【正文】 對于鋰電池，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 金屬元素價格與儲量 金屬元素 金屬價格（萬元 /噸） 世界儲量（萬噸） 產(chǎn)量（萬噸） 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，市場廣泛，運行成本低，維修方便等，相對于其它新型電池，仍有較大的市場需求。毫無疑問，現(xiàn)在燃料電池電動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。 超級電容前景廣闊 超級電容器產(chǎn)品雖然問世不久，但由于它具有特殊的優(yōu)點，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)之一的動力電池勢必會扮演更重要的角色。只有這個產(chǎn)業(yè)模塊中的每個因素都足夠成熟，才能推動電池技術(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 馮端端老師對我的關(guān)心和支持尤為重 要。 同時，感謝在整個畢業(yè)設(shè)計期間和我密切合作的同學(xué)，和曾經(jīng)在各個方面給予過我?guī)椭幕锇閭儯诖?，我再一次真誠地向幫助過我的老 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)整等各個環(huán)節(jié)中都給予了我悉心的指導(dǎo)。 感謝我的家人對我大學(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)三年深造的機會，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。而且，動力電池企業(yè)要真正做大做強，還要經(jīng)受產(chǎn)業(yè)規(guī)?；?、大比例研發(fā)投入和國外巨頭擠壓的考驗。超級電容車一旦展開普及，市場前景會大大地超出想象。但是，燃料電池電動汽車應(yīng)用成本的目標是 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一步發(fā)展。 金屬元素價格與儲量如表 42所示。但同時考慮到儲能電站的發(fā)展，鋰離子電池技術(shù)在和全釩液流技術(shù)的競爭中，通過技術(shù)進步和成本降低，占據(jù)一定市場份額的情況，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力電池的主流，勢必借助新興產(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 年我國新能源汽車技術(shù)發(fā)展規(guī)劃（見下表 41 所示 ）， 2020 年國家 “十二五 ” 電動汽車發(fā)展規(guī)劃正在由有關(guān)部委制定，有望 2020 年底出臺，認為小型純電動乘 用 車將是 3～ 5 年內(nèi)中國電動車產(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自行車的報道。由于燃料電池與普通電池相比具有能源和裝置靈活，壽命及待機時間長，生態(tài)平衡好，自身排放低等優(yōu)點，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)燃機的要少得多，且沒有其它污染排放 (如氧化氮、氧化硫、碳氫化物或微粒 )問題。倫敦帝國大學(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。目前美國已有 5kW的 SOFC產(chǎn)品出售。美國至今已開發(fā)的具有代表性的運輸用燃料電池公共客車、轎車已達 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。研究表明電池裝置的結(jié)構(gòu)對系統(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小得多。目前美國已有少量銷售 PAFC，其商品化階段已經(jīng)開始。因而運行中需采用純態(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。這些負電子經(jīng)外電路到達導(dǎo)電的陰極，同時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格低、電位高、環(huán)境友好、安全性能高等優(yōu)點，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），無毒（ SGS認證通過），無污染，符合歐洲 RoHS規(guī)定，為絕對的綠色環(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 350℃ ～ 500℃ 而錳酸鋰和鈷酸鋰只在 200℃ 左右。綜合考慮，性能價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，而鋰電池的特長與其它兩類電池相比放電率極低。鋰電池相 對而言因為完全沒有記憶效應(yīng)，在使用上非常方便簡單?？芍恳粋€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電池組合時數(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 鎳氫電池的工作原理 鎳氫電池是 20世紀 90年代發(fā)展起來的一種新型綠色電池，具有高能量、長壽命、無污染等特點，因而成為世界各國競相發(fā)展的高科技產(chǎn)品之一。 （ 3） 電池為貧液設(shè)計。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電動汽車上。目前，仍有不少混合動力汽車和純電動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，維護困難，運行壽命短（＜ 3000h），氫的來源和儲運困難，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鉑計算，我國年產(chǎn) 4噸的鉑只夠解決 80萬輛燃料電池車）。 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)壽命等指標能否在大批量生產(chǎn)時滿足要求，似乎是對電池企業(yè)的重要考驗。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，所以其市場生命力估計只有 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，在今后很長一段時 期內(nèi)，鉛蓄電池仍舊將在電動車領(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，有力地推動了電動自行車市場的飛速發(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力源 [2]。目前從理想角度講對于電動 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 ； (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) 對環(huán)境無害 ， 可回收 ； 但目前還沒有一種能源能夠完全滿足上述要求。為做到社會的可持續(xù)發(fā)展 ， 應(yīng)當大力發(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