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电动汽车用动力电池的主要发展方向 锂离子电池具有比能量高、比功率大、使用寿命长、工作范围宽等特点，已经应用于纯电动气车、混 合动力汽车和燃料电池汽车中。近十年来，在各国政府的支持与推动下，锂离子电池的技术迅速发展，其 产业化也正在向前推进。目前，作为纯电动汽车独立驱动电源，锂电子电池的比能量还需要进一步提高； 而作为混合动力汽车和燃料动力汽车辅助电源，锂离子电池在性能、寿命、安全性等方面气基本符合要求。 20 世纪 70 年代以来，由于石油资源和环境问题的凸现，所以致力于发展清洁能源技术，导致采用高 比能二次电池如铅酸电池、镍氢电池作为动力能源的电动汽车受到了重视。根据动力系统的特点，电动汽 车区分为纯电动汽车（ EV）、混合动力汽车（ HEV）和燃料电池汽车（ FEV）三种类型。目前在国外纯电动 汽车和混合动力汽车已经实现了商业化 , 其中混合电动汽车已经销售 10 万余辆；燃料电池汽车正在开展商 业性示范运行，有望在未来 5-10 年内实现商业化。电动汽车将成为 21 世纪重要的交通工具。 锂离子电池有比能量高、循环性能好和自放电低等特点，已经成为移动电话、笔记本电脑等便携式电 子产品的主导电源， 2003 年全世界锂离子电池的产量超过了 10 亿支。1995 年日本索尼公司首先研制出 100Ah 锂离子动力电源并在电动汽车上演示，展示了锂离子电池做为电动汽车用动力电池的性能特点，引起了广 泛的关注。近十年来，在各国政府的支持与推动下，锂离子动力电池技术迅速发展，已经成为电动汽车用 动力电池主要的发展方向，其产业化也正在向前推进。 锂离子动力电池技术现状 锂离子动力电池的性能特点 根据汽车的使用特点，动力电池一般应用具有比能量高、比功率大、自放电少、工作温度范围宽、使 用寿命长和安全可靠的特点。按照电动汽车的分类，完成由电池驱动的纯电动汽车就采用容量大、比能量 高的动力电池（高能型电池），而以电池为辅助能源的混合电动汽车和燃料电池汽车中应采用比功率高的 动力电池 （高功率型电池），例如美国 USABC所制定的远期目标中纯电动汽车用动力电池比能量为 200Wh/kg， 而 2002 年启动的 FreedomCAR& Vehicle Technologies 计划中混合电动汽车用动力电池比功率的目标为 625W/kg。 表 1 例出了锂离子动力电池的技术和性能现状， 从表中可以看出， 当前锂离子动力电池结构既有方形， 也有圆柱形，此外还有采用软包装的聚合物类电池。电池正级一般采用尖晶石型 LiMn2o4 或镍基层壮氧化 物，负极以石墨为主，电解液为含 LiPF6 的碳酸酯（ EC、EMC等）有机溶液。 LiMn2o4 是一种较为廉价的正 极材料，其安全性能优于小型锂离子电池常用的 LiCoO2，已被多种型号的动力电池采用。 Li （NiCo）O2 容 量高，但其安全性不如 LiMn2O4，在动力电池中应用时常通过掺杂改性、限制使用电压（如不超过 3.9V ） 等方式改善其安全性能。在负极材料方面，天然石墨成本低，常采用表面包覆的方法提高其综合性能。 表 1 锂离子动力电池技术性能 从表 1 可看出，不同电池体系比能量相差较大，以 LiMn2O4 为正极的电池体系的比能量低于以镍基层状氧 化物为正极的电池体系。例如以 LiMn2O4 为正极 90Ah 电池的比能量为 100Wh/kg，现时采用的 Li （NiCo） O2 正极的 45Ah 电池的比能量达到 130Wh/kg，但这一指标尚未能满足 USABC所规定的目标，继续提高电 池的比能量仍然时 EV 用高能电池的主要发展方向。 高功率电池的功率普通高于高能型， 如以 LiMn2O4 为正 极 3Ah锂离子电池比功率达到 1200Wh/kg， 最近有报导 4.6Ah 锂离子动力电池比功率可达 2500W/Kg，可以 看出这一指标已超过了 Freedom CAR 计划所规定的目标。从表中还可能看出，适