摘要：近几年，我国汽车业的产业结构发生了变化，新能源汽车的使用率逐年上升。新能源汽车的问世，极大地降低了传统车辆的二氧化碳排放量，并使交通更加环保。目前，各大汽车厂商加大了对锂电池等储能技术的投入，促进了我国汽车锂电池产业的快速发展，并在一定程度上促进了我国新能源汽车的发展。
关键词：新能源汽车；锂电池；产业现状；发展趋势
1.新能源汽车概述
新能源汽车是一种利用非常规车辆的燃油（除了汽车和柴油之外）作为动力源（或者采用传统的车辆燃油，但是采用了新的车辆动力系统），将先进的技术原理、技术和结构结合起来。按其动力来源，可将其划分为三大类：纯电动车混合动力汽车以及燃料电池电动汽车。优良的电源必须具备高能量密度（质量和体积）、高功率密度、周期或使用寿命长、一致性好、可靠性高、低温性能好、环境适应性好、安全性好、自放电率低、价格低廉、绿环保。在纯电动车中，电池的种类有铅酸电池、镍氢电池、锂电池等。锂离子电池的优势在于：高工作电压（通
常在2.5-4.2V之间，比镍镉电池高3倍），并且可以延长电动车的使用寿命；重量轻，可以降低汽车的重量，提高汽车的续航里程；在同样的容量下，体积减小，使用范围也得到了极大的提高；使用寿命长（1000次）；广泛的工作温度，是电动车最有发展前景的电池。
电动车新政策2.锂电池的特点
锂具有一种特殊的化学特性，尤其是具有电负性。而且，其还原电势可以高达-3V。从目前的资料来看，1克锂要用3860毫安时才能转换成锂离子。锂的这种性质使其具有比镍氢合金更高的单体电压。锂离子电池也是一种高能量密度、无记忆效应、高充放电效率、低自放电、可再循环使用的优点。根据锂离子电池的上述特点，锂离子电池在电动车上的应用将会更加广泛。新能源汽车以电动车为主，而电力系统的建设则是重中之重。在电力系统中，锂离子电池是关键的支持材料。但由于锂电池中含有大量的正、负电极材料、电解质溶液等，这些都会对环境和人类的健康造成不良的影响。
3.我国汽车动力电池的技术发展趋势
锂离子电池的正极材料有很多特点，如高电位，高电化学比容量，高热能稳定性，强电子导
电性，高离子固相扩散率，溶解于电解质中。目前，我国新能源汽车行业正处于高速发展阶段，镍钴锰锂、磷酸铁锂等产品已经在实际应用中得到了充分的应用。该材料的比能、功率特性等性能指标能够满足混合动力汽车的使用要求，是一种非常理想的正极活性材料。根据有关资料，我国在2017年的生产总量已达70,000多吨。随着技术的不断发展，今后的发展趋势将集中在纳米技术和掺杂技术上，这些技术能够有效地提高磷酸铁锂在高温下的体积衰减性能。其次，近几年，我国三元粉末材料的产能逐年增长，各个原料厂商都在不断扩大产能。高镍低钴是目前阴极材料发展的主流方向。举个例子，现在特斯拉的钴含量还不到3%。阳极材料按其种类分为碳素和非碳两种。其中以碳微球、人造石墨、天然石墨等为主要应用领域。尤其是天然石墨比容量大，价格低廉，应用范围广。但是，天然石墨的体积略大，超出了常规的使用要求。提高天然石墨的性能是今后发展的必然趋势。但是，目前石墨电极的产能难以突破。很多厂商都在逐步开发其它新的材料，从而产生了金属氧化物和金属锂合金。采用碳化硅可以很好地解决石墨电极的低容量问题。
3.1可在中短期实现的产业化电池体系
目前，我国汽车锂电池产业发展的趋势很多，其中一些已实现了工业化。例如，以磷酸铁锂
为负极，以石墨为负极，以PP、PE为隔膜。这种技术已经被商业化，并且在将来还有很大的发展空间。若将硅碳用作正极材料，则目前还处在研究与开发中，并没有明显的进展。从目前的市场发展趋势来看，新能源车具有很大的市场空间。随着三元电池在锂电池方面的安全检测、用户续航能力不断提升、国家政策扶持等因素的不断完善，三元电池有望在今后的发展中更上一层楼。
3.2未来新的技术体系
目前，我国汽车锂电池产业发展较快，但其发展趋势仍是以纯固态和氢能为主。美国和加拿大在这一领域拥有领先的技术。中国的磷酸铁锂电池在发展过程中，往往会产生大量的知识产权纠纷。磷酸铁锂电池因其自身特性及耐冷性等原因，在材料一致性控制上存在诸多问题，导致其比能量处于全锂电池体系中最低。为了提高车辆行驶里程，在汽车的设计与制造中，经常会有一种高功率的动力电池。所以，在今后的技术发展中，电池材料的革新将是一个重要的方向。
锂硫电池是目前国际上研究的热点。从有关资料来看，如果将元素硫作为有效成分，其理论比容量可以高达1675毫安/克，而锂则可以达到2600Wh/kg。另外，由于其原料资源丰富，
生产成本低廉，可以充分满足电动车辆动力电池的使用要求。在目前的发展趋势下，锂离子电池的循环寿命很短，安全性也很低，在大电流下的放电能力也很弱。这些都是今后发展中亟待解决的重要问题。在使用锂空气电池时，空气中的氧被用作阳极的反应材料。理论上，正极的容量将会无限大，从而实现更大的容量，锂空气电池比其它任何一种电池都要高。目前，国内外正在大力发展空气电极、电解质、催化剂等。但是，在短时间内，这些电池的放电性能和能量利用率都不高。
固体锂离子电池是一种新的化学材料，在实际使用中，以固态电解液取代了常规的电解液和分离器。尽管其工作原理类似于常规电池，但是其优点是：①固体锂离子电池可大大减少电解质的腐蚀和渗漏，同时还能提高热稳定性；②不用液体封套，能很好地满足双极结构和串联叠层的实际需求，而且能极大地降低电池内的无效空间；③采用多组电池组，能有效地增加单体电池组的电压；④具有很好的电化学稳定性，可以与各种不同的高电压电极材料相结合，从而达到不同的能量密度特性。
4.新能源汽车用锂电池产业发展的有效措施
4.1引入新的龙头企业，开拓新领域
在新能源汽车锂电池行业迅速发展的同时，要加强区域优势，引入优势企业，充分发挥其优势。比如，森莱就是一家专门从事电池制造的公司。它的工业领域包括镍氢电池、镍铬电池、锂电池等。在中国，公司率先进入环境友好型电池领域。它在市场上有着很大的发展空间。在动力电池市场上，锂电池占据了很大的比重。中国一些地方可以与其进行战略合作，通过引入新的公司，来促进新能源汽车的发展。在发展的进程中，森莱与北汽福田、北交大学等开展了深度战略合作，并将大量的资金、技术投入到新能源汽车锂电池领域。目前，我国电力系统的发展趋势是以锂离子电池为主导，各地区要充分发挥自身的优势，努力开拓新的市场。
4.2从产业布局与产业链的视角，积极引入相关企业
在新能源汽车行业发展进程中，要想成为新能源汽车行业的领军企业，就必须加大土地、资源、人才等方面的投入，加大对新能源汽车行业的扶持力度。在产业发展中，要从产业结构、产业链等方面积极引入相关企业，让龙头企业与相关企业密切合作，形成完整产业链，为各类技术创新和改造提供基础配套设施，帮助区域建立区域合作配套企业模式。
5.结语
近几年，随着可持续发展的思想和节能减排的要求，新能源汽车行业具有很大的发展空间。尤其是在当今技术环境下，我国汽车用锂电池已有了一些发展成果。在今后，随着技术和研究领域的投入不断加大，必然会出现新的发展。
参考文献：
[1]崔军辉.基于共沉淀法制备汽车用锂电池富锂锰基正极材料[J].工业加热,2021,50(05):44-45+53.
[2]尹亮亮.电极材料及装配方式对新能源汽车用镍氢动力电池性能影响研究[D].内蒙古科技大学,2020.
[3]李文成.SS公司新能源汽车动力电池在中国市场的发展战略研究[D].南京大学,2018.
发布评论