电动车电池的开发现状及展望

电池， 共开发出QNF12、QNF18、QNF25、QNF100 4 种型号，重量比能量≥60W·h/ kg ，体积比能量≥190W·h/ L。与国外开发水平相比，尚有差距。

　　还有不少电池研究和生产单位， 正在开发用于电动自行车的MH2Ni 电池。多数为D 型MH2Ni 电池组成电池组，容量628A·h ，电池组电压24V.每组售价1 000 元，相当于铅酸电池的4 倍，因此，未能大量投放市场。

　　1. 3 锂离子电池

　　锂离子电池是1990 年由日本索尼公司首先推向市场的新型高能蓄电池。其优点是比能量高， 是当前比能量最高的蓄电池。已经在便携式信息产品中获得推广应用。1995 年， 索尼公司又开发成功用于电动车的锂离子蓄电池，共分两种类型，一种是用于纯电动车（ EV） 容量为100A·h 的圆柱形单体电池， 8 只串联成一个电池模块； 另一种是用于混合动力车（HEV） ，容量为22A·h ，8 只串联成电池模块，但其输出功率为前者的2. 7 倍。表6 列出这两种电池的主要技术性能。用于纯电动车的电池称为高能型锂离子蓄电池， 用于混合动力车的电池称为高功率型锂离子蓄电池。高能型电池已于1996 年装在日产汽车公司开发的第一辆锂离子电动汽车上（日产Al2traEV） ，在北京第一届国际电动车展览会上展出。该车装有12 块28. 8V、94A ·h 锂离子电池模块构成的345V、31. 2kW·h 电池组。一次充电可行驶200km，最高时速120Km/ h.售价现为50 999 美元，月租价为599 美元。其运行费用仅为燃油汽车的1/ 4.

　　表6 索尼公司电动车用锂离子电池主要技术性能

　　电动车用锂离子电池推广应用的障碍之一是其价格太高。法国萨弗特公司则致力于LiNiO2 及LiNixMyO2 等较便宜的正极材料的开发并已取得技术进展。已制成1kW·h 的小组合电池， 由6 只44A·h 电池串联及并联构成， 配有智能电子控制及热管理系统。装车联试一次充电可行驶200km，比能量达120W·h/ kg ， 200W·h/ L.该公司开发的大容量工业用锂离子电池有方形及圆柱形两种， 主要技术性能见表7.

　　表7 法国萨弗特公司锂离子电池主要性能

　　德国瓦尔塔公司也在开发车用锂离子电池， 特点是采要更廉价的尖晶石LiMn2O4 正极材料。1997年制成60A·h 电池，比能量为115W·h/ kg ，充放电寿命为900 次，脉冲比功率为500W/ kg.混合动力车用电池比能量为35W·h/ kg ，脉冲比功率850W/ kg。

　　目前锂离子电池除钴以外的廉价正极材料虽然已试制成相应的车用电池及电池组， 但在技术性能上都不够稳定，还有待进一步研究改进。据分析，正极加隔膜的成本占锂离子电池总成本的60 %以上， 因此如何努力降低隔膜及正极的成本将是今后的努力方向。与此同时， 索尼公司也在努力降低其锂离子电池的售价， 最近的消息是索尼公司已将其电动车用锂离子电池的出厂价降至600 美元/ kW·h ，以加强它与MH2Ni 电池的市场竞争能力。

　　在我国锂离子电池发展计划中， 天津电源研究所在小型锂离子电池的研制上已取得成果， 18650型圆柱形便携式信息设备用小型锂离子电池已进入中试生产阶段。与此同时， 该所也进行了大容量锂离子电池的研制， 已达到的研制水平如表8 所示。目前，该所正按照我国电动车概念车的要求，进行电动车用锂离子电池的研制。

　　表8 天津电源研究所方形锂离子电池主要性能

　 　
        1. 4 钠氯化镍电池（Zebra 电池）

　　ZEBRA 电池是80 年代中期以来研究开发的一种新型高能量电动车用电池，其名称ZEBRA 是"ZeroEmission Battery Research AcTIvity"的缩写。最早由南非ZEBRA Power SySTems Ltd 的Dr. Coetyer J 发明，近来该电池发展较快。德国AEGAngto Battery GmbH及美国的Beta R and D Ltd 都进行开发， 前者多次在国际电动车会议上（ EVS） 进行介绍， 后者已成为ZE2BRA 电池的研究开发中心并已进行中试生产和工业化设计。

　　ZEBRA 电池与Na2S 电池相似（参见表9）。

　　表9 ZEBRA 电池与Na2S 电池的对比

负极都是液态钠， 电解质都是β″Al2O3 ， 不同的是正极由分散在NaAlCl4 熔盐中的固态Ni 和NiCl2构成， 取代了Na2S 电池中的液态S 和多硫化钠。其工作温度为270 ℃~350 ℃， 属于高温蓄电池。其性能除具有Na2S 电池相同的高能量密度， 高转换效率， 无自放电等特点外， 还具有比Na2S 电池更高的开路电压（2. 58V） ， 较宽的工作温度范围（270 ℃~350 ℃） 并在制造过程中免除了液态钠的