1、新能源汽車技術發展狀況1總體狀況新能源汽車是一項系統工程，涉及物理、材料、電化學、電機、控制等多種學科，需要綜合電池、電機、控制系統等 多領域技術的支持、多種部件的匹配合成，其發展是一個國 家科技實力和制造能力的綜合體現。動力電池組是新能源汽車的核心部件之一， 是新能源汽車發展的基礎和瓶頸。目前阻礙新能源汽車發展的瓶頸主要是動力電池在續航能力、成本等方面與傳統汽車相比還有一定 差距。只有動力電池組技術水平有較大提升，新能源汽車產 業才能發展壯大。經過多年努力， 我國初步建立了混合動力、 純電動和燃料電池的“三縱”，電池、電機、電控的“三橫”的研發布局和技術體系；初步掌握新能源汽車整車開發技術，

2、動力電池和電機取得重要進展，部分產品基本滿足示范運行要求；部 分產品實現了小批量生產和示范運營，正逐步向產業化推 進。同時，初步形成了節能與新能源汽車技術標準體系和測試評價能力。圖16： “節能與新能源汽車”重大項目總體布局汽牟矢技術備類盤舉產品整車動力 轟織撚成揑術尊 食 M 布 冃處性吼礎找康馳動電桝*電機恂功殺統息虜授功機加處翌掙 平夸建擔2.技術發展路線與動態電池目前常用的二次可充電電池包括鉛酸電池、鎳鎘電池、鎳氫電池以及鋰離子電池。相對傳統的鉛酸以及鎳氫和鎘鎳電 池而言，鋰離子電池的歷史雖然很短，但憑借其出色的性能 在通訊、IT等領域獲得廣泛應用，近年則在新能源動力市 場嶄露頭角。圖

3、17:各種電池性能比較項目超級電客器鉛燧養電池操耦電池鐸氫電池鋰禽子電池燃料電池充電時間f小時10秒w幾分聊4-124-1012-363>4充放電次數500000400-6M400-5D0>5001000>500工作電痂極高高高罔中低記憶效應無輕微有有很輕韁自敢電率（骼f月）高C.0325% 仲）20%(4>)5-10%低質鴕鑿度4-10305060-60100-200>500功率密度I W/KG ）>1COO<1000>1000>1000>100035-1OOQ安全性憂毀良良差差環境零污染基本無污染基本無污染基木無污與零污染鋰離子電

4、池是指分別用二種能可逆地嵌入與脫嵌鋰離子 的化合物作為正負極構成的二次電池。鋰離子電池反應是一 種理想的可逆反應。充電時鋰離子從正極化合物中脫出經過 電解質嵌入負極，同時電子的補償電荷從外電路供給到負 極，保證負極電荷平衡； 放電時則相反，鋰離子從負極脫出， 經過電解質嵌入正極。動力鋰離子電池是以鋰離子電池為材料的一種高能量密 度電池，是專門為機動車提供動力的鋰電池，具有零污染、 零排放、能量密度高、體積小和循環使用壽命長等優點，是 國內外動力電池發展和應用的趨勢圖18: 鋰離子電池充放電原理圖圖19:鋰離子電池內部構造圖（聚合物鋰電）鋰離子電池是代表未來發展方向的綠色能源電池，相比其他二次電

5、池的性能優勢主要表現在：電壓高，單體電池的工作電壓高達 ，是Ni-Cd、Ni-H電池的3倍。比能量大，目前能達到的實際比能量為100-125Wh/kg和 240-300Wh/L（ 2 倍于 Ni-Cd，1.5 倍于 Ni-MH）,未來隨著 技術發展，比能量可高達150Wh/kg和400 Wh/L。循環壽命長，一般均可達到500次以上，甚至1000次 以上.對于小電流放電的電器，電池的使用期限將倍增電器的競爭力安全性能好 ,無公害 ,無記憶效應。鋰離子電池中不含鎘、鉛、汞等對環境有污染的元素：部分工藝（如燒結式）的 Ni-Cd 電池存在的一大弊病為“記憶效應”，嚴重束縛電 池的使用，但鋰離子電池

6、根本不存在這方面的問題。自放電小， 室溫下充滿電的 Li-ion 儲存 1 個月后的自 放電率為 10%左右，大大低于 Ni-Cd 的25-30%， Ni 、 MH 的 30-35%。可快速充放電， 1C 充電是容量可以達到標稱容量的80%以上。工作溫度范圍高，工作溫度為-2545 ° C,隨著電解質和正極的改進，期望能擴寬到 -4070 ° C。隨著社會對環境保護、節能降耗的要求越來越高，鋰 離子電池所具有的循環利用壽命長、環保節能的優點愈加突 顯，尤其是鋰離子電池成本不斷降低及安全性能不斷提高以 后，鋰離子電池將在更多領域替代其他類型的電池，應用領 域不斷拓寬。液態鋰離

7、子電池出現較早，工藝路線相對成熟，成本較低， 占據了當前90%成品鋰電池市場。但是聚合物鋰離子電池采 用高分子電極材料或者膠體狀電解液，不需要厚重的二次包 裝，相對液體鋰離子電池具有能量密度高，形狀任意，更輕 薄，以及高安全性等多種明顯優勢，是一種新型電池。隨著 筆記本電腦、手機、DVD等電器向移動化、便攜化方向發展， 對電池的形狀和性能都提出了更高的要求。這些都給聚合物 鋰離子電池提供了無限的商機。未來發展看好聚合物鋰離子 電池。圖20：鋰離子電池主要組分常見材料1重要組分常見材料正極按鋰過渡金屬M化勒鉆釀理*猛能湮，鎮轄段銀姑輒惓理復合擁料，磷嚴鐵鋰奐極電位接近鋰電位的可議入鋰化合物人造墨

8、，天然石墨石墨化碳材料，石墨叱中間相碳徽珠 利金寫塑化物電解港LiPFo的烷基我酸脂搭 配高分子材將乙烯碳酸脂(EC )丙烯硃酸脂(PC)和低粘度二乙基磯酸脂 (DEC)等隔膜聚烯微多孔膻PE,PP或它門復合B!PP/PE/PP三層隔膜外殼金屬鋼，鋁動力電池是新能源汽車的核 “芯”，動力電池的性能對新能源汽車的成功發展起著至關重要的作用。而正極材料的性 能直接決定相應動力電池能否在電動汽車上有一個好的表 現。新能源氣車動力電池應具有比能量高、比功率大、自放電少、價格低廉、使用壽命長及安全性好等特性。相應的正極材料也應滿足相同的要求。目前技術最成熟、應用最廣泛、商業化最成功的鋰離子電池正極材料是

9、鉆酸鋰，而各國研發 的重點則是能夠應用于電動汽車的動力電池用正極材料，比 如鎳鉆錳酸鋰，錳酸鋰和磷酸鐵鋰等。圖21:主流正極材料性能參數電池體系能畳密度(mAh/g)體積比能 (mAhfcm1!工作電壓-壓實密度(g/cm3)價 «(Us dollar/kg)安全性鉆峨鋰140-160540-5603.73.&-4235差爲酸鋰110-120330-3603.8283.37很好鎮鉆鏈酸鋰1&D-170440-4603.G34-3.724良好磷酸錐鋰130150300-3203.22,5-2.818很好圖22:正極材料參數和電動汽車表現的對應關系正極材料杵能杵性 率全環

10、 能功安循電動汽車性能功率越高，電動車加速、JBWtt能越好電動車的安全性的決罡因秦循環tt越好，電動車壽命越長未來動力鋰電發展趨勢：降成本，提性能純電動汽車續行里程之長短取決于車載動力電池容量大小，性能上動力鋰電應滿足以下幾個方面： 較高的比能量和比功率；(2)優良循環性，較長壽命(10年左右）；（3）較快充電時間；（4）較寬的工作溫度范圍（-30 C-60 C）；（5）較高安全性能。圖23：各種電池性能比較項目超級電容器鉛酸蕃電池蟆鎘電池鎳氫電迪鋰離子電池燃料電池充電時間/小時2秒-幾分鐘4*124*1012-363-4充放電次數5CD0004QC-600400-500，50口1COO&g

11、t;500工作電流礦高高中低記憶效應無有很輕靠旨放電率 啓.月曲）高3%25制中）20% 仲）5*10%低 Wh * KG 1)4'10305060 80100 - 200>200功率密度 W - KG ')>1000<waa>woo>1000>100035-WDD安全性優_股良莖笙壞境零污染基本無污嫌墾本無污染4J本無厲染圖24鋰電池 成本解圖25：鋰電池各部分投資回報率it他iE幅材料1 斛b-405'托 11%鋰離子電池的制造成本中， 正極材料占比最高，將近一半其次為隔膜，占比10%-14%負極材料占整個生產成本的5-15%。各部分投資回報率高低不一，其中隔膜制造的投資 回報率最高，近70%近3年呈逐年上升趨勢。正極材料投 資回報率最低，維持在17%的水平。圖26:主流正極材料比價電池體采能宦功舉成本商業化程度循環壽命環保性安全性鉆