电动汽车用锂离子电池技术研究

徐建军，黄正军，方永寿

（浙江省金华市金华职业技术学院，浙江 金华 321000）

电池是电动汽车核心部件，锂离子电池以其良好的充放电性能在各国著名，成为研发者争先恐后研究的对象。现在市面上可以应用的的锂离子电池品种众多，数量庞大，质量确是良莠不齐[1]。怎样充分利用锂离子电池技术为电动汽车的发展提供技术支持，是本文所要研究的重点和要点，及时跟进和了解锂离子电池的市场动态和技术革新，可以进一步加快促进我国电动汽车产业的高速发展。

1 锂离子电池基本性能研究

就目前市场调研表明：镍氢电池、铅酸电池和锂离子电池 （锂离子电池和锂聚合物电池） 这几种电池技术是比较先进并且使用量是相当大的。但仍然没有一种电池能够在每个方面都占绝对优势。这说明在当前电动汽车领域存在着多种电池共存的局面，也正是由于这个原因，不同的电池在不同程度上都存在着一定的缺点，使我国电动汽车产业在发展速度上受到一定的可控性制约因素，而没有大规模发展[2]。图1为镍氢电池、铅酸电池和锂离子电池 （锂离子电池和锂聚合物电池） 的发电时间与发电量的对比。

由图1可以看出,在目前电池市场中,锂离子电池的各种可用性能可以达到相对最佳, 相同质量和密度的锂离子电池的储电性可以高于铅酸电池2～3倍, 高于镍氢电池1～2倍。锂离子电池的最大缺点就是价格高和功率大，在人们的日常生活中不能得到普及，安全性也是它的另一个主要缺点。根据调查发现2017年锂离子电池的价格比铅酸电池高500 USD/k W·h，人们在价格方面的要求又比较严格，所以对锂离子电池来讲价格劣势是显而易见的。锂离子电池的主要核心型原材料就是锂矿石资源，当前我国的离矿资源储量非常多, 已开采的锂矿总储量可在世界锂矿排行榜中居第二。锂矿不仅在矿山中开采，也存在于海水中, 在条件允许的情况下可以采用太阳能技术直接在海水中提炼开采锂矿石。

图1 电动汽车电池性能比较

2 电动汽车对锂离子电池性能评估

电动汽车从种类上可分为纯电动汽车、燃料电池电动汽车和混合动力电动汽车。大功率高储电量的电池是电动汽车所需要的。燃料电池电动汽车主要靠燃料电池提供电能，和串联形式混合电动汽车的需求差不多，下面将电动汽车分为纯电动汽车和混合动力电动汽车两类分别进行研究。

2.1 纯电动汽车用锂离子电池

纯电动汽车通俗讲就是只依靠动力进行发电与储电，这种电能是通过外界自然能量对其提供发电的，例如太阳能、风能等。所以这种形式下的发电与储电都是一次性注入的，同时电动汽车所有的耗电程序都仅靠电池完成，这就要求电池具备较大的功率输出。锂离子电池尽量做到以下几点：①既要有优良的功率特性也要有较大的能量特性；②电池储电状态便于观察；③电池结构在电动汽车使用时没有阻碍；④高压并且串联，使储电量达到一致性要求。

2.2 混合动力电动汽车用锂离子电池

混合动力电动汽车简单讲就是把纯电动车技术和内燃机技术相结合起来的产物，混合动力电动汽车的重要组成部分就是锂离子电池。电能和内燃机更是电动汽车的核心动力，二者优势互补。针对混合动力电动汽车的运作效率就对电池有如下要求：①电池的功率要大于能量；②高倍率充放电，电池能量转换效率要高；③电池在荷定状态下要进行浅性放电；④散热性能要高，避免在炎热的天气下出现电池过热的现象。

3 锂离子电池在电动汽车市场的发展建议

经历了近20年淘汰与革新的锂离子电池市场, 在2017年前, 每年的平均增长率都高于13%。受到2018年短暂的全球范围内的经济危机影响, 出现了短暂性的下降。在未来预计将会随着各种多功能领域的开拓与发展而使之在使用量和普及程度会出现持续上涨, 并且在更多方面逐步代替其他传统电池。在电动汽车市场中, 锂离子电池的储电量与充放电性能也是比较有优势的, 那么我们所期望的用锂离子电池代替传统电池的方式也会尽快实现, 并通过政府干预控制销售量的方式升降高低比重。锂离子电池也已经在储蓄电量方面开始应用，电动汽车对可以储蓄高电量的电池面需求量巨大, 因此在这个市场需求范围内锂离子电池有着非常大的前景。而且锂离子电池在储电量上已经有了大规模的实际应用，所以只要提高我国电动汽车产业的发展速度，那么锂离子电池的使用量必定会有大幅度提升。为了响应世界绿色环保号召，我国政府也在积极倡导电动汽车的推广与普及，大力支持锂离子电池在电动汽车方面的应用, 同时也为电动汽车的发展提供政策支持。

随着电动汽车产业的发展，人们对锂离子电池的性能要求也逐渐提高，希望有更安全、储电量最佳、造型小巧轻便的锂离子电池出现。而创造出这样一个锂离子电池技术将成为技术人员们所追求的目标，锂离子电池的发展速度更是飞快，甚至超过了任意一种技术的发展。经过探究表明，在未来几年内锂离子电池将会超过我们的想象高速发展。

4 结语

电动汽车和锂离子技术有着相互依存而又相互作用的关系，而且电动汽车对锂离子技术的影响还有很多，因此在进行探究时要全面的看问题。但在进行外形设计与部件大小时，又必须要将二者拆分开，根据自身的特点进行独立设计。将理论知识进行分析后的结果一定是在进行多次反复实践后最终得出，再通过多次试验结果来检验理论的准确性或相差值。那么适最终制作出的锂离子电池便是最试用于这个电动汽车从，它可能不是锂离子电池中储电最高的，却是最适合电动汽车的。最后使该种方法得到普及，对我国电动汽车产业的发展起到促进作用。