简析新能源汽车动力电池应用现状及发展趋势

简析新能源汽车动力电池应用现状及发展趋势摘要：在当今时代，环境保护与可持续发展已成为一个热点问题，新能源汽车的出现与发展受到各界人士的广泛关注。动力电池作为新能源汽车的核心技术之一，是影响新能源汽车整体性能的关键性因素。目前我国新能源汽车仍处于发展阶段，在动力电池的应用方面存在较多问题，改善现有动力电池技术，探寻新材料，研发新电池类型成为新能源汽车相关企业、机构的主要工作之一。本文对当前新能源汽车动力电池的应用现状以及未来发展趋势进行探讨，以期为动力电池技术的突破与发展提供助益，促进新能源汽车的不断改善与普及。关键词：新能源汽车;动力电池;现状;发展趋势近年来，随着人们对于交通出行的需求不断增高，汽车产业得到快速发展，在给人们带来便利的同时，也加大了环境保护与能源消耗的压力。在环保意识的影响下，人们越来越重视低碳出行、环保出行，为节约不可再生能源，减少人类活动造成的大气污染，新能源汽车的发展成为人们关注的重要问题［1］。汽车制造企业应积极研发新能源技术在汽车行业的使用，以节约资源，适应市场需求，且能降低成本，提高经济效益。电池是驱动新能源汽车运行的主要动力，采用电力代替燃料，在汽车启动时发挥其驱动性，在高速行驶时则具有辅助作用，在匀速行驶时则可积蓄能量，也能消除汽车尾气带来的污染［2］。以电池为动力的汽车相比普通汽车而言，更为绿色环保，符合低碳出行原则，响应了低碳环保政策。新能源汽车动力电池整体应用现状随着汽油、柴油燃烧造成的汽车尾气污染越来越严重，新能源汽车的研发生产成为汽车行业发展的一个重要方向。我国自21世纪初开始发展新能源汽车，国家对此给予了高度重视并制定了各种政策进行扶持，使其在市场中逐渐迸发出蓬勃生命力［3］。动力电池是新能源汽车的核心技术，可减少汽车尾气、废件等物质对于自然环境的污染。近年来相关企业与机构也越来越受到重视报废动力电池的回收再利用问题，以最大限度的利用资源，减少污染和浪费。电池技术是决定了新能源汽车的性能好坏、使用寿命、续航能力等指标的关键性技术，为改善新能源汽车的用户体验，汽车制造企业非常重视电池技术的改善。但目前新能源汽车仍处于发展阶段其动力电池技术也尚存在许多缺陷，包括电池容量低、质量电荷量小、长时间充电下电池容易损坏等，导致新能源汽车续航能力、加速性能、使用寿命等问题，在使用过程中存在一定安全隐患［4］。这是消费者放弃选择新能源汽车的主要原因。可见，在动力电池技术的应用上，新能源汽车普遍存在较多问题，仍需要不断完善与发展，尽可能地减少动力电池对于汽车性能的抑制，消除安全隐患，才能真正将新能源汽车推广开来。不同种类动力电池的应用现状目前，新能源汽车的常用动力电池可分为燃料电池与蓄电池两大类，其中蓄电池依据电解质的不同可分为锂离子电池、铅酸电池、镍氢电池、镍铬电池、空气电池等，属于新能源［5］。燃料电池应用情况燃料电池并不具备储电功能，与蓄电池存在明显差异，其作用原理是通过燃烧氢、乙醇、甲烷等物质进行发电，驱动汽车运行，其燃料类型可包括固体氢化物、磷酸燃料、碱性染料等。燃料电池所用燃料较为常见，且污染小，尤其是以固体氢化物为燃料的电池，燃烧发电过程中产生的污染极少，被看作一种绿色环保的理想动力源［6］。燃料电池的比能量较强但目前我国燃料电池技术仍存在一定缺陷，其電池制造难度较大，所需成本较高，且配套设施少，补充燃料不方便，阻碍了燃料电池的发展。日本、欧美等国家地区研发新能源汽车的时间较早，在动力电池的生产技术上也较为领先，而在我国，新能源汽车相关研发起步较晚，虽然政府予以了较多政策支持与补贴，但其发展速度仍较慢，研发成果较少。燃料电池具有明显优势，但其制造技术与配套设施有待进一步完善和成熟。蓄电池应用情况锂离子电池应用情况锂电子电池是目前新能源汽车最常使用的动力电池类型，可采用液体或聚合物作为电解质，其蓄电量大。在不断研发调整下，锂离子电池的比能量与比功率分别可达150Wh/kg、1600W/kg，且各项指标参数还有进一步提升的空间［7］。在市场中，聚合物电解质类型的锂电子电池是主流电池产品，而聚合物的成分也有多种类型，包括磷酸铁锂、锰酸锂、三元锂等。不同成分的电池的性能、使用寿命、生产成本等存在一定差异，其中磷酸铁锂成分的电池的特点在于性能稳定，使用寿命长;锰酸锂电池的特点在于成本低。在实际应用中，各新能源汽车企业依据自身情况的不同选择不同类型的锂离子电池。但整体而言，该类型电池的寿命较长，蓄积的电能量高，安全性较好，成本较低，且电池重量小，抗压能力强。铅酸电池应用情况铅酸电池也是新能源汽车中常用的动力电池类型，其应用历史达100多年，主要优势在于生产的过程简单，技术成熟，成本较低，且可为汽车中的电子、电气设备的运行提供能量。该类型电池在新能源汽车动力电池的市场中较为受欢迎，也占据了较高份额。但铅酸电池同样也存在着各种缺陷，包括能量低、性能较差、超负荷使用可降低工作性能、电池使用寿命短等问题，导致汽车提速功能差、续航能力差。因此，铅酸电池的在新能源汽车领域的使用也受到一定抑制，主要应用于低速电动汽车的制造中。虽然铅酸电池存在较多问题，但仍是电动车动力电池市场中十分常见的类型，相关企业也十分重视对于提高铅酸电池工作性能的研发，以优化该类型电池的负荷状态，提高放电能量，改善其对于超负荷使用的承受力，以延长其循环使用寿命。经过不断研究调整，铅酸电池的比能量、循环寿命甚至回收再利用率均得到明显改善，使其在动力电池市场中仍占据着重要地位，具备良好发展前景。镍氢与镍铬电池应用情况镍氢电池与镍铬电池属于碱性电池，其原理是使镍基在碱性溶液中发生电解反应，产生电能，其反应过程无有毒或有害物质产生，污染较小。此外，镍氢与镍铬电池中含有镍、铬等金属，其质量电荷量较高，比功率比能量也较好，对于充放电的承受度强，使用寿命较长，性能较好，因此也广泛应用于新能源汽车中［8］。但该类型电池的缺陷在于放电时间短，进而影响到汽车的续航能力与相关性能，由于镍钴、铬等材料的产量少，相对其他新能源电池而言，生产成本也较高，在一定程度上抑制了其发展前景。尤其是近年来，随着价格相对低廉的锂离子电池的不断发展完善，产量不断增加，镍氢、镍铬电池的市场份额被抢占，价格也随之下降，在新能源汽车中的应用逐渐减少。新能源汽车动力电池的发展趋势规模化生产随着人们的生活质量改善，环保意识增强，对于绿色出行也越来越具有自己的理解和坚持，对于汽车尾气污染情况给予了更多重视。在这样的时代背景下，新能源汽车有巨大的发展空间，而作为新能源汽车关键性技术的动力电池应用也更广泛，在科技支持下将向规模化生产方向发展。随着智能化生产技术的发展和普及，将智能化技术应用于动力电池生产的成为相关企业的主要变革方向，可优化动力电池的研发、制造、测试等工作流程，是提高动力电池生产效率与质量的重要措施。企业可借助大数据分析找出各生产流程之间的相关性，不断优化各项流程，实现规模化生产，也有助于降低人力、物力成本，提高企业经济效益。商业合作化随着经济迅速发展，商业合作化成为企业发展的一个重要方向，新能源汽车动力电池也需紧跟时代发展趋势，实现商业合作化。在相关政策的指导下，汽车制造、研发企业需重视与其他国内企业甚至国外企业合作。企业之间需加强交流沟通，优化资源配置，彼此交流经验，实现资源与信息共享，可有效提高蓄电池技术研发的速度，提高研发成果质量与先进性从而引领新能源汽车的发展与进步。同时在充电设施、电池制造原材料、电池性能维修等方面也可加强商业化合作，全面推进动力电池在新能源汽车中的应用与发展。重视研发目前新能源汽车动力电池市场蓬勃发展着，但其性能方面均存在明显缺陷，并未达到理想的性能状态，给新能源汽车带来一定影响和争议。为确保新能源汽车得以稳定、快速地发展，汽车制造企业需重视对于动力电池技术的研发，充分发挥创新能力，提高动力电池的性能、蓄电量、适用性与安全性。企业需重视市场调研，了解新能源汽车的使用情况、销售情况、消费者需求等，在坚持零排放、无污染的同时尽可能地提高新能源汽车的续航能力、使用寿命、提速能力等，满足消费者的需求。在不断研发中，新技术和工艺的产生，新材料的使用，将制造出性能更理想的动力电池，不断提升电池续航能力，缩短电池充电时间，从技术角度推动动力电池的发展。再生利用随着新能源汽车的大量生产和使用，报废动力电池数量也不断增多，加强废旧动力电池的回收再利用十分重要。由于汽车动力电池的体积大、能量密度高、数量众多，其中所包含的电解液、重金属等物质若处理不当也容易给自然环境造成污染，因此对动力电池的再生利用提出了更高要求完善动力电池回收网络，提高其再生利用技术是动力电池发展程中的一个重要部分，高回收利用率不仅能够减轻污染和资源损耗，也能降低厂家生产成本。由于动力电池的特殊性，其回收处理对于技术、材料、工艺等因素的要求较高，处理过程具有一定危险性。因此，在将来的发展中，电池生产企业需要将电池回收与再生利用整合成为一个完整产业链，研发引进先进技术对废旧电池进行处理，提取可再利用的材料，处理有害物质，与其他相关企业合作，以最大限度地利用废旧电池，减少污染与浪费。总结新能源汽车经过不断地改善与调整，已经逐渐走进大众视野，得到大量生产与使用，其使用的动力电池类型也多种多样