。這6種鋰離子電池究竟孰優(yōu)孰劣呢？咱們不妨對比一下。
6種鋰離子電池的優(yōu)缺點
一、磷酸鐵鋰電池LFP：
優(yōu)勢在于穩(wěn)定安全成本低；缺點在能量總值低、續(xù)航短
作為比亞迪過去7-8年來的主打動力電池，磷酸鐵鋰電池LFP能量密度很低，3.4V的最大電壓也限制了它的能量表現(xiàn)（注：電池蘊含的能量（Energy）等于電池容量（單位Ah）乘以電壓（單位V），LFP電池單體的容量本身就比三元鋰電池低一些，電壓還要再低一些，乘出來的數(shù)值自然比較小），但由于化學性能異常穩(wěn)定，循環(huán)壽命長（多達4000多次），量產(chǎn)成本低，在新能源車曾有較為廣泛的應(yīng)用，如比亞迪初代秦和唐EV、比亞迪E6、騰勢300/500、東風風神E30、雪佛蘭Volt等。
二、鈷酸鋰電池LCO：
性能一般易過熱，但制造標準國際公認，且良品率、單體一致性極高，適宜量產(chǎn)，特斯拉早期最愛
池的鼻祖，其最先被特斯拉裝在旗下首款量產(chǎn)車型——Roadster上，隨后問世的ModelS也理所應(yīng)當?shù)睦^承了這一設(shè)定，鈷酸鋰電池LCO中的明星單品就是特斯拉早期產(chǎn)品中采用的松下鈷酸鋰18650型電池。
仔細觀察，你會發(fā)現(xiàn)鈷酸鋰電池LCO在能量密度、比功率、使用壽命方面的表現(xiàn)并不突出，屬于各方面表現(xiàn)都中不溜的水平，且在成本和安全性上基本沒有優(yōu)勢，但特斯拉的青睞不是沒有道理的：鈷酸鋰18650電池單體一致性和良品率比較高，也是國際公認的制造標準，非常利于大批量生產(chǎn)。
甚至有人這樣調(diào)侃鈷酸鋰18650的穩(wěn)定性：如果你的測量儀器認為剛下線的任意一節(jié)18650有問題，那么恭喜你，儀器該修了。
鈷酸鋰電池LCO一個十分致命的缺點在于容易過熱，如果電池組內(nèi)部溫度控制不佳的話很容易發(fā)生起火事故。而特斯拉的解決方案也很粗暴直接，為旗下車型配備了號稱世界上最頂尖的電池管理系統(tǒng)來保證電池的穩(wěn)定性。此外，
三、鎳酸鋰電池LNO：
能量密度最大，但最不耐用，也最不安全
要想知道什么叫挑戰(zhàn)與機遇并存，來看看鎳酸鋰電池LNO就知道了。其理論質(zhì)量能量密度為274mAh/g，實際量產(chǎn)產(chǎn)品約為190~210mAh/g，遠超鈷酸鋰電池LCO的量產(chǎn)140和磷酸鐵鋰電池LFE的170，且2.5V-4.2V的工作電壓并不低，用來驅(qū)動電機非常強力。
不過，其致命缺點在于十分苛刻的制造條件和較差的熱穩(wěn)定性，前者直接導致商業(yè)化使用的艱難，后者則帶來了較大的安全隱患。此外，鎳酸鋰電池LNO的循環(huán)壽命較差，不太適宜在需要多次大量充放電的新能源車上使用。
四、錳酸鋰電池LMO：
成本最低，耐低溫性能好，但能量密度低，循環(huán)性能差、高溫易分解
從成本方面來看，錳酸鋰電池LMO是最理想的選擇。由于錳在自然界的廣泛存在，其成本優(yōu)勢相當明顯，體現(xiàn)在售價上就是便宜，其也是今天出場的所有鋰離子電池中最便宜的一個！此外，錳酸鋰電池LMO耐低溫性能較好，寒冷的地區(qū)也可以使用，倍率下放電能力強，大規(guī)模生產(chǎn)制備比較容易。
缺點是這種材料本身高溫下非常不穩(wěn)定（但也好過特斯拉用的鈷酸鋰電池LCO），壽命也不長、容量衰減明顯。
很明顯，拿錳酸鋰電池LMO做純電動車，是很有挑戰(zhàn)性的。所以，真正拿出量產(chǎn)車型的廠家并不多，日產(chǎn)Leaf是其中比較有代表性的一個。
五、鎳鈷錳酸鋰電池NCM（六、鎳鈷鋁酸鋰電池NCA）：
能量密度和比功率完勝，、循環(huán)壽命不差，但安全性略差且成本高
純電動車首選！！！鎳鈷錳酸鋰電池和鎳鈷鋁酸鋰電池在性能上差別不大，市面上常見的三元鋰電池說的便是這對“好兄弟”。
這類電池的優(yōu)勢在于能量密度較大，比功率理想且可控，2000次左右的循環(huán)壽命在一天一充的情況下可用約6年，基本滿足整車壽命周期的需求。不過相對于化學性能極其穩(wěn)定的磷酸鐵鋰電池LFP，三元鋰電池在充電過熱時容易產(chǎn)生氧氣，導致電池鼓包現(xiàn)象，這也是目前NCM和NCA需要解決的問題。
目前主流的解決方案有三種：一是調(diào)節(jié)電解液的成分，二是進一步優(yōu)化隔膜材料，三是研發(fā)更先進的熱管理系統(tǒng)和BMS電池控制系統(tǒng)。不過這些方法能做到的只是盡可能降低三元鋰電池出問題的幾率，根治是不可能的。
在這里需要辨析一個問題，那就是三元鋰電池的成本高，是指單位質(zhì)量的成本很高（rmb/kg），也就是購買的成本很高；但是考慮到單位質(zhì)量的三元鋰電池在能量密度上的優(yōu)勢，折算成單位能量密度成本rmb/Wh的話，三元鋰電池較前面提到的五種鋰離子電池還是有不小的優(yōu)勢的，起碼不差。
至此，6種鋰離子電池的優(yōu)缺點便介紹完了，內(nèi)容不少，一次性全記住不現(xiàn)實。不過沒關(guān)系，我做了一張圖表，大家可以保存在手機里，選購電動車時掏出來一看，你就是周圍100米內(nèi)最厲害的汽車達人！
簡單總結(jié)一下，鋰離子電池的應(yīng)用就是一個相互博弈的過程——每種鋰離子電池都有它的優(yōu)勢和不足。大家選購新能源車，肯定希望它跑得又快又遠，所以，能量密度和比功率均完勝對手的三元鋰電池脫穎而出，成為目前市場中的主流。
除了上述提到的六種鋰離子電池外，常見的動力電池還有豐田系HEV常用的高壓鎳氫電池Ni-HM，以及被給予厚望的氫燃料電池，咱們也一并了解一下！
一、鎳氫電池Ni-MH：比功率極大、但不宜滿充滿放，適宜HEV車型使用
凱美瑞雙擎便采用了鎳氫蓄電池作為動力電池組
車作為交通工具，追求通行效率和高速行駛能力，這也就要求其有充沛的動力。實現(xiàn)的方法有三種：輕量化，高性能電機或高比功率動力電池。換言之，不同動力結(jié)構(gòu)的新能源車對于電池的功率輸出特性要求上完全不一樣的。
鎳氫電池Ni-MH雖然在能量密度上遠遠落后于NCM或NCA等主流鋰離子電池，但其比功率上（一只單體的充放電功率能力或者說單位質(zhì)量或者單位體積電芯的充放電功率能力）卻完勝一眾對手，屬于高功率型動力電池，正好對應(yīng)了HEV車型需要電池組提供動力時對瞬時功率和瞬時電流要求較高的需求。
其實這不難理解，HEV車型不需要靠純電行駛太遠，只需要在啟動、低速行走或需要油電同驅(qū)時提供充沛的動力就足夠了，而大功率充放電是Ni-MH和鋰離子電池相比很重要的一個優(yōu)勢。
雷克薩斯CT200h采用的動力電池組也為鎳氫蓄電池
此外，豐田系HEV采用Ni-MH的另一個原因在于其充電特性適宜淺充淺放，利用BMS系統(tǒng)將電池的利用區(qū)間限定在30%~80%之間，有效的保證了循環(huán)壽命，所以，幾十萬公里的普銳斯HEV或CT200h沒有換過電池其實是一件稀松經(jīng)常的事兒。對了，不同于LFP或LNO等含有重金屬的鋰離子電池，鎳氫電池Ni-HM對于環(huán)境的污染要小很多，符合普銳斯“環(huán)保“的調(diào)性，bingo！
二、氫燃料電池：續(xù)命速度快、續(xù)航里程可媲美燃油車、零污染，但量產(chǎn)車型太少，現(xiàn)階段售價也較高
氫燃料電池是一個比較“可怕”的存在，可怕的地方它的優(yōu)點實在是太多了，多到讓人感到不可思議：“續(xù)命速度“快，一次“續(xù)命”即可行駛600-800多公里，排氣管里只會流出水的它幾乎可以做到絕對零污染。此外，氫氣非常容易獲取，制備成本很低。
最便宜的量產(chǎn)氫燃料電池車——豐田Miari，其售價也接近頂配皇冠
不過，氫燃料電池也有它的致命傷：成本高、壽命短，無論是運輸、儲存還是加注、燃燒、碰撞，氫氣都是一種非常危險的氣體，安全性不高。
