浅析新型动力电池在汽车中的应用

摘 要 在城市中，汽车尾气排放是十分严重的污染问题，为了减少汽车带来的环境污染，新能源汽车应运而生。新能源汽车不仅无污染，且安全性较高、运行成本较低，所以得到了广泛的应用。在新能源汽车中，电池是最重要的组成部分，只有保障电池的质量，才能确保新能源汽车的稳定运行，本文主要就新型动力电池在汽车中的应用进行了相关的阐述和分析。

关键词 新型动力电池;新能源汽车;纯电动车

目前，人们的环保意识在不断提升，新能源汽车已经在城市中广泛应用。动力电池是新能源汽车的核心组成部分，其技术和质量水平与汽车的运行水平、运行安全有直接关系。在环境保护的要求下，传统的铅酸电池、镍镉电池已经逐渐被时代所淘汰，镍氢电池虽然满足了无污染的要求，但使用成本较高，也不适合应用在新能源汽车中。因此，需要创新动力电池技术，开发更多污染且价格低廉的动力电池，为新能源汽车的发展提供重要的技术支持。

1 常用的动力电池简介

在新能源汽车开发的过程中，首先进行动力电池的技术研究，确保动力电池的质量，因为它是汽车的核心组成部分，只有安装了动力电池，新能源汽车才能正常使用。根据电池的工作性质和贮存方式，新能源汽车的动力电池可以分为蓄电池和燃料电池两种。其中，蓄电池也被称作是二次电池，可以通过充电的方式来反复获取电能。常见的有镍基电池、空气电池、铅酸蓄电池等等。纯电动汽车的动能全部由电动机提供，而电动机则从电池中获取电力，普遍选用蓄电池。

燃料电池是一种高效率的发电装置，其是一种新型动力电池，是我国动力电池的主要战略研究方向。燃料电池可以将燃料的化学能转变为电能，主要由燃料、氧化剂、电解液等组成。常用的燃料有甲醇、天然气、氢等，最理想的燃料为纯氢，在水中提取的氢也是比较理想的电池燃料，因为在化学反应的过程中，其反应物为水蒸气，并不会对环境造成污染，充分满足了环境保护的要求[1]。和普通的电池相同，燃料电池主要通过电极上的氧化还原反应来转化化学能。由于燃料电池的电解质、催化剂、工作温度等条件存在差别，所以燃料电池的种类有很多。比较常用的有碱性燃料电池、熔融碳酸盐燃料电池、质子交换膜燃料电池等等。不同种类的燃料电池有不同的应用优势。电动车可以使用直接甲醇燃料电池。甲醇在电池反应中会直接生成CO2和水，不会产生直接污染，甚至没有污染。可以持续加入燃料，无需中行驶再进行充电。不需要使用复杂的转换设备，电池结构比较简单和紧凑，且工作效率较高，比能量大，可以长时间使用，不会产生辐射和噪音污染，满足环境保护对新能源汽车的要求。

2 新型动力电池简介

2.1 新型锂电池

在各类动力电池中，铅酸电池具有价格低廉、性能稳定的应用优势，所以在市场中所占份额较多。但是，近几年锂电池技术发展迅速，逐渐成为最常用的新型动力电池。最具有代表性的动力锂电池为以磷酸铁锂、锰酸锂、三元锂电池[2]。不同电动汽车常见的生产设计方案各不相同，根据汽车的设计方案，需要选择相对应的电池。近几年，锂电池技术发展迅速，虽然在技术发展的过程中出现了电池燃烧、电池爆炸等问题，但针对这些问题，我国已经研出了有效的解决措施，锂电池的使用安全已经有了保障，性能也随之提升。2014年，南洋理工大学的研究人员也在锂电池研究方面取得了成果，其研制了一种超快速充电电池，2min就可以充入70%的电力，且约有20年的高额使用寿命;2018年，美国研制了一种新型锂电池，充电和放电的次数不少于750次。可见，铅酸电池正在被各类新型动力电池所取代，而电池的污染性也在逐渐下降，甚至达到零污染。

2.2 新型石墨烯电池

石墨烯电池也是一种新型动力电池，其主要利用锂离子快速穿梭于石墨烯表面和电极之间的特性来压缩充电时间，不仅可以减少电池的污染性，还能提升电池的使用效率，有利于新能源汽车产业的发展和创新。但从目前的研究情况来看，石墨烯电池的应用还面临着许多问题，如化学状态会对其表面性质产生影响，且许多专业人士不确定该电池是否具有稳定性和较长时间的循环寿命。不过，在实验阶段，石墨烯电池一定取得了成功，相比在不久的将来，该电池应用的技术性问题会得到有效的解决。2018年，北京车展中已经有概念车使用石墨烯超级电池，可见该电池的普及应用已经不再遥远。

3 新型动力电池在汽车中的应用

3.1 纯电动车

纯电动车完全依靠电池提供动力，电池通过外部电源补充电量，所以纯电动车的行驶里程、充电时间与电池的性能有直接关系[3]。在实际应用的过程中，铿离子电池的储能效果较好，但需要消耗较长的充电时间;新型石墨烯电池具有较高的能量密度，且充电时间较短，可以作为纯电动车的首先动力电池使用。

为了提升电动汽车的续航能力，中国动力电池企业开始积极研究能量密度更高的三元锂电池，已经明确了以镍钴锰NCM为主的技术路线，镍钴锰811电池是我国最高技术水平的三元锂电池。

3.2 混合电动汽车

混合电动车可以分为轻度混合动力、中度混合动力和重度混合动力三种。轻度混合动力车的动力不仅由电动机提供，还有一部分动力由内燃机提供。其中，耐燃机用于驱动车辆，电动机用于辅助内燃机启动，并未车内电器提供电力。所以，混合电动车对电池功率的要求不高，采用普通的电池即可;重度混合动力与轻度混合动力相同，都由电动机和内燃机组成，用于驱动车辆的动力源为主要动力源，要求电池具有较高的功率，普遍采用功率型锂电池;重型混合动力与前两种同理，对电池功率有十分嚴格的要求，可以选择新型锂电池、石墨烯电池。

4 结语

综上所述，为了确保新能源汽车的稳定运行，一定要做好动力电池的研究。在研究的过程中，要从环保、效率等多个方面着手，确保新型动力电池满足我国新能源汽车的需求，促进我国环保事业和汽车行业的发展。

参考文献

[1] 龙曦，朱禹.浅析新能源汽车动力电池应用现状与发展趋势[J].山东工业技术，2017（20）：3-3.

[2] 张惠泽.新能源汽车动力电池研究现状[J].通信电源技术，2018.35（7）：279-280.

[3] 董保建，史琳.电动汽车动力电池发展浅析[J].汽车与驾驶维修（维修版），2018（3）：112-113.

作者简介

翟立国，就职于广汽新能源汽车有限公司，从事纯电动汽车电池系统开发工作。