常常撩科技 电动汽车电池你了解多少？

在过去的2017年，蔚来、小鹏、车和家、威马等多家新车制造商推出了首款接近量产车的量产车型或工程原型机。上汽、广汽、比亚迪、北汽等传统汽车制造商也在不断丰富新能源产品，新能源汽车领域出现了激增。经过一年的酝酿，再加上将于今年4月1日正式实施的双信贷政策，2018年的新能源汽车市场注定将迎来一场激战。当然，繁荣景象掩盖不了新能源汽车面临的阶段性问题。最大的问题是电池寿命和充电问题，这也是目前制约新能源汽车销售的主要因素。在某种程度上，当我们谈论新能源汽车时，我们本质上是在谈论电池。在新年伊始，让我们全面谈谈目前动力电池的类型。它们是什么？优点和缺点是什么？如何确保电池安全？汽车公司如何选择？哪些电池供应商让人放心？你想知道的一切都会在这里。

1、 我们应该把电池放在什么高度？与内燃机在传统能源汽车中的作用一样，电池是新能源汽车的动力源，其意义不言而喻。

在纯电动汽车中，除了提供电源外，电动空调、电动制动和电动转向系统都由动力电池供电。在成本方面，现阶段，电池成本占车辆总成本的30%至40%，是三大电气系统中占比最高的。相比之下，传统能源汽车上的发动机约占汽车总成本的15%。总之，电池是决定电动汽车续航里程、价格和驾驶质量的关键，而每一个因素都是影响消费者购买意愿的重要因素。2、 动力电池的类型、优点和缺点

不同电动汽车的续航里程、价格和充电时间不同，最重要的原因之一是汽车中使用的动力电池类型不同。至于类别是如何划分的，每个类别的特征是什么，我们稍后会讨论。让我们先来看看汽车动力电池的组成。动力电池通常被称为电池组，基本上由单个电池单元组成。首先，将一定数量的电池单元组合成一个电池模块，然后将多个电池模块组合成电池包。这种构成形式有利于对电池进行统一管理和监控，具有良好的安全性。

电池单元、电池模块和电池组之间的关系。在我们对动力电池有了大致的了解之后，我们可以更清楚地谈论电池的类型。当谈到电池的类型时，应该将其视为电池单元的类型。如前所述，电池组由一个电池单元组成，电池单元的类型决定了电池组的形状、续航能力、充电和放电效果等。首先，根据结构，电池可以分为圆柱形电池、方形外壳电池和软包装电池。目前，这三种类型的电池已用于新能源汽车，如使用圆柱形电池的特斯拉汽车和使用软垫电池的日产聆风汽车。

圆柱形电池、方形外壳电池和软包装电池的典型形式。圆柱形电池应该是我们能想象到的最简单的结构，因为日常生活中最常用的电池形式是这种圆柱形电池。与我们常见的5号和7号电池类似，汽车圆柱形电池也有特定的规格和型号，如18650和21700型号。前两位数字表示圆柱形电池的直径，18表示18mm。三位或四位数字表示圆柱形电池的高度，最后一位数字“0”表示电池为圆柱形。

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拼音 双语对照这种圆柱形电池最早由索尼公司建立和制造，目前已广泛应用于新能源汽车领域。由于圆柱形电池有统一的规格，设计和封装成模块非常方便，但由于规格限制，其能量密度可能会受到影响。方形外壳电池通常是指具有铝或钢外壳的方形电池。这种类型的电池没有统一的规格限制，可以根据客户要求进行定制。相对而言，这种类型的电池具有较高的能量密度和相对较轻的重量，但在长期使用后，其角落处的电解液化性能会显著退化，影响电池性能。“顾名思义，软包装电池用一层铝塑膜包装，使其设计更加灵活。可以任意改变形状、厚度，并将其包装成更灵活、更方便的模块。”此外，这种电池重量轻、能量密度高，循环性能好。在安全性方面，它也高于方壳电池和圆柱形电池，是目前极具发展潜力的电池结构。

使用软包装电池的日产Leaf电池组可以看到电池模块和放置方向不一致，电池组呈现出不规则的形状。上述分类是基于电池的形态。如果按电池材料划分，有不同类型的电池芯，如磷酸铁锂、镍钴锰三元锂等。这里的材料是指电池的正极材料。目前，负极材料主要是石墨，而硅碳负极由于能够极大地扩大电池的能量密度而备受关注，这是当前电池的发展方向之一。将目前常见的磷酸铁锂电池与三元锂电池进行比较，两者优势互补。一方面，磷酸铁锂具有很高的安全性，但其循环寿命和能量密度有些差。另一方面，三元锂电池具有高能量密度、循环寿命和低温度衰减电阻，但其安全性相对较低。截至目前，中国仍规定三元锂电池不能用于公交车等商用车。

然而，没有必要担心。磷酸铁锂电池和三元锂电池在使用前都会经过防火、碰撞、穿刺等安全测试。通过合理的电池管理系统和温度控制系统，三元锂电池的安全性仍然可以得到保证。3、 电池供应商的崛起无疑是新能源汽车发展的最大受益者。在此之前，这些电池供应商的主要客户是消费电子制造商，与汽车制造商相比，对这些客户的需求只是杯水车薪。目前，全球电池供应商主要集中在中国、日本、韩国和美国，松下、三星SDI、LG、AESC、比亚迪和宁德时代等电池供应商的年出货量逐年增加。其中，像宁德时代这样的电池供应商，已经从默默无闻的“小工厂”成为行业领导者。

华晨宝马首款高端纯电动汽车“致诺1E”的动力电池系统由宁德时代和宝马联合研发制造。与宝马的合作使宁德时代声名鹊起。随后，大众、北汽和上汽等汽车制造商纷纷寻求合作。面对新兴的电池供应商，大多数汽车制造商都采取支持和合作的立场，寻求双赢。例如，特斯拉和松下在美国联合投资建立了Gigafactory超级电池工厂，上汽和宁德时代联合建厂，比亚迪和国轩高新联合建厂，车企与电池制造商结婚的例子数不胜数。

特斯拉位于内华达州的Gigafactory工厂计划产能为35GWh，相当于2013年全球电池总产量。在最大容量之后……

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拼音 双语对照电池成本预计将降低30%。合作浪潮中也有许多例外，例如日产出售其自己控制的AESC电池公司。日产表示，随着电动汽车的普及，电池行业将告别高利润，格局可能面临洗牌。从车企的角度来看，公开采购而不是控制一两家电池供应商，可以降低技术路线的风险，也有助于降低成本。

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AESC是日产和NEC于2009年成立的合资企业，日产持有51%的股份，NEC持有剩余股份。2016年，AESC以1622MWh的出货量位居世界第四，仅次于松下、比亚迪和LG化学。有些人看到后很担心。欧盟最近召开了一次会议，讨论电池行业的问题。在汽车行业一直表现强劲的欧洲制造商，在新能源的发展面前似乎进展缓慢，而在电池行业，它们被中国、日本、韩国和美国扩大了范围。因此，欧盟鼓励欧洲公司投资电池行业，其中德国大众汽车集团、梅赛德斯-奔驰和宝马有意建立自己的电池工厂，甚至已经采取了相关部署。

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在去年的法兰克福车展期间，大众汽车宣布了其大规模电动汽车发展计划“路线图E”。其中一个最重要的信息是，大众汽车将投资500亿欧元发展电动汽车电池行业。4、 电池回收：众所周知，废旧电池污染严重。随着新能源汽车的增加，未来必须考虑回收废旧电池的问题。回想一下我家里的废电池是如何处理的。如果我没有记错的话，80%都放在抽屉里，好像它们根本不存在一样。目前，三元锂电池组的循环寿命约为2000次，磷酸铁锂电池组性能会相对较差。但是，根据正常使用情况，使用寿命也在10年左右。就目前阶段而言，电池回收可能不是一个大问题，但两三年后，它将不得不“偿还”债务。对于寻求利润的车企来说，废旧电池回收显然是一项艰巨的任务，但他们不得不面对的事实是，现阶段没有具体的法规或制度。未来，政府、电池制造商和汽车公司应该共同应对这一挑战。目前，现有的处理方案是对旧电池进行筛选，状态良好的电池可以用作低能耗设备的储能装置。那些状况不佳的应该拆解并回收。

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这是博世针对电池回收问题的解决方案，包括拆解和重新组装废旧电池，并将其用作储能系统以平衡电网电压。5、 尽管未来电动汽车的电池寿命不仅仅由电池决定，但现阶段电动汽车的寿命确实受到电池技术的限制。以下是目前具有相对发展潜力的电池类型列表。1.硅碳复合负极材料作为未来负极材料之一，硅碳复合材料的理论克容量是石墨负极的10倍以上。工业化后，它将显著提高电池的容量。目前，主要材料制造商正在开发硅碳复合材料，如BTR、格新纳米、杉杉、华为、三星等。硅碳复合材目前存在的主要问题包括：在充放电过程中，体积膨胀，液体吸收能力强；

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拼音 双语对照循环寿命差。目前，上述问题正在通过硅粉纳米化、硅碳涂层、掺杂等手段得到解决，一些企业已经取得了一定进展。2.石墨烯自2010年获得诺贝尔奖以来，石墨烯受到了全世界的关注，尤其是在中国。石墨烯具有许多优良的财产，如优良的导电性、高导热性和高机械强度，在中国掀起了一股研究和开发的热潮。由于目前石墨烯的批量生产工艺不成熟、价格昂贵、性能不稳定，石墨烯将率先被用作锂离子电池的正负电极添加剂。固态电池固态电池使用特殊的固态材料代替液体电解质，彻底解决了锂电池本身的安全问题。此外，与相同尺寸的锂电池相比，固态电池的容量至少高出一倍。在相同的续航里程下，固态电池可以做得更小、更轻。固态电池在充电速度方面也有显著优势。编辑点评：尽管电动化趋势非常明显，但电动汽车的普及仍然非常困难，电池性能是关键。低价电动车续航里程短，驾驶体验差。尽管高价电动汽车的续航里程增加了，但它们的高价值也决定了它们是少数人的选择，对推动新能源汽车的普及意义不大。电池性能的提升是新能源汽车普及的根本原因之一。相关内容回顾：老司机谈新能源燃料电池是否适合中国？

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