五种类型的汽车电池及发展趋势分析

新能源电动汽车最重要的组成部分之一是电池，而阻碍新能源汽车发展的原因之一是电池的充电问题。电池对于新能源电动汽车的发展至关重要。车辆电池的类型有哪些？各类车用电池的性能和价格是怎样的？本文将全面介绍目前车载电池类型的问题。

五种类型的汽车电池

汽车电池的类型包括铅酸电池、镍镉电池和镍金属氢化物电池、锂电池、磷酸铁锂电池和燃料电池。

铅酸电池

作为汽车电池类型中相对成熟的技术，铅酸电池仍然是唯一可以大规模生产的电动汽车电池，因为其成本低，放电速度高。在北京奥运会期间，有20辆电动车使用铅酸电池为奥运会提供运输服务。然而，铅酸电池的比能量、比功率和能量密度都很低，以其为动力源的电动汽车不可能有良好的速度和巡航里程。

镍镉电池和镍金属氢化物电池

虽然性能优于铅酸电池，但它含有重金属，使用后废弃会对环境造成污染。在车用电池的种类中，镍氢动力电池刚刚进入成熟阶段，在混合动力电动汽车使用的电池系统中，它是唯一经过实际验证并实现商业化和规模化的电池系统。

现有混合动力电池市场99%的份额是镍氢动力电池。目前，世界上主要的汽车动力电池制造商主要包括日本的PEVE和Sanyo。PEVE占据了全球混合动力汽车镍氢电池市场85%的份额。中国镍氢电池在汽车上的应用仍处于研究和开发阶段。

锂电池

传统的铅酸电池、镍镉电池和镍氢电池等类型的汽车电池技术相对成熟，但作为汽车的动力电池使用时存在很大问题。目前，越来越多的汽车制造商选择使用锂电池作为汽车电池类型的动力电池。因为锂离子动力电池具有以下优点：工作电压高；比能量大；体积小；重量轻；循环寿命长；自放电率低；无记忆效应；无污染等。

目前，阻碍动力锂离子电池发展的瓶颈是：安全性能和汽车动力电池的管理制度。在安全性能方面，由于锂离子动力电池能量密度高、工作温度高、工作环境恶劣，加上以人为本的安全理念，用户对电池安全提出了很高的要求。

在汽车动力电池的管理系统方面，由于汽车动力电池的工作电压为12V或24V，而单个动力锂离子电池的工作电压为3.7V，因此需要通过串联多个电池来提高电压。

但是，由于电池很难实现完全均匀的充放电，多个电池组串联后的单体电池会出现不平衡的充放电状态，电池会出现欠充和过放。这种情况会导致电池性能急剧恶化，最终导致整个电池组无法正常工作，甚至报废，从而大大影响电池的使用寿命和可靠性。

磷酸铁锂电池

磷酸铁锂电池也是锂电池的一种。它的比能量不到氧化钴锂电池的一半，但它安全性高，循环次数可达2000次，放电稳定，价格低廉。它已成为汽车电池类型的一个新选择。

燃料电池

简单地说，燃料电池是一种直接将燃料和氧化剂中存在的化学能转化为电能的发电装置。最有希望在汽车中使用的是质子交换膜燃料电池。其工作原理是：将氢气送到阳极，通过催化剂的作用，氢原子中的两个电子被分离。

两个电子被阴极吸引，通过外部电路产生电流，失去电子的氢离子可以通过质子交换膜，在阴极与氧原子和电子重新结合，形成水。由于氧气可以从空气中获得，只要不断向阳极提供氢气，并及时带走水，燃料电池就可以持续提供电能。

由于燃料电池直接将燃料的化学能转化为电能，中间没有燃烧过程，所以它不受卡诺循环的限制。目前，在各类汽车电池中，燃料电池系统的燃料到电能的转换效率为45%至60%，而火力发电和核电的效率约为30%至40%。

新能源汽车电池的发展趋势

在新能源汽车的发展中，镍金属氢化物电池技术最为成熟，在未来三年内仍将是汽车电池的主流类型。此后，镍氢电池技术将与磷酸铁锂和氢燃料电池竞争，并在五年内逐步被锂电池和燃料电池取代。

从价格走势来看，目前快速充电锂离子动力电池的车用电池类型价格约为1600元/千瓦时，普通锂离子动力电池的价格约为500元/千瓦时。根据目前美国汽油和电力的价格走势，在车辆的整个使用寿命内，使用电池寿命为100公里的快速充电锂离子动力电池电动汽车的成本比性能相当的汽油内燃机汽车高25%。

一旦电动汽车的动力电池价格下降到200-300美元/千瓦时，使用电动汽车的成本将与传统汽车相当。据预测，在各国相关政策的鼓励下，2020年全球电动汽车对锂离子的需求将接近50Gwh，2020年快速充电电池的成本有望降至400-500美元/kwh，普通动力电池的价格可降至200-300美元/kwh

新能源汽车选择三元锂电池或磷酸铁锂电池

对于新能源汽车来说，核心是电池，占汽车成本的40%至60%。目前，汽车电池的种类很多，最主要的技术路线是三元锂电池路线和磷酸铁锂电池路线。作为消费者，应该如何选择？电池不仅影响新能源汽车的电池寿命，还直接影响到很多性能。其中，消费者最关心的是安全性、电池寿命和充电问题。

安全是任何其他活动的基本前提。在这方面，与LFP与NMC相比，磷酸铁锂电池具有明显的优势。当温度达到180℃时，三元材料电池的阴极开始分解并产生大量的氧气，这些氧气将与电池内的溶剂发生化学反应，然后产生大量的热量，形成连锁反应。但是，由于磷酸铁锂电池车的正极可以承受800℃的温度，所以火灾条件相对恶劣，时间相对较长，给车主留下了充足的逃生时间。

在电池寿命方面，毫无疑问，能量密度更高的三元锂电池有更多优势。但对于新能源汽车来说，根据其自身的使用场景，巡航里程是足够的。否则，功率过大，电池过重，只会增加汽车的购买成本和耗电量，性价比极低。核心是要快速补充电量。

就电池本身的化学特性而言，三元锂电池的充电速度较快，因为其电压较高，在相同电流下的充电功率较大。磷酸铁锂电池可以通过技术来弥补这一不足。三元锂电池汽车的车载电压很高，但如果充电桩的电压低，其充电功率就无法提高。