為什么一定要鋰電池

電池選擇上的局限，很大程度取決于電池自身的發(fā)展與商用條件。世界上第一個(gè)電池＂伏特電堆＂是用鋅板和錫板制成的，之后相繼出現(xiàn)了鋅、銅電池，濕電池、干電池，因不會(huì)遺漏、便于攜帶，干電池在之后很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)得到了廣泛應(yīng)用，爾后被愛(ài)迪生發(fā)明的可充電鎳鐵電池所取代。最終采用鈷酸鋰作為正極材料，金屬鋰作為負(fù)極材料而制成的鋰離子電池成為了市場(chǎng)最后的選擇。

相較于其他電池，鋰電池有著明顯的優(yōu)勢(shì)。它的使用壽命很長(zhǎng)，在六年以上，并且電池體積小、能量密度高，可達(dá)到460－600Wh／kg，是鉛酸電池的6到7倍。目前，特斯拉宣布與松下聯(lián)合研發(fā)的21700電池系統(tǒng)能量密度就達(dá)300Wh／kg。與此同時(shí)，鋁電池具備高功率承受力，新能源汽車用的磷酸亞鐵鋰鋰離子電池可達(dá)到15－30C充放電的能力，這便于汽車高強(qiáng)度的啟動(dòng)和加速。鋰電池具有高低溫適應(yīng)性很強(qiáng)、綠色環(huán)保、生產(chǎn)過(guò)程中基本不消耗水等特性。

而電池的商用方面，因?yàn)槭艿襟w積重量、能量的儲(chǔ)存及釋放能力、保存時(shí)間、使用壽命、成本、使用便捷度、量產(chǎn)等多項(xiàng)條件限制，能夠進(jìn)行大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用的電池不過(guò)寥寥。綜合這兩方面原因，鋰電池成為了最佳解決方案。

雖然鋰電池本身的屬性決定了其＂易燃易爆炸＂的宿命，但并不是完全無(wú)法降低風(fēng)險(xiǎn)和安全性的。無(wú)論手機(jī)企業(yè)亦或是新能源汽車公司，通過(guò)合理的電池管理系統(tǒng)以及熱管理系統(tǒng)，電池就能夠保證安全，也不會(huì)發(fā)生爆炸或者自燃現(xiàn)象。

如何解決？

電池在工作中會(huì)釋放熱量，來(lái)不及釋放就會(huì)自燃、爆炸。因此，可以通過(guò)電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)進(jìn)行管理。新能源汽車配備的熱管理系統(tǒng)是電池管理系統(tǒng)中的一個(gè)子系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)讓電池在溫度過(guò)高的時(shí)候?qū)ζ溥M(jìn)行冷卻，而溫度較低的時(shí)候則進(jìn)行預(yù)熱，由此更好地發(fā)揮電池的性能，特斯拉獨(dú)有的電池管理系統(tǒng)就是典型的代表。

特斯拉為其生產(chǎn)的汽車配了數(shù)千塊鈷酸鋰電池以提供動(dòng)能，它應(yīng)用的18650電池壽命能夠循環(huán)充電1000多次，但由于電池單位密度容量大，因此自燃、起火的風(fēng)險(xiǎn)也就更高。而特斯拉就是通過(guò)其電池管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)電池各種物理參數(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、評(píng)估電池使用狀態(tài)、并進(jìn)行在線診斷和預(yù)警，同時(shí)也能夠進(jìn)行放電與預(yù)充控制、電池的均衡管理和熱管理等。以其電池?zé)峁芾頌槔ㄟ^(guò)液體冷卻，即50％的水＋50％的乙二醇，來(lái)控制電池的溫度升高。

事實(shí)上制造商們也早已經(jīng)意識(shí)到鋰電池的局限性，燃料電池、石墨烯電池、鋰空氣電池等都是研發(fā)的方向。而燃料電池中氫燃料電池最受關(guān)注，氫能源汽車作為新能源汽車的一個(gè)分支，也一直在做商用探索。

2008年，我國(guó)自主研制的基于大眾帕薩特車型，通過(guò)改制和集成的燃料電池車在同濟(jì)大學(xué)新能源汽車工程中心舉行赴京發(fā)車儀式，并且在北京奧運(yùn)會(huì)期間投入運(yùn)營(yíng)。如今，十年已過(guò)，在今年上海召開(kāi)的CESAsia中，現(xiàn)代汽車就展出了新一代氫燃料電池車NEXO。該款車型的燃料電池系統(tǒng)效率達(dá)到60％，已經(jīng)是世界前沿的水平。

與鋰電池相比，燃料電池的安全性更好，由于氫氣爆炸要求濃度極高，因此在爆炸前往往已經(jīng)開(kāi)始燃燒，反而很難爆炸。并且，氫氣的密度低于空氣的密度，即便起火也是在氣源的上方，而不會(huì)像鋰電池或者汽油，燃料在車艙底部，整個(gè)車會(huì)迅速報(bào)廢。此外，燃料電池還擁有發(fā)電效率高、環(huán)境污染小、噪音低、可靠性高、易于建設(shè)電池電站等優(yōu)點(diǎn)。

當(dāng)然，燃料電池的成本高、運(yùn)輸、儲(chǔ)存也是其相比于鋰電池的不足。

最后

同樣使用鋰電池的手機(jī)，也在自燃、爆炸問(wèn)題上遇到過(guò)一次次的難關(guān)，更遑論新能源汽車，它要兼顧的難點(diǎn)更多。新能源汽車是時(shí)代驅(qū)動(dòng)的必然，它的大范圍應(yīng)用毋庸置疑，盡管資金、量產(chǎn)等都是新能源汽車迫在眉睫的問(wèn)題，但任何時(shí)候，產(chǎn)品的安全都是首位。