新能源電池汽車(chē)用哪些新能源電池做動(dòng)力？

目前新能源汽車(chē)主要有兩種類(lèi)型，一種混合動(dòng)力新能源汽車(chē)，就是汽油和電池替換使用，提供動(dòng)力；另一種是純電池提供動(dòng)力的汽車(chē)。在當(dāng)下新能源汽車(chē)備受矚目的情況下，所使用的新能源電池有哪些種類(lèi)呢？但對(duì)于新能源車(chē)，續(xù)航、充電和安全是消費(fèi)者最關(guān)心的三個(gè)問(wèn)題，而它們表現(xiàn)的好壞很大程度上取決于電池。

1、鎳氫新能源電池與油混合動(dòng)力的新能源汽車(chē)

目前用于混合動(dòng)力車(chē)上的電池大致有三類(lèi)：鉛酸電池、鎳氫電池和鋰電池。鉛酸電池質(zhì)量重，不能快充深放，循環(huán)壽命短已經(jīng)被淘汰；鋰離子電池具有大電流性能，并且價(jià)格高，但存在一定安全問(wèn)題，但是隨著電池技術(shù)的發(fā)展，磷酸鐵鋰電池的出現(xiàn)，讓鋰電池作為動(dòng)力源成本更有競(jìng)爭(zhēng)力的選擇。鎳氫電池雖然技術(shù)比較成熟，安全性也不錯(cuò)，也沒(méi)有環(huán)境污染方面的問(wèn)題，但是鎳氫電池有優(yōu)勢(shì)也有劣勢(shì)：

（1）鎳氫電池具有良好的快速充電性能

（2）鎳氫電池具有良好的低溫性能

1）低溫放電

鎳氫電池采用堿性電解質(zhì)水溶液，最低可-40℃放電，-20℃下可2C~3放電鋰離子電池采用有機(jī)電解質(zhì)溶液，低溫下電阻迅速增大，0C下性能已大大衰減，不能滿足-10℃下正常使用要求。

2）低溫充電

低溫快充型鎳氫電池最低可-40℃充電，-30℃以上可1C快速充電，-20℃以上可3C或2C快速充電。

鋰離子電池-5℃下不能充電，否則易導(dǎo)致安全性風(fēng)險(xiǎn)。

（3）鎳氫電池具有良好的環(huán)保性和可回收性

鎳氫電池不含劇毒物質(zhì)，主要成分為鎳、稀土，回收價(jià)值高（有殘余價(jià)值），回收難度小，基本可全部回收再利用，可持續(xù)發(fā)展。

2、鋰電池新能源純電動(dòng)汽車(chē)

因?yàn)楣逃谢瘜W(xué)屬性，磷酸鐵鋰電池電壓低，能量密度大概在140Wh/kg左右；而三元鋰電池電壓高，能量密度基本在240kWh/kg。這也就是說(shuō)，在相同電池重量下，三元鋰的能量密度是磷酸鐵鋰電池能量密度的1.7倍。

目前來(lái)說(shuō)，三元鋰電池有NCM523、NCM622和NCM811三種，其中NCM811電池是主流應(yīng)用電池。鮮為人知的是，這三類(lèi)電池命名方式均源自正極材料鎳鈷錳的比例，譬如811電池，正極材料主要是用80%鎳、10%鈷和10%錳，簡(jiǎn)單的來(lái)說(shuō)就是在之前的三元鋰電池基礎(chǔ)上面，將電極的材料變成了8：1：1。

值得注意的是，因?yàn)閷?duì)電池續(xù)航要求的不斷上升，高鎳NCM811是電池發(fā)展重點(diǎn)突破方向。而選擇它的主要原因是：鎳元素含量的升高會(huì)促使三元（鎳鈷錳）正極材料的比容量上升，進(jìn)一步可擴(kuò)大電芯的能量密度，而電能存儲(chǔ)量會(huì)隨著能量密度的增大上升。

事實(shí)上，在三元鋰電池出現(xiàn)之前，NCA電池是新能源車(chē)動(dòng)力源的主流，而經(jīng)過(guò)某機(jī)構(gòu)對(duì)NCA和NCM811電池的測(cè)試，發(fā)現(xiàn)只需要使用5%鈷的NCA在性能上要比鈷含量10%的NCM811電池更占有優(yōu)勢(shì)，但因?yàn)殒団掍X電池制作工藝、成本都高，而且技術(shù)掌握在日韓企業(yè)手里，所以現(xiàn)在國(guó)內(nèi)企業(yè)主要研發(fā)鎳鈷錳電池。

安全性：磷酸鐵鋰電池大于三元鋰電池

因?yàn)椴牧显?，磷酸鐵鋰電池?zé)岱€(wěn)定性是最好的，電熱峰值大于350℃，當(dāng)溫度處于500-600℃內(nèi)部化學(xué)成分才會(huì)開(kāi)始分解。但其耐低溫性能較差，容量3500mAh的電池，在零下10℃環(huán)境中工作，100次充放電循環(huán)以后，電池就處于報(bào)廢狀態(tài)。

相比較之下，三元鋰電池材料不穩(wěn)定，經(jīng)常在200度左右就容易發(fā)生分解，并且在高溫作用下電解液會(huì)迅速燃燒，引發(fā)連鎖反應(yīng)，甚至引起車(chē)輛發(fā)生自燃！所以，現(xiàn)在很多搭載三元鋰電池的新能源車(chē)，都需要加入過(guò)溫防護(hù)和電池管理系統(tǒng)來(lái)保護(hù)電池。

不過(guò)，三元鋰電池的低溫性能要比磷酸鐵鋰電池好。在低溫狀態(tài)下，磷酸鐵鋰電池充放電的下限值為-20℃，而三元鋰電池的下限值為-30℃，低溫放電性能更好。據(jù)測(cè)試，在相同低溫條件下，三元鋰電池的低溫續(xù)航里程衰減不到15%。

相比較之下，三元鋰電池材料不穩(wěn)定，經(jīng)常在200度左右就容易發(fā)生分解，并且在高溫作用下電解液會(huì)迅速燃燒，引發(fā)連鎖反應(yīng)，甚至引起車(chē)輛發(fā)生自燃！所以，現(xiàn)在很多搭載三元鋰電池的新能源車(chē)，都需要加入過(guò)溫防護(hù)和電池管理系統(tǒng)來(lái)保護(hù)電池。

不過(guò)，三元鋰電池的低溫性能要比磷酸鐵鋰電池好。在低溫狀態(tài)下，磷酸鐵鋰電池充放電的下限值為-20℃，而三元鋰電池的下限值為-30℃，低溫放電性能更好。據(jù)測(cè)試，在相同低溫條件下，三元鋰電池的低溫續(xù)航里程衰減不到15%。

壽命：磷酸鐵鋰電池大于三元鋰電池

電池壽命就是電池在多次完全充放電后的電量衰減，一般電動(dòng)車(chē)電池充滿后有效電量衰減到原有80%電量以下就代表需要更換電池，更換標(biāo)準(zhǔn)和手機(jī)電池是一樣的。

正常來(lái)講，磷酸鐵鋰電池完全充放電循環(huán)次數(shù)可達(dá)3500次，之后每充放電一次，電量衰減一次，多次衰減后到原有電量的80%以下。換算成時(shí)間，每天充放電一次，磷酸鐵鋰電池將近10年才會(huì)開(kāi)始走向衰減，更換電池。

不同于磷酸鐵鋰電池，三元鋰電池比磷酸鐵鋰壽命短一些，完全充放電循環(huán)超過(guò)2000次就會(huì)開(kāi)始出現(xiàn)衰減現(xiàn)象，時(shí)間一般是6年左右。不過(guò)，通過(guò)電池管理等方法可以稍微延長(zhǎng)一點(diǎn)電池壽命，但也僅是稍加延緩而已。

當(dāng)然，電池組的壽命并非是單體電池壽命簡(jiǎn)單的總和。作為組合體，只有當(dāng)電池組里面的多個(gè)電池單體性能高度一致時(shí)，電池組的壽命才能發(fā)揮出接近單體電池的水平。

制造成本：三元鋰電池大于磷酸鐵鋰電池

在電池成本上，磷酸鐵鋰電池也有巨大優(yōu)勢(shì)，它沒(méi)有貴重金屬（鎳鈷金屬元素），所以在生產(chǎn)成本上較低。三元鋰電池使用了鎳鈷錳多種材料，并且高鎳電池的生產(chǎn)需要比較嚴(yán)格的工藝環(huán)境，目前成本比較高。

其次，這些年，鋰、鈷等金屬資源面臨稀缺問(wèn)題，尤其是金屬鈷，價(jià)格一路飛漲，報(bào)價(jià)20萬(wàn)元/噸以上。而一噸電解鎳的價(jià)格，現(xiàn)在也就11萬(wàn)元左右。所以，很多電池企業(yè)不得不往811發(fā)展，提升鎳含量，降低鈷含量，進(jìn)而降低成本。

書(shū)歸正傳，綜合電池能量密度、低溫性能、安全性、使用壽命以及成本來(lái)看，磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池是各有優(yōu)勢(shì)，但若非要說(shuō)誰(shuí)輸誰(shuí)贏，還真的難以下定論。

不過(guò)，現(xiàn)在特斯拉已經(jīng)在研發(fā)固態(tài)電池了，所以套用理想汽車(chē)創(chuàng)始人李想的一句話：磷酸鐵鋰電池屬于大巴，三元鋰電池屬于乘用車(chē)，而固態(tài)電池屬于未來(lái)。

3、新能源燃料電池純電動(dòng)汽車(chē)

燃料電池電動(dòng)汽車(chē)實(shí)質(zhì)上是電動(dòng)汽車(chē)的一種，在車(chē)身、動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等方面，燃料電池電動(dòng)汽車(chē)與普通電動(dòng)汽車(chē)基本相同，主要區(qū)別在于動(dòng)力電池的工作原理不同。一般來(lái)說(shuō)，燃料電池是通過(guò)電化學(xué)反應(yīng)將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，電化學(xué)反應(yīng)所需的還原劑一般采用氫氣，氧化劑則采用氧氣，因此最早開(kāi)發(fā)的燃料電池電動(dòng)汽車(chē)多是直接采用氫燃料，氫氣的儲(chǔ)存可采用液化氫、壓縮氫氣或金屬氫化物儲(chǔ)氫等形式。

盡管燃料電池車(chē)目前不如純電車(chē)成熟，但它的種種優(yōu)點(diǎn)，足以讓其在未來(lái)與純電車(chē)一爭(zhēng)高低。氫氣可以永久儲(chǔ)存、傳輸。氫燃料電池車(chē)相比于純電動(dòng)車(chē)補(bǔ)充能源時(shí)間短，能量密度高，續(xù)航里程長(zhǎng)；而且燃料電池本身無(wú)污染，不像純電汽車(chē)電池存在重金屬污染問(wèn)題。由于這些優(yōu)點(diǎn)，氫燃料電池汽車(chē)在國(guó)際社會(huì)上被視為比純電動(dòng)車(chē)更為終極的技術(shù)路徑。

氫燃料電池動(dòng)力有效減少了氫燃料與電池能量轉(zhuǎn)換的損耗，氫能量轉(zhuǎn)化效率相當(dāng)于傳統(tǒng)燃油發(fā)動(dòng)機(jī)的兩倍，達(dá)到了60%?？稍?30℃的超低溫環(huán)境下正常、穩(wěn)定的啟動(dòng)。而這，曾經(jīng)是傳統(tǒng)氫燃料電池車(chē)的痛點(diǎn)，也是純電汽車(chē)的最大痛點(diǎn)之一。

就目前的技術(shù)看，氫燃料電池車(chē)在商用車(chē)領(lǐng)域發(fā)展空間更大，純電動(dòng)車(chē)則在乘用車(chē)領(lǐng)域有著很強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)。從長(zhǎng)遠(yuǎn)看，兩者并存的局面將會(huì)逐漸形成。

　　純?nèi)剂想姵剀?chē)只有燃料電池一個(gè)動(dòng)力源，汽車(chē)的所有功率附和都有燃料電池承擔(dān)。燃料電池汽車(chē)多采用混合驅(qū)動(dòng)形式，在燃料電池的基礎(chǔ)上，增加了一組電池或超級(jí)電容作為另一個(gè)動(dòng)力源。主要結(jié)構(gòu)有：能量控制單元，空氣壓縮機(jī)，燃料電池堆，高壓儲(chǔ)氫瓶，動(dòng)力電池組，電動(dòng)機(jī)。高壓儲(chǔ)氫瓶提供燃料，動(dòng)力電池組提供而外的功率，讓車(chē)加速、爬坡和高速運(yùn)行。在車(chē)輛滑行時(shí)，能量控制單元將驅(qū)動(dòng)電機(jī)變?yōu)榘l(fā)電機(jī)，從而將部分汽車(chē)動(dòng)能變?yōu)殡娔芙o動(dòng)力電池充電。也就是說(shuō)采用混合動(dòng)力形式后，不僅可以采用功率較小的電池系統(tǒng)，還可以實(shí)現(xiàn)制動(dòng)能回收。還可以是燃料電池系統(tǒng)的運(yùn)行工況相對(duì)比較穩(wěn)定，有利提高燃料電池系統(tǒng)效率和壽命。