电动汽车用锂离子电池技术的国内外进展简析

1、电动汽车用锂离子电池技术的国内外进展简析1、电动汽车电池技术获得突破性发展蓄电池及其管理系统是电动汽车的关键技术之一。在以往几年中，大部分企业在电动汽车研制中曾遭遇尴尬，主要是因为采用了铅酸、镍镉、镍氢电池（Ni-MH ）等。现在，经过研制与实验比较，采用能量密度更高的锂离子电池取代铅和镍氢电池，运用于汽车领域正成为一项核心技术，它具有重量轻、储能大、功率大、无污染、也无二次污染、寿命长、自放电系数小、温度适应范围宽泛，是电动自行车、电动摩托车、电动小轿车、电动大货车等较为理想的车用蓄电池。缺点是价格较贵、安全性较差。不过现在已有技术开发锰酸锂、磷酸铁锂、磷酸钒锂等新型材料，大大提高了锂离子电

2、池的安全性，而且降低了成本。2、锂离子电池产业化动态随着成本的急剧降低和性能的大幅度提高，已有许多汽车生产厂家开始投入使用锂离子电池。下表是主要锂离子电池厂商研发与生产概要。截至2006年 10月为止，全球主要国家已有 20余家车厂进行锂离子电池研发。如富士重工与NEC合作开发廉价的单体（Cell ）锰系锂离子电池（即锰酸锂电池），具有高安全性、低制造成本特点，在车载环境下的寿命高达 12年、 10万公里，与纯电动汽车的整车寿命相当。东芝开发的可急速充电锂离子蓄电池组，除了小型、大容量的特点之外，采用了能使纳米级微粒均一化固定技术，可使锂离子均匀地吸附在蓄电池负极上，能在一分钟之内充电至其容量

3、的 80%，再经 6分钟便可充满电。美国的主要电池厂Johnson Controls针对电动车需求特性的锂离子电池于2005年9月在威斯康星州Milwaukee 设立研发地点，2006年 1月另出资 50%与法国电池厂 Saft共同成立 Johnson Controls SaftAdvanced Power Solution （ JCS）。JCS 于 2006年 8月承接了美国能源部 (DOE) 所主导 2年 USABC(United States AdvancedBatteryConsortium) 纯电动车锂离子电池研发计划合约，另外亦与车厂签约提供高功率锂离子电池。我国在锂离子电池方面的

4、研究水平，有多项指标超过了USABC 提出的 2010年长期指标所规定的目标，已能自主开发出用量在 5080 公斤以下，可适用于电动自行车、电动摩托车、电油混合动力车、油电混合动力电动车，行驶距离在80公里以内的小型、轻型供上下班使用的家用电动小轿车的锂离子蓄电池，并有足够好的安全行驶性能。从1997年开始产业化经验的苏州星恒作为国家锂离子动力电池产业化示范工程项目基地， 其研发的动力电池组已通过美国UL 和欧盟独立组织 Extra Energy 的测试认证， 并在苏州建成第一条动力锂离子电池的生产线并顺利试产，目前已实现量产。3、蓄电池技术还需继续进一步发展目前，锂离子电池应用于电动车的课题

5、，有电池寿命机理（高功率电池老化特征、老化电池诊断、老化电池电化学模型、电池寿命预测方法开发）、电池的低温性能表现（低温性能特点、 低温电解质模型、低温性能模拟） 、容许偏差、过热偏差、过负载偏差、检查诊断与降低电池成本（材料筛选与开发、低成本制造）等。而长期探索研究主要集中在系统与材料两方面。一方面，各企业所公布的大部分纯电动汽车蓄电池实验室测试数据，如加速性能、充电时间、持续里程数等，还须在复杂的外部环境实际运行下，进一步验证其可靠性，以及生产批量化质量控制。另一方面，在我国锂离子电池生产中，锂离子电池所需隔膜材料未能有实质性的突破，全部依靠进口，价格昂贵，占到动力电池成本的30%以上。如果在这一材料上实现规模化生产技术，即可大幅度降低成本。此外，有专家认为，从20世纪 90年代初各国研究成功的电动汽车来看，虽然蓄电池的比能量比现在的新型电池要小，但是各种电动汽车测试达到的各项性能指标，对一般的使用者来说，也是可以满足的。当时实现不了电动汽车产业化的主要原因，在于蓄电池的使用寿命太短。纯电动汽车所使用的蓄电池组成本一般要占新车造价的二分之一，如果需要购车人在几年之内即更换蓄电池组，就意味着高额的使用成本。现在，第二代纯电动汽车蓄电池比能量已经有了很大的提高，生产蓄电池的材料与蓄电池的结构也取得了很大的进步，但是其使用寿命并未获得重