新能源汽车电池的发展和研究.docxVIP

一、新能源汽车电池发展研究现状

国外研究情况：日本在新能源汽车电池技术发展方面速度较快。日本政府大力支持电池技术研究，积极向全球推广相关技术，拥有较多的新能源汽车电池专利，在电池技术研究方面处于领先地位。

国内研究情况：我国在持续研究过程中逐渐掌握新能源汽车电池核心技术，并且借鉴日本、美国等国家的数据，依据我国新能源汽车发展趋势，将交换膜燃料电池技术作为重点发展项目，为我国新能源汽车电池发展奠定了坚实基础。

二、新能源汽车电池的主要分类及技术概况

（一）主要分类

蓄电池：一般配置在纯电动汽车的驱动系统中，其内部由不同物质组成，主要包括镍氢电池、锂离子电池以及镍镉电池，其中锂离子电池是目前新能源汽车主流方向，在电量保持、工作温度、单体电压以及比能量方面，均优于传统电池。

燃料电池：以电化学装置的形式出现，利用化学物质反应将化学能转变为电能。

超级电容器：储电能力较低，只能在汽车短距离行驶中使用。

（二）发展情况

不同类型的新能源汽车电池性能差异较大，主要体现在提供动力形式、电池材料和研究成本方面。锂离子电池具有良好的商业化价值，镍氢电池应用技术成熟，现阶段锂离子电池广泛应用于新能源汽车，许多新能源汽车企业将锂离子电池技术作为研究和应用重点。在新能源汽车发展及产业升级过程中，锂离子电池仍能满足发展需求，并且随着技术日趋成熟，成本不断降低，使纯电力驱动汽车在新能源汽车领域竞争力较高。例如大众集团预计在2025年向市场投放超过30种纯电力汽车，逐步扩大在新能源汽车领域的影响力。

三、新能源汽车电池技术分析

（一）基础技术分析

新能源汽车电池基础技术涵盖电学、运输、物理。

电学：包括基本电气元件、发电、变电以及配电，其中基本电气元件技术是基础技术的重要组成部分，不同类型电池技术都需要其支持。电学中的电池续航能力研究也是重点，即在有限容量内产生更多行驶动力。此外电池安装架、悬挂装置、减震器、搬运输送装置以及保持装置也是新能源汽车企业重点研究的技术，这些技术可提高电池运行的稳定性。我国在十二五规划期间逐步扩大新能源汽车领域基础技术探索范围，增加基础技术种类以提高整体水平。

运输：基础技术主要为一般车辆相关技术，在电池技术发展中起到辅助作用。

物理：包括测量、测试、控制以及调节等基础技术，在电池技术发展中起到辅助作用。

（二）核心技术分析

新能源汽车电池核心技术主要包括电池、电机和电控。

电池：是新能源汽车的动力来源，我国新能源汽车使用的电池分为磷酸铁锂电池和三元锂电池，现阶段三元锂电池应用范围较广，续航能力从原有的300公里提升至500公里。

电池材料研究进展

锂离子电池正极材料

高能量密度材料：如磷酸铁锂、镍钴锰三元材料等，能量密度不断提高以满足新能源汽车电池性能需求。

材料结构设计：通过纳米化、层状化等手段，改善材料的电子和离子传输性能，提高电池的倍率性能和循环稳定性。

安全性提升：开发新型锂离子电池材料如富锂材料、硅碳负极材料等，降低电池的热稳定性和安全性风险。

锂硫电池材料

硫正极材料：提高硫的利用率，降低多硫化物的溶解和穿梭效应，如采用碳包覆、复合改性等方法。

电解液和隔膜技术：开发低粘度、高电导率的电解液和具有良好阻隔性能的隔膜，提升电池的安全性和循环寿命。

固态电池材料

固态电解质：研究新型固态电解质材料如氧化物、聚合物等，提高电池的离子电导率和安全性。

固态正负极材料：开发具有高能量密度和良好循环性能的固态正负极材料如锂金属氧化物、锂硫化合物等。

电池集成技术：探索固态电池的集成技术，包括电池壳体、电极连接等，降低电池制造成本。

锂空气电池材料

氧化还原催化剂：研究高效、稳定的氧化还原催化剂，提高氧气的还原和利用效率。

电极材料：开发高比容量的正极材料如过渡金属氧化物、碳材料等，以及高性能的负极材料。

电解液和隔膜：研究适用于锂空气电池的电解液和隔膜，以防止电池的副反应和漏液问题。

锂金属电池材料

锂负极材料：开发高稳定性和低阻抗的锂金属负极材料如多孔碳材料、硅碳复合材料等。

电池结构设计：通过改进电池结构设计如使用锂金属负极集流体，提高电池的循环寿命和安全性。

电解液和添加剂：研究新型电解液和添加剂，降低电池内阻，提高电池的倍率性能。

电池回收与资源化利用研究进展

回收技术：开发高效、环保的电池回收技术如物理法、化学法等，提高电池材料的回收率。

资源化利用：研究电池材料的再加工和利用技术如金属的提炼、非金属的回收等，实现资源的循环利用。

政策与标准：制定和完善电池回收和资源化利用的政策和标准，推动电池产业的可持续发展。

电池性能优化策略

电池能量密度提升策略

材料创新：采用高能量密度材料如锂硫电池、锂空气电池等，提高电池的能量存储能力。

结构设计优化：通过微孔结构设计、纳米复合技术等，提高电极材料的导电性和离子传输速