新能源汽车电池技术最新动态

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铅酸电池的优点：

(1)常用电池中，铅酸电池的电压为2.0V

(2)制造成本低；

(3)可制成各种尺寸和结构的蓄电池；

(4)高倍率放电性能好，可用于发动机起动；

(5)电能效率可达60%；

(6)高低温性能好；

(7)易于浮动充电，无“记忆”效应，易于识别充电状态。

铅酸电池的缺点：

(1)比能量低，新能源汽车需要占用的整体质量和体积比较大，一次充电可以行驶的里程比较短；

(2)使用寿命短，后期使用成本高；

(3)充电时间长；

(4)铅是一种有污染的重金属。

镍氢电池

氢镍电池是20世纪90年代发展起来的一种新型电池。其正极活性物质主要由镍制成，负极活性物质由氢合金支撑，为碱性电池。镍氢电池是新能源汽车电池技术最新动态一种绿色能源电池。目前很多新能源动力汽车用的电池组都会选择镍氢电池。大众途锐如下图。

镍氢电池的特点：

(1)高比功率；

(2)周期多。目前电动汽车用氢镍动力电池组在80%放电深度下可达到1000次以上循环，是铅酸电池的3倍以上，100%DOD的循环寿命也是500倍以上。可用于混合动力电动汽车五年以上；

(3)无污染，镍氢电池不含铅、镉等对人体有害的金属；

(4)耐过充过放，无记忆效应；

(5)温度范围宽；

(6)安全性，能抵抗短路、挤压、针刺、跌落、发热、振动等。没有爆炸或燃烧。

锂离子电池

锂离子电池由日本索尼公司于1990年首次引入市场，是世界上最新一代的可充电电池系统。与镍氢电池相比，混合动力电动汽车使用锂离子电池，可以使电池系统的质量减少40%~50%，体积减少20% ~ 30%，能效大大提高。

如今，大多数新能源汽车都使用锂离子电池来提供动力，比如特斯拉。

根据正极材料的不同，锂离子电池可分为锰酸锂电池、磷酸铁锂电池和镍钴电池等。目前大多数新能源汽车使用的二代电池是磷酸铁锂电池，这也是未来锂离子电池的发展方向。

锂离子电池：的优点

(1)工作电压高，是镍氢和镍镉电池的3倍；

(2)比能量是镍镉电池的3倍，镍氢电池的1.5倍。

(3)循环寿命长，在低放电深度可达1000次以上，上万次，超过其他二次电池；

(4)自放电率低，锂离子电池自放电率仅为6% ~ 8%，远低于镍镉电池和镍氢电池。

(5)无记忆，无污染，随机塑形。

锂离子电池缺点：

(1)成本高于镍氢电池，与镍镉电池相当，但高于铅酸电池。

(2)必须有专门的保护电路，防止过充。

燃料电池

燃料电池是一种化学电池，直接将物质的化学反应释放的能量转化为电能，需要持续供给活性物质(反应物质)————燃料和氧化剂。

燃料电池的发展基于电化学、电催化、电极过程动力学、材料科学、化学过程和自动化。最早的燃料电池是1839年在格洛夫成功制造的，它使用的是电解水产生的氢气和氧气。

燃料电池：的优缺点

燃料电池不是纯粹意义上的电池，而是输送电能的“发动机”。它将化学能转化为电能，然后输送给电池，再输送给电机。其利大于弊：

(1)能量转换效率更高；

(2)无污染；

(3)结构简单。燃料电池汽车的电池模块(质子交换膜燃料电池)是一种积木式结构，使得电池组的组装和维护非常方便，运行时的噪声也较低

(4)充足的氢能来源

新能源汽车对电池系统的要求就像内燃机车对发动机的要求一样。新能源汽车对电池组也有严格的要求，与这些要求直接相关

新能源汽车在电驱动方面的效率等问题；

(1)比能。为了提高电驱动的续航里程，要求汽车上的动力电池需要最大限度地储存能量，但前提是车身自重和占用空间不能增加太多，所以电池组需要有较高的比能量。

(2)比功率。为了使电传动的加速性能、爬坡性能和负载性能与内燃机车相当，对电池组的比功率会有很高的要求。

(3)充放电效率。电池中的能量必须经过充放电充电的循环，高充放电效率对电驱动的驱动效率起着至关重要的作用。

(4)稳定性。电池组应在快速充放电的往复条件下保持性能稳定，使其在电力系统的运行条件下达到足够的放电周期。

(5)成本。除了降低电池的初始购买成本，还需要提高电池的使用寿命。

(6)安全。电池不会自燃或引起燃烧，同时当车辆发生碰撞时，不会对驾驶员和乘客造成伤害

新能源汽车电池充电方式

(1)常规充电方式：此类充电方式是采用恒压、恒流的传统方式对汽车电池进行充电。这种方式以相当低的充电电流为蓄电池充电，电流大小约为15A，若以的蓄电池为例，充电至少要持续8个小时以上。这种充电方式是目前比较常见的电动车充电模式，成本低且工作稳定，但缺点是充电速率较慢。

(2)快速充电方式：以150～400A的高充电电流在短时间内为蓄电池充电，与常规充电方式相比，其制造以及安装成本更高，主要目的是在短时间内给电动车完全充电。

虽然充电速度加快，但是因为在快速充电过程中，电池发热量急剧增加，同时电池内部剧烈进行化学反应，所以对电池的寿命会造成一定影响，从而使电动车的后期使用成本大幅度增加。

(3)无线充电方式：这是一种比较新的充电模式，其概念类似于移动电话的原理，是一种将电能转换为一种符合现行技术标准要求的特殊的激光或者微波束，并在汽车某位置安装接受器作为充电接入口即可。

(4)更换电池方式：即在蓄电池能量耗尽后，用充满电的电池或电池组进行更换。一般在此类模式中，电池归品牌经销商、厂家所有，电动车用户只需要租用电池即可。

(5)移动式充电：对于电动汽车的蓄电池而言，最理想的情况是在行驶中进行充电，这样就可以最大限度地降低续航里程对于电动车行驶和普及的制约，不过此类充电模式需要政府的大力支持才可以，因为关系到在公路路面之下架设充电系统。

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新能源汽车前景堪忧 新能源汽车发展

2月1日，奥迪ag零部件公司在萨尔茨吉特的第一家汽车动力电池回收试点工厂正式开业。随着项目的发展，奥迪公司在实现动力电池整个价值链的端到端可持续发展方面迈出了坚实的步伐。这一消息再次引起了人们对新能源汽车动力电池回收的关注。

“电池是电动汽车的核心部件。随着新能源汽车产品的早期推广应用逐渐进入退役期，生产的退役电池数量开始呈现大规模趋势。”中国汽车工业协会总工程师、副秘书长叶盛基在接受《经济日报》记者专访时表示，动力电池回收行业开始从早期的示范转向商业化。

坐拥大规模趋势的新能源汽车退役电池市场，动力电池回收这一新兴行业迅速站到了风口浪尖。然而，面对看似诱人的“蛋糕”，却不容易品尝到真正的“美味”。

大大小小——

预期报废量大，实际回收量小

在政策和市场的推动下，中国新能源汽车产业近年来发展迅速。随着早期新能源汽车逐渐进入退役期，一批电池也进入了退役过程。

据相关专业人士介绍，磷酸铁锂和三元电池是目前电动车使用的两种主要电池类型。通常当新能源汽车动力电池的剩余容量降低到初始容量的70%-80%时，就不能满足车载使用的要求。

保守考虑，乘用车电池报废年限定为7年，商用车定为5年。预计2020年我国新能源汽车退役电池容量约为，到2025年，新能源汽车退役电池容量约为。根据动力电池应用分公司预测，考虑到未来退役电池的指数增长，到2030年，动力电池回收的市场规模将超过1000亿元。

但事实上，在过去的一年里，进入回收企业的电池数量远远少于预期。电池在哪？这是目前困扰电池回收企业的首要问题。

“官方宣传”的回收网点数量在过去两年中确实有所增加。2018年，工信部、科技部等七部门联合发文，明确车辆企业应承担回收锂电池的主体责任，随后一批由车辆企业或梯级利用企业指定的回收网点如雨后春笋般涌现。

但据业内反馈，全国各地近万个回收点的设置更多是流于形式。由于退役电池数量少，回收渠道不完善，大多数回收网点的利用率仍然很低。目前，新能源汽车退役的电池分散在市场上各种主体手中，有些企业收到电池后直接出售，赚取差价。

“总的来说，公布的政策主要是行政政策，缺乏强制和惩罚措施，对工业发展的约束力有限。建立完善的废旧电池回收渠道是行业健康发展的基石。”纪建议严格回收企业准入条件，加强动力电池可追溯管理，彻底整治小作坊型企业回收乱象，规范回收渠道。

多多少少——

新增回收企业中有很多领导骨干

面对诱人的市场前景，一批批企业蜂拥而至。据天空调查数据显示，截至目前，中国有242家企业的经营范围包括“动力电池回收”，2020年将新增85家企业，占三分之一以上。

“中国的动力电池是有人处理的，没有技术问题。”浙江华友循环科技有限公司(以下简称“华友循环”)总经理魏豹表示，2017年，业界仍担心无人处置退役动力电池，但截至2020年底，国内电池回收企业的产能已远远超过退役动力电池

汽车公司也进入了电池回收领域。威来电池运营部技术专家周泽润告诉记者，威来与宁德时报、国泰君安等企业共同投资电池资产公司——威能。未来的目标不仅仅是回收，而是管理电池的整个生命周期，这将涉及从供应链的上游，到生产和车载服务，到报废和材料回收。

“目前行业最大的痛点是还没有做好大规模淘汰电池的准备。”魏豹认为，以往动力电池回收企业发生爆炸等安全事故的主要原因不是技术问题，而是废品率的突然上升给企业带来了新的挑战。

事实上，如果退役电池没有得到妥善利用和处置，除了电击、火灾等电气安全隐患外，电池和电解液材料中含有的镍、钴等重金属也会对生态环境造成严重污染。

叶盛基表示，从长远来看，行业的发展必须依靠重点企业的技术创新来发挥主导作用。然而，由于企业尚未形成良好的盈利点，企业的R&D投入和力量不足，技术进步缓慢，形成恶性循环。他建议充分发挥行业组织的整体协调作用，汇集汽车企业、动力电池企业、回收企业等产业链优势资源，开展产业化技术协同创新，培育行业龙头企业，引领行业发展。

低和高——

回收率低，利用价值高

新能源汽车开发前期主要使用磷酸铁锂电池，所以现阶段磷酸铁锂电池主要用于电池回收，不含钴、镍等高价值金属材料，回收很难盈利。此外，目前的回收数量有限，难以形成规模效应，导致大量产能闲置，回收企业难以盈利。

“汽车行业很多东西都在降价，但退役电池的价格却在逐渐上涨。”魏豹告诉记者，动力电池回收行业处于初级阶段，许多企业会因为明显的增长迹象而以相对较高的成本进入该行业，导致动力电池价格不合理，不符合市场规律。“阶梯电池的价格已经几乎等于新电池的价格”。

相比于利润率低，动力电池回收的价值非常高。叶盛基表示，电动车退役电池的可用容量仍然很高，其中所含的镍、钴、锰等金属材料在资源稀缺的情况下，回收价格很高

“华友循环累计回收的电池，从直接电池包算起接近1万吨，如果再加上回收的一些中间品，总量可能超过3万吨。”鲍伟表示，公司通过规模化运作降低生产成本，同时拥有领先的技术，结合对电池工厂废料的回收处理，综合起来资源再生板块已经实现了盈利。

除了盈利难外，周泽润分析说，做动力电池回收在技术上还有三个难点，即“看不见”“拿不到”“用不好”。“看不见”指动力电池是数据驱动的业务，很难有企业可以看见全量的数据；“拿不到”是产权问题，监管部门要求主机厂承担主体责任，但电池都在用户手上，无法确权就拿不到电池；“用不好”是看不到数据、拿不到电池的结果，产业链不畅通导致难以落地。

在规模效应形成之前，多元化经营、技术升级、抱团取暖成为业内企业探索的主流模式。同时，肃清市场环境、建立溯源体系以及环保意识的养成依然是行业迫在眉睫的重点工作，毕竟，已经开启规模化趋势的退役电池留给回收行业的准备时间不多了。（经济日报记者刘瑾）

（责任编辑：刘朋）

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