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汽车电池的作用和汽车电池类型

在电动汽车中，动力电池充当整个车辆的电源，并为车辆提供电力。汽车电池类型的性能直接决定了汽车的实际价值。动力电池的功能是接收和储存车载充电器、发电机、制动能量回收装置或外部充电装置提供的高压直流电，并为电动汽车提供高压直流电。

 

需要一个新车电池吗？如何选择正确的类型

主要的汽车电池类型包括铅酸电池、镍氢电池、锂离子电池、燃料电池和超级电容器。

 

铅酸蓄电池

在汽车电池类型中，铅酸电池被广泛用作内燃机车辆的启动电源。它也是一种成熟的电动汽车电池，可靠性好，原料容易获得，价格低廉；其比功率基本能够满足电动汽车的功率要求。

 

 

铅酸蓄电池

但它有两大缺点：一是比能量低，占用的质量和体积过大，一次充电里程短；二是使用寿命短，使用成本高。目前，铅酸电池不再用作动力电池。

 

镍氢电池

在汽车电池类型中，镍-金属氢化物电池是由氢离子和金属镍合成的。

● 优点：电池储能大，重量轻，使用寿命长，对环境无污染。

● 缺点：制造成本太高，性能比锂电池差。

代表车型有：丰田普锐斯、福特逸动等。

 

锂离子电池

锂离子电池是指在电极材料中使用锂元素作为主要活性材料的一种电池，主要包括锂金属电池和锂离子电池。本文中提到的锂电池主要是锂离子电池。

锂离子二次电池作为最好的高电压、高能量密度的可充电电池，在汽车电池类型中具有以下突出特点：重量轻、储能大、无污染、无记忆效应、使用寿命长。

 

锂离子电池

在相同体积和重量的情况下，在汽车电池类型中，锂电池的存储容量是镍金属氢化物电池的1.6倍，而人类只开发和利用了其理论功率的20%至30%，因此发展前景非常光明。同时，它是一种真正的绿色电池，不会污染环境，是目前可以应用于电动汽车的最佳电池。

根据材料的不同，锂电池作为汽车电池类型可分为磷酸铁锂电池、钴酸锂电池和三元锂电池。就市场上的实际装载情况而言，主流新车型基本上使用三元锂电池和磷酸铁锂电池。以下重点比较这两种电池的特点、优点和缺点。

 

三元锂电池

三元锂电池是指使用锂镍钴锰氧化物（Li（NiCoMn）O2）或锂镍钴铝（Li（NiCoAl）O2）三元正极材料作为正极材料的电池。目前，前者通常用于电动汽车。

三元复合正极材料由镍盐、钴盐和锰盐制成。镍、钴、锰在其中的比例可以根据实际需要进行调整。以三元材料为正极的电池比钴酸锂电池更安全。

 

 

三元锂电池

其中，三元锂电池的优势在于储能密度和耐低温性。首先，在储能密度方面，由于三元锂电池电压较高，其能量密度基本可以达到240WH/kg，几乎是140WH/kg磷酸铁锂电池的1.7倍。

同时，就NCA和NCM电池的比较而言，NCA具有更好的性能，但由于热失控温度较低，对制造工艺要求高，成本高，技术掌握在日韩车企手中。

因此，中国主要在汽车电池类型中开发NCM电池，目前根据三元材料的比例分为四种类型：111、523、622和811。其中，881高镍电池成为关键的突破方向，因为它是提高能源的关键

二是耐低温性。三元锂电池的低温使用下限为-30度，这比磷酸铁锂电池的-20度下限更有优势。与钴酸锂电池相比，三元锂电池更安全，更适合未来电动汽车电池的发展趋势。

 

磷酸铁锂电池

磷酸铁锂电池是使用LiFePO4作为正极材料的锂离子电池。磷酸铁锂有三个方面的优势：

 

 

磷酸铁锂电池

一个是安全性高，因为磷酸铁锂电池的热失控温度通常高于三元锂电池。相比之下，磷酸铁锂电池在高速行驶和快速充电过程中自燃的风险较低。在这些汽车电池类型中，磷酸铁锂电池的稳定性目前是车用锂电池中最好的。

第二个是更长的循环寿命，因为磷酸铁锂电池直到充放电循环次数超过3500次才会开始衰减，这意味着它们的使用寿命可以长达十年左右。然而，与lfp和nmc电池相比，三元锂电池的充放电循环数仅为2000次，这意味着它的使用寿命只有6年，这表明了两者之间的差距。

第三是制造成本较低，因为磷酸铁锂电池不含贵金属，因此生产成本较低。另一方面，由于三元锂电池使用钴金属，其70%的储量在非洲刚果民主共和国，这使得其进口价格一路飙升。这也是电池公司被迫走811技术路线的另一个关键原因。

 

燃料电池

燃料电池是一种将燃料的化学能直接转化为电能的化学装置，也称为电化学发电机。与其他汽车电池类型不同，它根据电化学原理将储存在燃料和氧化剂中的化学能直接转化为电能。实际过程是氧化还原反应。反应产物对环境无污染。

燃料电池主要由电极、电解质和外部电路三部分组成。燃料主要是碳氢化合物，如氢气和甲醇。根据电解质的不同，常用的燃料电池可分为质子PEMFC、SOFC、MCFC、PAFC和AFC。

其中，PEMFC是一种相对成熟、应用广泛的燃料电池，具有电池工作温度低、启动速度快等多种性能优势，在全球出货量中占据主导地位。

 

超级电容器

超级电容器，也称为法拉电容器，是20世纪70年代和80年代开发的电化学组件，用于通过极化电解质存储能量。它是一种介于传统电容器和电池之间具有特殊性能的电源。它利用由活性炭多孔电极和电解质组成的双电层结构来获得超大容量，并依靠双电层和氧化还原电荷来存储电能。

它的储能过程中没有化学反应，而且这种储能过程是可逆的，因为这种超级电容器可以重复充电和放电数十万次。超级电容器的突出优点是功率密度高、充放电时间短、循环寿命长、工作温度范围宽。与传统汽车电池类型的产品相比，超级电容器只能储存少量的电力。因此，在家里的插电式电动汽车上，这种电容器不能单独用作电源设备，必须与燃料动力电池一起使用。另一方面，超级电容器具有快速释放存储的电能的能力。此外，这种电容器的充电时间也很短，只需几秒钟或几分钟即可完成充电，多次充电后性能不会降低。