【MFC推荐】科普|保时捷出新型电池，新能源汽车电池还有哪些？

2023-08-28 14:16:04 来源：

导读：

据相关媒体报道，保时捷正准备着手研发新型固态电池，可使电车续航达1300公里以上，这一信息让我们注意到新能源汽车电池市场。新能源汽车千差万别，但新能源汽车的核心零件动力电池，就要简单的多，今天就让我们一起来get动力电池的那些知识点。

首先是保时捷正在研发的新型固态电池，其研究人员认为此类电池的能量密度将提升50% ，有望让电动汽车的续航里程超过807英里（约1300公里）。并且正尝试用硅来代替石墨，预计能够将电池储能密度提高10倍，同时具备快速充电的能力，可以在15分钟的时间内将电量从5%充到80%。

这种硅阳极材料存在使用寿命的问题，吸收锂时会膨胀300%，从而影响到电池的使用寿命，保时捷目前正在研究减少硅含量，同时在电池阴极中增加镍含量，以实现更高的充电容量。保时捷表示有信心在未来几年内将新电池应用于电动汽车上，让续航里程增加到1300公里，后续通过固态电池的优化，可以让续航里程再增加30%-50%，充电功率增加到500kW，彻底消除续航焦虑。

我们来盘点一下市场上常见的电池类型：

磷酸铁锂电池

磷酸铁锂电池是用磷酸铁锂作为正极材料的锂离子电池，特点是不合结等贵重元素，原料价格低，而且磷、铁在地球上的含量丰富，不会有供料问题。它的理论工作电压适中(3.2V)、单位重量下电容量达到((170MAH/G)、高放电功率、可快速充电且循环寿命长，在高温与高环境下的稳定性高。

优点：具有更高的安全性、更长的使用寿命、不含任何重金属和稀有金属(原材料成本低)、支持快速充电、工作温度范围广。

缺点：存在一些性能上的缺陷，比如振实密度与压实密度很低导致电池的能量密度较低，材料的制备成本与电池的制造成本较高，电池成品率低，一致性差，知识产权等问题。

代表车型：长安欧尚X7EV、荣威E15、奇瑞EQ、比亚迪唐、腾势电动车、东风风神E30、江淮和悦IEV4、北汽新能源EC220、江淮IEV7L、通用赛欧SPRINGQ、安逸动纯电动、菜威550PLUG-IN等。

三元锂电池

三元锂电池用镍钴锰酸锂做为正极材料，石墨作为负极材料的锂电池。能量密度在所有锂电池技术中排名第一，达到250KWH/M3。三元锂电池对温度的敏感度较高，在200度左右就会发生分解。

优点：能量密度高，循环性能好，目前，电池的标称电压已达到3.7V，在容量上已经达到或超过钻酸锂电池水平。

缺点：高温结构不稳定，导致高温安全性差，且PH值过高易使单单体胩气，进而引发危险，目前造价较高。

代表车型：比亚迪宋EV40Q、理想ONE、吉利帝豪GSE、特斯拉MODELS、北汽绅宝EV等。

氢燃料电池

氢燃料电池正极是空气和氧气，负极是氢气，中间是隔膜和电解液。从原理上来讲，它和锂离子电池是不一样，无法充电。

优点：能量密度非常高;充氢时间短，现在高压充气日本的氢燃料电池只需5分钟，充气可以跑500公里。

缺点：氢气的安全使用;储存运输费用高;技术未产业化，未被市场验证;不能并网充电。

代表车型：现代Nexo和丰田第二代Mirai。

锂硫电池

锂硫电池是以硫元素作为电池正极，金属锂作为负极的一种锂电池。

优点：重量能量密度比较高，达到300-350WH/KG;成本很低。

缺点：体积能量密度非常低，电池星然轻，但个子比较大;而且有一个致命的缺点，多硫这个正极在电解液里会白己溶解，导致寿命降低。

镍氢电池

镍氢电池是正极活性物质主要由镍制成，负极活性物质主要由贮氢合金制成的一种碱性蓄电池。镍氢电池是在1960年发展起来的新型绿色电池，它的创始人是自学成才的斯坦福。

优点：放电电流大、能量密度高(续航能力强)、发热量小。

缺点：具有记忆效应，在充放电过程中容易衰减。

目前市面上主流的动力电池主要是三元锂电池和磷酸铁锂电池。但绝大多数新上市的电动汽车基本都采用三元锂电池，主要原因是三元锂电池的电池能量密度要远高于磷酸铁锂，低温更稳定。但从安全性和重复使用寿命两个角度而言，磷酸铁锂电池的性能都是要优于三元锂电池的。

另外固态电池一直被认为是下一代电动车重点的发展方向之一，可以有效解决安全、快充等多种现存的问题，除了保时捷，世界多家企业都对固态电池有研究。今年早些时候，日产表示将在2025年制造第一批无液体、成本较低的固态电池，并计划于2028年生产一款由固态电池驱动的全新电动汽车。此外，丰田也计划2025年前实现全固态电池小规模量产，2030年前全固态电池要实现稳定量产。在国内，宁德时代、比亚迪等世界领先的电池制造商同样也有布局固态电池，宁德时代更是在今年发布了单体能量密度高达500Wh/kg的凝聚态电池，值得期待。

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