当代化工研究Modern Chemical R esearch 52019•10行业动态新矣旨源汽车动力电池研究进展与展望*姚乐靖（艾青中学浙江321000）摘耍：伴随着社会的进步，为保护环境、减少污染、开发清洁能源，发展来源丰富、环保节能的新能源汽车引起了各国的重视与研究.而开发环境友好、性能优越的动力电池是有效发展新能源汽车、提升其应用价值与前景的核心问题.本文通过对新能源汽车进行简单介绍，简要分析新能源汽车动力电池餉发展过程及各类动力电池的工作原理，并从电池性能、循环使用寿命、材料与成本等方面对各类动力电池特点与发展前景进行简要总结，对不同类型电池优势及目前存在的问题进行评述，对未来新能源汽车动力电池的发展提出前景展望与建议.关键词：新能源汽车；动力电池；锂离子电池；应用中图分类号：T文献标识码：AResearch Progress and Prospect of Power Batteries of New Energy VehicleYao Lejing(Aiqing High School,Zhejiang,321000)Abstracts Along with the progress of society,in order to protect the environment,reduce pollution,develop clean energy,develop new energy vehicles with abundant sources,environmental protection and energy saving has attracted the attention and research of various countries. The development of p ower batteries with environmental production and superior performance is the core issue to effectively develop new energy vehicles and enhance their application value and prospects.This paper briefly introduces new energy vehicles,briefly analyses the development process of p ower batteries of n ew energy vehicle and the working principle of v arious power batteries,and briefly summarizes the characteristics and development p rospects of v arious power batteries f rom the aspects of b attery performance,cycle life,material and cost.This paper reviews the advantages and existing p roblems of d ifferent types of b atteries,and p uts f orward p rospects and suggestions f or the f uture development of n ew energy automotive p ower batteries.Key words i new energy vehicle^po^ver battery^lithium ion battery；application1.前言近年来由于环境污染和能源短缺问题的加剧，发展和利用不同类型的新型清洁能源，以替代不可再生的化石燃料及缓解环境污染问题引起了人们的广泛关注和研究。
在各国政策的鼓励下，新能源汽车凭借其高能源利用率、低排放等优势迅速发展起来。
按照中华人民共和国国家发展与改革委员会公告定义，新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源（或使用常规的车用燃料、采用新型车载动力装置），综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术，形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车切。
而动力电池作为新能源汽车的重要组成部分，对新能源汽车的发展和应用起着至关重要的作用。
如何开发和研究具有更高性能、更低成本的动力电池是推动新能源汽车实现更广泛市场化的重点问题之一。
从材料易得的铅酸蓄电池，到容量较高的银氢电池，再到高性能的锂离子电池和燃料电池，动力电池的制备技术与性能提升方法不断地被研究升级，但是由于材料和技术等方面的不足，新能源汽车动力电池在性能的发挥和实用上还无法完全取代化石燃料。
本文通过对不同类型的新能源汽车动力电池的介绍，从电池类型与结构、电池性能、循环使用寿命、材料与成本等角度分析其特点与优劣势，为设计与发展更高性能的动力电池提供建议。
2.新能源汽车的发展现状新能源汽车主要分成纯电动汽车、混合动力汽车两大类。
近几年我国在新能源汽车发展的方面已经有了很大的进步，诸多技术等已经有了巨大的突破，但在新能源汽车不断发展的过程中，一些问题不断的暴露出来，具体有以下几点：（1）新能源汽车产业发展战略不明确。
（2）新能源汽车核心技术水平仍然不高。
（3）政策依赖明显，用车环境有待提升孔纯电动汽车是指以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶的车辆⑷。
蓄电池是其唯一动力来源。
纯电动汽车由于完全摆脱了对化石能源的依赖，对环境的污染较小，而且噪音小、结构简单、维修方便。
但是纯电动汽车在高能量、低成本、长寿命以及安全性等方面具有较高的要求且存在需要改进提高的地方。
混合动力汽车是指使用一种或多种动力源的车辆闻。
混合动力汽车一般都是由内燃机和电动机组成，电力与化石燃料的结合即对环境有了一定的保护，又不影响汽车的使用，使其相对于纯电动汽车来说经济性和适应性更加强。
我国现在更加注重混合动力汽车的发展，在不久的将来混合动力汽车会成为主流。
3.新能源汽车动力电池研究现状根据汽车所用动力来源的不同，新能源汽车动力电池主要可以分为两大类，即蓄电池和燃料电池。
应用在电动汽车上的储能技术主要是电化学储能技术，即铅酸、银氢、锂离子电池等储能技术。
燃料电池主要利用氢能源的热值高、无副产物、环保等优势。
近几年这些不同类型动力电池技术随着研究力度的增大都有了较大的提高，我们主要从电池原理技术、能量密度等电池性能、循环稳定性、成本和市场化等角度进行分析。
⑴蓄电池①铅酸蓄电池铅酸蓄电池是目前新能源汽车中使用较为广泛的动力电r当代化工研究U Modem Chemical Research行业动态2019・10池。
由浸入稀硫酸电解液的正极板（PH）?）和负极板（Pb）组成。
电化学反应方程式：负极：Pb-2e-+S042-=PbS04正极：Pb02+2e-+S042-+4H+=PbS04+2H20总反应：Pb+Pb02+2H2S04=2PbS04+2H20铅酸蓄电池的制作工艺比较简单，所以它成本低，价格便宜，适合大批量的生产制造。
我国铅的储量庞大，已查明的铅矿储量为4207万吨，资源量2861万吨⑷。
各个国家对于铅酸蓄电池的技术也比较成熟，如福特公司的混合电动车用铅酸电池比功率已达2〜4kW/kg,比能量60Wh/kg図。
但是仍存在一些缺陷，一是比能量和比功率较低，导致电池容量少，一次充电所能行驶的里程较少，所以铅酸蓄电池所制造的新能源汽车比较适合用于观光车和短程公交车等；二是循环使用寿命较低，充电时间较长；三是铅酸蓄电池的主要组成部分是铅元素，若在回收过程中处理不当的话，可能会导致重金属的污染。
虽然其他动力电池也在不断的开发与发展，铅酸蓄电池在新能源汽车中仍然占据着重要的地位，针对目前需要改进的问题，关键是需要提高电池的容量和循环使用寿命。
我们可以使用密度较小的非腐蚀性容器来促进比能量提升，再在活性物质中增加碳碱氢硫化物来减少对电池容量寿命的影响。
也可在铅酸蓄电池活性物质中加入合适添加剂，使比能量和比功率大幅提高②镰氢电池镰氢电池正极活性物质为Ni（0H）2（称NiO电极）,负极 活性物质为金属氢化物，也称储氢合金（电极称储氢电极），电解液为氢氧化钾溶液。
充放电化学反应如下：正极：Ni（0H）2+0H-=Ni00H+H2（）+e-负极：M+H20+e-=MHab+0H-总反应：Ni（OH）2+M=Ni00H+MH（注：M：氢合金；Hab：吸附氢；反应式从左到右的过程为充电过程；反应式从右到左的过程为放电过程）⑷银氢电池多用于混合动力汽车，优点是电池容量较大，循环使用寿命较长，低温时性能良好，可靠性强，充电时间短，有一定的耐过度充电和过度放电的能力，比能量和比功率都比铅酸蓄电池高，最重要的是镰氢电池对环境无污染，可以实现零排放。
但在实际生产和应用中仍然存在一些问题阻碍着鎳氢电池的广泛应用，譬如原材料金属镰的价格十分昂贵，提高了镰氢电池的成本；镰氢电池具有一定的“记忆效应"，所以充电时尽量要保证电池的电量耗尽否则会降低电池寿命；过度充放电会加剧电池容量的损耗，造成永久性的伤害，减少电池的使用寿命。
根据美国USABC和日本公司对各种电动车用电池的性能以及发展潜力比较论证，综合考虑电池的可靠性、安全性、电池材料的资源与环境问题以及电池性能的发展趋势，确定镰氢电池是近期和中期电动车用首选动力电池页。
因此银氢电池很可能在不久的将来会成为混合动力汽车的主要动力电池，所以克服如今所发现的问题是接下来专家们需要努力研究的方向。
可以在控制系统上加强对电池充放电等的管理，也可以在一定程度上降低成本，提高电池性能。
③锂离子电池锂离子电池主要是正极材料（锂离子金属氧化物，主要包括猛酸锂、磷酸铁锂、钻酸锂等）、负极材料、隔膜和电解液等所组成。
锂离子电池充放电过程的电化学反应方程式：正极：LiCo02^Lil-xCo02+XLi++Xe-负极：6C+XLi++Xe-^LixC6总反应：LiCo02+6C—Lil-x+Co02+LixC6电池在充电时，锂离子从正极材料中脱出，通过电解质溶液和隔膜，嵌入到负极中；放电时，锂离子从负极脱出，通过电解质溶液和隔膜，嵌入到正极材料中间。
因此电极材料、隔膜等材料的设计与制备对于电池性能的好坏至关重要。
锂离子电池是目前比较先进的新能源汽车动力电池。
优势在于：A.重量轻、电池容量大、一次充电所能行驶的里程比其他的动力电池长、比能量和比功率大，它的比能量是银氢电池的两倍，但重量却只有银氢电池的三分之一凶；B.无记忆效应，对电池的损耗少，循环使用寿命较长；C.自放电率低，对电能的消耗少；D.是一种无污染的绿色电池。