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主流动力电池优劣势分析
当前比较主流的电池包括超级电容器、金属氢化物镍电池、锂离子电池、燃料电池。超级电容器的特点是可承受瞬间大电流充放电,但储电量低,不能驱动车辆长时间的使用;金属氢化物电池具备大电流充放电能力,安全性好,但是比容量低,体积较大;锂离子电池的电压在这几类电池中最高,比容量高,但它的是安全性、低温性能差;燃料电池从去年开始走进更多人的视线,能量储备充足,可快速补充燃料,但成本高,瞬间输出能力差,致命的缺陷是不能进行能量的回馈,导致驱动的车辆不能只用燃料电池实现刹车时能量的回收。
目前市场的主流的新能源汽车包括日产聆风、丰田普锐斯、雪佛兰沃蓝达等,当然还有红得发紫的特斯拉ModelS。这四款车无一例外地都采用了锂电池或镍氢电池,因此也可以看出,在上述四种动力电池中,锂电池与镍氢电池是竞争最为激烈的两类电池。许多业内人士对功率密度、能量密度、最大容量等参数各有说辞。
实际上,并非所有的参数都高才是最好的(当然也不可能实现)。匡德志指出,功率密度跟电池的应用领域直接相关,如果用在混合动力车对功率要求较高的领域,必然要求功率密度也较大;如果用在纯电动车对功率要求不高但储能要求较高的领域,功率密度要求则可以降低一些,但能量密度要够大。匡德志强调,不论是镍氢电池还是锂电池,它的功率密度和能量密度都可以通过电池设计者根据应用情况进行调整。
例如,特斯拉ModelS具有480公里的续航,其18650锂电池的能量密度达到了200瓦时/千克;而雪佛兰沃蓝达同样采用锂电池,由于其对于纯电续航的要求并不高,只有60公里,因此其能量密度仅为88瓦时/千克(16千瓦时÷181千克)。
电池各项性能的关系
此外,动力电池的各项性能是相互平衡的,或者说“牵制”的,电池性能的优劣不取决于单个电池的某项特性,而取决于综合性能。从上图中我们可以看出,容量与耐久性、高温性能与低温性能、散热性与绝缘性、容忍性与成本是四组互相“矛盾”的参数。因此,匡德志强调,只有综合考虑电池性能参数与环境之间的关系,才能真正具有应用价值。
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