瓶颈难解 三类动力电池的优缺比较

自1859年只可充电蓄电池被发明至今，电池已足足发展了一个半世纪。随着人类科学技术的提高和制造水平的进步，电池也在一次次的技术变革中逐渐成长，性能不断提高。但遗憾的是，面对如今电动汽车对动力电池的迫切需求，似乎哪一种电池都还不能完全适合作为主能量源用在汽车上。

目前，电动汽车上普遍采用且较具发展潜力的动力电池有三种：铅酸电池、镍氢电池和锂电池。要谈及它们各自的综合表现，就不得不提及两个概念，一个是比能量，另一个是比功率，说的简单点，就是分别指电池的可持久性和力量大小。比能量高的动力电池就像龟兔赛跑里的乌龟，耐力好，可以长时间工作，持续释放较多的能量，续航里程长；比功率高的动力电池就像百米竞技里的博尔特，速度快，力量大，具有很强的爆发力，可以保证汽车良好的加速性能。显而易见，只有比能量高、比功率大且价格便宜易于维护的动力电池才是电动汽车主能量源的。

铅酸电池

它是目前电动汽车使用为广泛的电池，据不完全统计，在已经生产的电动汽车上，使用铅酸电池的比例占到90%，这主要得益于它的众多优点：发展历史悠久，技术较为成熟，比功率较大，循环寿命也可达800~1000次左右，且成本较低。不过，铅酸电池比能量却很低，仅为40W·h/kg左右，快速充电技术也尚未成熟（一般慢充都在8小时以上），而且污染严重。

镍氢蓄电池

它的优点是比能量和比功率都比较高（相对来讲），且快速充电性能较好，15分钟可充满容量的40%~80%，工作温度范围宽。但是镍氢蓄电池循环使用寿命较短，为600次，价格昂贵，l000W·h约为600~800美元，只有期待大批量生产，才有望降到250美元水平。

锂离子电池

它的比能量和比功率都很高，可分别达150W·h/kg和1600W/kg，循环寿命长，约为1200次，而且充电时间较短，为2~4h，使用电压可达到4V，使用安全性也相对较好。但是锂离子电池价格较高，快充放电性能差，存在过充、放电保护问题，影响了锂电池的进一步应用和发展。

结语

从上面的数据可以得知，每种电池的使用都存在这样或那样的问题，而且有关专家也表示，总体来看，现在的动力电池比能量都较低。以三种电池中性能好的锂电池为例，在能量密度上，它与达到10000~12000W·h/kg的汽油相比还相差甚远。让我们来计算一下，1L汽油约重0.742kg，按车载50L计算，就是满载37.1kg的汽油，约相当于2968~3091kg锂电池所含有的电量，如果将汽油机较低的效率计算进去，两者之间也有约50倍的差距，难怪现在电动汽车上动辄就安装有数百公斤的电池。如此多的电池用量，再加上锂电池高昂的价格，电动汽车形成高价格门槛便成为必然。

另外，不同电动汽车对电池的要求也不一样，纯电动汽车（PEV）由于只有电池驱动，所以需要较高的比能量，而在一般混合动力汽车（HEV）中，电池往往担任制动能量回收、辅助起步加速的作用，因而对电池的比功率要求苛刻，像丰田普锐斯这样的插电式混合动力汽车（PHEV）中的电池就属于能量功率兼顾但都要求不高的类型了。如此看来，要针对不同车型的需求为其设计合适的动力电池，难度的确不小。