瓶颈难解 三类动力锂电池的优缺比较

自1859年第一只可充电蓄电池被发明至今，电池已足足发展了一个半世纪。随着人类科学技术的提高和制造水平的进步，电池也在一次次的技术变革中逐渐成长，性能不断提高。但遗憾的是，面对如今电动汽车对动力锂电池的迫切需求，似乎哪一种电池都还不能完全适合作为主能量源用在汽车上。

目前，电动汽车上普遍采用且较具发展潜力的动力锂电池有三种：铅酸电池、镍氢电池和锂离子电池。要谈及它们各自的综合表现，就不得不提及两个概念，一个是比能量，另一个是比功率，说的简单点，就是分别指电池的可持久性和力量大小。比能量高的动力锂电池就像龟兔赛跑里的乌龟，耐力好，可以长时间工作，持续释放较多的能量，续航里程长；比功率高的动力锂电池就像百米竞技里的博尔特，速度快，力量大，具有很强的爆发力，可以保证汽车良好的加速性能。显而易见，只有比能量高、比功率大且价格便宜易于维护的动力锂电池才是电动汽车主能量源的首选。

铅酸电池

它是目前电动汽车使用最为广泛的电池，据不完全统计，在已经生产的电动汽车上，使用铅酸电池的比例占到90%，这重要得益于它的众多优点：发展历史悠久，技术较为成熟，比功率较大，循环寿命也可达800~1000次左右，且成本较低。不过，铅酸电池比能量却很低，仅为40W·h/kg左右，快速充电技术也尚未成熟（一般慢充都在8小时以上），而且污染严重。

镍氢蓄电池

它的优点是比能量和比功率都比较高（相对来讲），且快速充电性能较好，15分钟可充满容量的40%~80%，工作温度范围宽。但是镍氢蓄电池循环使用寿命较短，为600次，价格昂贵，l000W·h约为600~800美元，只有期待大批量生产，才有望降到250美元水平。

锂离子电池

它的比能量和比功率都很高，可分别达150W·h/kg和1600W/kg，循环寿命长，约为1200次，而且充电时间较短，为2~4h，使用电压可达到4V，使用安全性也相对较好。但是锂离子电池价格较高，快充放电性能差，存在过充、放电保护问题，影响了锂离子电池的进一步应用和发展。

结语

从上面的数据可以得知，每种电池的使用都存在这样或那样的问题，而且有关专家也表示，总体来看，现在的动力锂电池比能量都较低。以三种电池中性能最好的锂离子电池为例，在能量密度上，它与达到10000~12000W·h/kg的汽油相比还相差甚远。让我们来计算一下，1L汽油约重0.742kg，按车载50L计算，就是满载37.1kg的汽油，约相当于2968~3091kg锂离子电池所含有的电量，假如将汽油机较低的效率计算进去，两者之间也有约50倍的差距，难怪现在电动汽车上动辄就安装有数百公斤的电池。如此多的电池用量，再加上锂离子电池高昂的价格，电动汽车形成高价格门槛便成为必然。

另外，不同电动汽车对电池的要求也不相同，纯电动汽车（pEV）由于只有电池驱动，所以要较高的比能量，而在一般混合动力汽车（HEV）中，电池往往担任制动能量回收、辅助起步加速的用途，因而对电池的比功率要求苛刻，像丰田普锐斯这样的插电式混合动力汽车（pHEV）中的电池就属于能量功率兼顾但都要求不高的类型了。如此看来，要针对不同车型的需求为其设计合适的动力锂电池，难度的确不小。