新能源电动汽车动力电池发展趋势分析 新能源电动汽车解析

扯出来的笑'
扯出来的笑'
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2022-05-28 13:02:31

新能源汽车现在已经进入到我们的生活当中来了,很多用户都在纠结要不要进行选择,非常的迷茫,在这里就深入了解一下新能源汽车未来的动态吧。

为贯彻落实节约资源、保护环境基本国策,促进人与自然和谐共生,保护我国生态环境资源,国家大力支持新能源汽车发展,这也带动新能源电动汽车动力电池取得重大发展。新能源电动汽车动力电池为电动汽车提供动力,在整车中的地位举足轻重。动力电池性能不但对整车续驶里程有重要影响,而且关系到整车安全性和可靠性。毫不夸张的说,新能源电动汽车动力电池的发展决定着电动汽车的未来。

为尽量清晰、详尽的将新能源电动汽车动力电池有关知识介绍给读者。本文围绕新能源电动汽车动力电池简介、新能源电动汽车动力电池必须具备的特性、新能源电动汽车动力电池发展背景和原因、新能源电动汽车动力电池发展现状、新能源电动汽车动力电池涨价原因分析、新能源电动汽车动力电池发展趋势等方面展开论述。

一、新能源电动汽车动力电池简介

1.铅酸电池

铅酸电池作为比较成熟的技术,成本较低,能够高倍率放电是其优势,但是铅酸电池的比能量、比功率和能量密度都很低,寿命短、质量大、污染大,不适应现代新能源电动汽车的行驶要求,几乎已经被市场淘汰。

2.镍镉电池和镍氢电池

这两类电池虽然与铅酸电池相比性能更佳,但是依然有污染大、容量低、寿命短的缺点。虽然现在部分厂商仍然使用这两类电池,但是从长远看,这类电池将逐步被市场淘汰。

3.锂电池

目前,越来越多的汽车厂家选择采用锂电池作为新能源电动汽车的动力电池。因为锂离子动力电池有以下优点:工作电压高(是镍镉电池氢-镍电池的3倍);比能量大(可达165WH/kg,是氢镍电池的3倍);体积小;质量轻;循环寿命长;自放电率低;无记忆效应;无污染等。新能源电动汽车锂电池外观如图一所示。

新能源电动汽车动力电池发展趋势分析
图一 新能源电动汽车锂电池外观

当前许多知名的汽车制造商都致力于开发动力锂电池汽车,如福特、克莱斯勒,日本丰田、三菱、日产、韩国现代、法国Courreges、Ventury等。而国内汽车制造商比亚迪、吉利、奇瑞、力帆、中兴等车企也纷纷在自己的混合动力和纯电动汽车中搭载动力锂电池。

4.磷酸铁锂电池

磷酸铁锂电池也是一种锂电池,虽然其比能量不高,但是其安全性高,循环次数能达到2000次,无记忆效应,耐高温,放电稳定,价格便宜,成为新能源电动汽车动力电池新的选择。新能源电动汽车磷酸铁锂电池外观如图二所示[1]。

新能源电动汽车动力电池发展趋势分析
图二 新能源电动汽车磷酸铁锂电池外观

二、新能源电动汽车动力电池必须具备的特性

新能源电动汽车动力电池必须突出强调其安全性能,在保证安全性能的基础上提高整车续驶里程。要加快新能源电动汽车动力电池研发步伐,加紧研制出安全性高,各方面性能均优的动力电池。对安全性能较低的电池应该采取逐步淘汰的措施,扎实推动新能源电动汽车动力电池安全性能取得较大提升[2]。

当前,三元锂离子电池凭借能量密度高、循环性能好的优势受到不少新能源电动汽车动力电池生产厂商的青睐,但是该电池的显著缺陷是安全性能低,该电池在不到300℃的环境下就会分解出氧分子,碰到电池中可燃的电解液、碳材料后非常易燃,当氧分子积累到一定程度时,电池将在非常短的时间内爆燃。在交通事故中,外力作用撞击会损毁电池隔膜,造成短路故障,使电池温度迅速升到300℃以上,瞬间引发电池爆燃,对驾驶员和乘客造成严重生命威胁。某汽车因发生交通事故爆燃图片如图三所示。

新能源电动汽车动力电池发展趋势分析
图三 某汽车因发生交通事故爆燃

相比之下,磷酸铁锂电池的安全性较高。磷酸铁锂分子里的氧被牢固的束缚在磷酸根中,很难分解出来成为电池爆燃的助推剂。除非温度极高,达到700-800℃时,该类电池才可能出现爆炸危险,安全性能大大提升[3]。虽然比能量较低是其显著缺点,但是为了优先保证驾驶人的生命健康安全,国家应当大力提倡生产和应用磷酸铁锂电池,限制生产和应用三元锂离子电池,进一步规范新能源电动汽车动力电池生产行业,为人民群众的生命财产安全保驾护航。

当前,工信部已经做出举措限制三元锂离子电池应用,该举措就是只允许乘员少的乘用车使用三元锂离子电池。如果工信部再出台更多举措限制三元锂离子电池应用的措施,新能源电动汽车的安全性将进一步提升,进一步凸显国家坚持高质量发展的战略需求。但此举将给动力电池企业造成较大压力,因此必须加快研发安全性和续航性均突出的动力电池,循序渐进,逐步淘汰三元锂离子电池。

三、新能源电动汽车动力电池发展背景和原因

本文开头提到,为贯彻落实节约资源、保护环境基本国策,促进人与自然和谐共生。国家采取一系列举措推动新能源汽车发展。作为新能源电动汽车的核心组成部分,新能源电动汽车动力电池需求量迅速增加,刺激新能源电动汽车动力电池行业迅猛发展,可以说,新能源电动汽车快速发展的背景和原因就是新能源电动汽车动力电池迅猛发展的背景和原因。

新能源电动汽车动力电池发展背景,从国家角度,是我国近年来高度重视环境保护工作,提倡人与自然和谐共生的理念,对长江流域、黄河流域都提出要做好生态保护工作,打好水污染治理攻坚战和蓝天保卫战,而燃油汽车排放的尾气中含有一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化合物等有害气体和二氧化碳这样的温室气体,一旦排入空气中,将对环境产生不利影响。据统计,每千辆汽车每天排出二氧化碳约3000kg,碳氢化合物约200-400kg,氮氧化合物约50-150kg,汽车尾气严重的污染问题成为实现人与自然和谐共生战略目标的阻碍,亟待解决。从国际社会角度,是诸如《巴黎协定》的国际公约表明各国控制温室气体排放的决心,而且2018年,以欧盟成员为主的多个国家都对限制或终止内燃机销售注册作出承诺甚至出台法案[4]。我国节约资源、保护环境基本国策和世界环境保护和汽车行业发展大势充分表明我国新能源电动汽车发展应该上升到战略高度。

新能源电动汽车动力电池发展原因,主要是为国家政策支持。近年来,国家推出多项利好政策推动新能源汽车行业发展。如2020年11月,国务院颁布《新能源汽车产业发展规划(2021-2035年)》,为新能源汽车推广应用和高质量发展指明方向。2021年12月,财政部、工信部、科技部、发改委联合发布《关于2022年新能源汽车推广应用财政补贴政策的通知》,进一步完善新能源汽车补贴政策。在利好政策的刺激下,我国新能源汽车行业呈现高速增长态势。据统计,2021年,我国新能源汽车销量达352.1万,同比增长1.6倍,占新车销售比例跃升至13.4%,同比增长8%。新能源汽车保有量增至784万辆,占我国汽车总量2.6%,取得骄人的成绩。