【正文】 對(duì)于鋰電池，中信證券分析師李春波介紹，鋰電池根據(jù)正極材料不同 ，可分為磷酸鈷鋰、磷酸錳鋰、磷酸鐵鋰三種。 表 42 金屬元素價(jià)格與儲(chǔ)量 金屬元素 金屬價(jià)格（萬(wàn)元 /噸） 世界儲(chǔ)量（萬(wàn)噸） 產(chǎn)量（萬(wàn)噸） CO 35 850 Ni 10,000 88 Mn 48,000,000 2500 鉛酸電池受到局限 鉛酸電池已有 150年的發(fā)展歷史，由于其本身技術(shù)成熟，市場(chǎng)廣泛，運(yùn)行成本低，維修方便等，相對(duì)于其它新型電池，仍有較大的市場(chǎng)需求。毫無(wú)疑問，現(xiàn)在燃料電池電動(dòng)汽車成本如此高的主要原因在于燃料電池系統(tǒng)本身的成本太高。 超級(jí)電容前景廣闊 超級(jí)電容器產(chǎn)品雖然問世不久，但由于它具有特殊的優(yōu)點(diǎn)，已在許多領(lǐng)域中獲得了應(yīng)用，其前景可以說是非常廣闊。作為新能 源汽車關(guān)鍵技術(shù)之一的動(dòng)力電池勢(shì)必會(huì)扮演更重要的角色。只有這個(gè)產(chǎn)業(yè)模塊中的每個(gè)因素都足夠成熟，才能推動(dòng)電池技術(shù)的蓬勃發(fā)展。 這次畢業(yè)論文我得到了很多老師和同學(xué)的幫助，其中我的論文指導(dǎo)老師 馮端端老師對(duì)我的關(guān)心和支持尤為重 要。 同時(shí)，感謝在整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)期間和我密切合作的同學(xué)，和曾經(jīng)在各個(gè)方面給予過我?guī)椭幕锇閭?，在此，我再一次真誠(chéng)地向幫助過我的老 師和同學(xué)表示感謝！ 。 馮 老師平日里工作繁多，但在我做畢業(yè) 論文 的每個(gè)階段，從選題到查閱資料，論文提綱的確定，中期論文的修改，后期論文格式調(diào)整等各個(gè)環(huán)節(jié)中都給予了我悉心的指導(dǎo)。 感謝我的家人對(duì)我大學(xué)三年學(xué)習(xí)的默默支持；感謝我的母校 鄭州交通學(xué)院 給了我在大學(xué)三年深造的機(jī)會(huì)，讓我能繼續(xù)學(xué)習(xí)和提高；感謝 鄭州交通學(xué)院 的老師和同學(xué)們?nèi)陙淼年P(guān)心和鼓勵(lì)。而且，動(dòng)力電池企業(yè)要真正做大做強(qiáng)，還要經(jīng)受產(chǎn)業(yè)規(guī)?；?、大比例研發(fā)投入和國(guó)外巨頭擠壓的考驗(yàn)。超級(jí)電容車一旦展開普及，市場(chǎng)前景會(huì)大大地超出想象。但是，燃料電池電動(dòng)汽車應(yīng)用成本的目標(biāo)是 50美元 /kW，距離還很大。但由于鉛酸電池本身受到能量和功率較低、循環(huán)壽命短等特性的局限，使其只能用于低端車型的開發(fā)，這也阻礙了鉛酸電池的進(jìn)一步發(fā)展。 金屬元素價(jià)格與儲(chǔ)量如表 42所示。但同時(shí)考慮到儲(chǔ)能電站的發(fā)展，鋰離子電池技術(shù)在和全釩液流技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)中，通過技術(shù)進(jìn)步和成本降低，占據(jù)一定市場(chǎng)份額的情況，不排除鋰離子電池需求提前爆發(fā)的可能。鎳氫電池仍然是目前動(dòng)力電池的主流，勢(shì)必借助新興產(chǎn)業(yè)扶持政策的東風(fēng)迎來一輪高速發(fā)展的黃金期 [10]。 2020 年我國(guó)新能源汽車技術(shù)發(fā)展規(guī)劃（見下表 41 所示 ）， 2020 年國(guó)家 “十二五 ” 電動(dòng)汽車發(fā)展規(guī)劃正在由有關(guān)部委制定，有望 2020 年底出臺(tái)，認(rèn)為小型純電動(dòng)乘 用 車將是 3～ 5 年內(nèi)中國(guó)電動(dòng)車產(chǎn)業(yè) 發(fā)展的主導(dǎo)方向。另外，還有把燃料電池用于電子廣告牌和電動(dòng)自行車的報(bào)道。由于燃料電池與普通電池相比具有能源和裝置靈活，壽命及待機(jī)時(shí)間長(zhǎng)，生態(tài)平衡好，自身排放低等優(yōu)點(diǎn)，今后它 將替代普通電池在膝上電腦、便攜式電子器件等方面應(yīng)用。 (3)效率高及性能高。以甲醇、汽油等為燃料的燃料電池汽車雖也產(chǎn)生二氧化碳，但其排放量比內(nèi)燃機(jī)的要少得多，且沒有其它污染排放 (如氧化氮、氧化硫、碳?xì)浠锘蛭⒘?)問題。倫敦帝國(guó)大學(xué)的一家派生公司已開發(fā)了一種中溫的 SOFC，它能提供安全連續(xù)的能源，并配有可移動(dòng)的輔助電池組，以便自由應(yīng)用，這種電池可靈活地用甲烷、甲醇、乙醇或純凈的氫氣為燃料。但這種電池由于電解質(zhì)電導(dǎo)率不高，必須在高溫下操作，連接密封材料必須使用鉑等稀貴金屬，電池成本隨之大大增加。目前美國(guó)已有 5kW的 SOFC產(chǎn)品出售。美國(guó)至今已開發(fā)的具有代表性的運(yùn)輸用燃料電池公共客車、轎車已達(dá) 30多種。由于它有很高的能量密度，現(xiàn)已成為汽車領(lǐng)域的熱點(diǎn)。研究表明電池裝置的結(jié)構(gòu)對(duì)系統(tǒng)的效率有很大的影響，而系統(tǒng)的尺寸和操作條件的影響相對(duì)小得多。目前美國(guó)已有少量銷售 PAFC，其商品化階段已經(jīng)開始。因而運(yùn)行中需采用純態(tài)氫氣和氧氣。 另外，僅有燃料電池本體還不能維持工作，還必須有一套相應(yīng)的輔助系統(tǒng)，包括反應(yīng)劑供給系統(tǒng)、排熱系統(tǒng)、排水系統(tǒng)、電性能控制系統(tǒng)及安全裝置等。這些負(fù)電子經(jīng)外電路到達(dá)導(dǎo)電的陰極，同時(shí)余下的氫離子通過質(zhì)子滲透膜 被送到陰極。所需燃料 (氫或通過甲烷、天然氣、煤氣、甲醇、乙醇、汽油等石化燃料或生物能源重整制取 )和氧 (或空氣 )由外界輸入，原則上只要反應(yīng)物不斷輸入，反應(yīng)產(chǎn)物不斷排除，燃料電池就能連續(xù)放電。由于其容量很大，對(duì)外表現(xiàn)和電池相同，因此也有稱作 “ 電容電池 ” [7]。 錳酸鋰主要為尖晶石型錳酸鋰尖晶石型錳酸鋰 LiMn2O4是 Hunter 在 1981 年首先制得的具有三維鋰離子通道的正極材料，至今一直受到國(guó)內(nèi)外很多學(xué)者及研究人員的極大關(guān)注，它作為電極材料具有價(jià)格低、電位高、環(huán)境友好、安全性能高等優(yōu)點(diǎn)，是最有希望取代鈷酸鋰 LiCoO2成為新一代鋰離子電池的正極材料。 （ 7） 綠色環(huán)保 磷酸鐵鋰電池不含任何重金屬與稀有金屬（鎳氫電池需稀有金屬），無(wú)毒（ SGS認(rèn)證通過），無(wú)污染，符合歐洲 RoHS規(guī)定，為絕對(duì)的綠色環(huán)保電池。工作溫度范圍寬廣（ 20℃ ～ 75℃ ），有耐高溫特性磷酸鐵鋰電熱峰值可達(dá) 350℃ ～ 500℃ 而錳酸鋰和鈷酸鋰只在 200℃ 左右。綜合考慮，性能價(jià)格比將為鉛酸電池的 4倍以上。以上鎳氫電池的自放電率為最大，而鋰電池的特長(zhǎng)與其它兩類電池相比放電率極低。鋰電池相 對(duì)而言因?yàn)橥耆珱]有記憶效應(yīng)，在使用上非常方便簡(jiǎn)單?？芍?，每一個(gè)電池本身重量不同，但鋰電池因 ，在輸出同等電壓的情況下使單個(gè)電池組合時(shí)數(shù)目可減少 1/3而使成型后的電池重量和體積減小 [6]。 NiMH 電池有圓柱形和方形兩種。 5 鎳氫電池的工作原理和特點(diǎn) 鎳氫電池的工作原理 鎳氫電池是 20世紀(jì) 90年代發(fā)展起來的一種新型綠色電池，具有高能量、長(zhǎng)壽命、無(wú)污染等特點(diǎn)，因而成為世界各國(guó)競(jìng)相發(fā)展的高科技產(chǎn)品之一。 （ 3） 電池為貧液設(shè)計(jì)。近期開發(fā)的第 3代圓柱型密封鉛酸蓄電池和第 4代 TMF(箔式卷狀電極 ) 密封鉛酸蓄電池已經(jīng)應(yīng)用于 EV和 HEV電動(dòng)汽車上。目前，仍有不少混合動(dòng)力汽車和純電動(dòng)汽車采用新一代鉛酸電池。 但從目前來看，燃料電池汽車總體上仍處于研發(fā)階段，近期、中期不可能大發(fā)展；主要原因是成本高昂，系統(tǒng)復(fù)雜，維護(hù)困難，運(yùn)行壽命短（＜ 3000h），氫的來源和儲(chǔ)運(yùn)困難，加氫站等基礎(chǔ)設(shè)施基本空白，鉑的資源匱乏（以每輛車 20g鉑計(jì)算，我國(guó)年產(chǎn) 4噸的鉑只夠解決 80萬(wàn)輛燃料電池車）。 從以錳酸鋰和磷酸鐵鋰 為正極材料的單體電池特性來看，其比功率、比能量、安全性等指標(biāo)均能夠滿足整車要求，但是系統(tǒng)內(nèi)單體電池的一致性，系統(tǒng)整體的安全性、循環(huán)壽命等指標(biāo)能否在大批量生產(chǎn)時(shí)滿足要求，似乎是對(duì)電池企業(yè)的重要考驗(yàn)。鑒于鎳氫電池的原材料和制造工藝基本成熟，未來性能提高的空間不大，所以其市場(chǎng)生命力估計(jì)只有 3~5年左右，到 2020年以后將被鋰離子電池逐步替代。五 ” 和 “ 十一 可以預(yù)見，在今后很長(zhǎng)一段時(shí) 期內(nèi)，鉛蓄電池仍舊將在電動(dòng)車領(lǐng)域處于不可或缺的地位 [3]。電池組 100%DOD循環(huán)壽命已經(jīng)從 2020年前后不到 200次，發(fā)展現(xiàn)在的 400次以上；比能量也從 35Wh/kg發(fā)展到現(xiàn)在的 40~45Wh/kg，有力地推動(dòng)了電動(dòng)自行車市場(chǎng)的飛速發(fā)展。若能大大降低燃料電池的初始成本 ， 它將最有希望代替燃油汽車成為今后的主要交通工具的動(dòng)力源 [2]。目前從理想角度講對(duì)于電動(dòng) 汽車能源系統(tǒng)有如下要求 ： (1) 高的比能量和能量密度 ； (2) 高的比功率和功率密度 ； (3) 快充和深放電的能力 ； (4) 壽命長(zhǎng) ； (5) 自放電效率小 ， 充電效率高 ； (6) 安全性能好且成本低廉 ； (7) 免維修 ； (8) 對(duì)環(huán)境無(wú)害 ， 可回收 ； 但目前還沒有一種能源能夠完全滿足上述要求。為做到社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展 ， 應(yīng)當(dāng)大力發(fā)展清潔、高效、智能的交通工具。 The solar cell is a kind of a promising new power, permanent, clean sex and flexibility three big advantage, but efficiency is very low and the cost is high, at present and in other batteries are still cannot form the petition. This article from the electric car battery technology development present situation, pare several battery technology development