自全球面臨能源危機(jī)、環(huán)境污染等問題以來，新能源汽車就擔(dān)當(dāng)了解決上述問題的大任。但從全球各國的推廣情況來看，不盡理想。除了基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)滿足不了市場(chǎng)的需求外，新能源汽車電池技術(shù)是制約發(fā)展的主要因素。
對(duì)于消費(fèi)者而言，新能源汽車的續(xù)航里程是重要的考量因素。從目前來看，在實(shí)際應(yīng)用中，續(xù)航里程最長(zhǎng)的就是特斯拉Model S電動(dòng)車，最大續(xù)航里程502公里，換算能耗為169瓦時(shí)/公里。雖然北京鴻遠(yuǎn)藍(lán)翔電動(dòng)汽車技術(shù)公司對(duì)改裝的夏利N7進(jìn)行試驗(yàn)，一次充電持續(xù)行駛了682公里，國產(chǎn)車換算能耗為101瓦時(shí)/公里，大大低于特斯拉，但是只是試驗(yàn)數(shù)據(jù)，還沒有商業(yè)化量產(chǎn)。其他新能源汽車的續(xù)航里程遠(yuǎn)低于特斯拉的水平。
而電池又是制約新能源續(xù)航里程的重要因素。目前，新能源電池的發(fā)展方向有三個(gè)：鋰電池、燃料電池還是超級(jí)電容。前瞻產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《2015-2020年中國新能源汽車行業(yè)市場(chǎng)前瞻與投資戰(zhàn)略規(guī)劃分析報(bào)告》研究顯示：從目前的應(yīng)用情況來看，應(yīng)用最廣泛的就是鋰電池，其次是燃料電池，超級(jí)電容電池還處于理想化階段。
圖表：新能源電池優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比表
鋰電池
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對(duì)于鋰電池而言，根據(jù)材料的不同又分為磷酸鐵鋰電池、鈷酸鋰電池與三元聚合物鋰電池。
多數(shù)電動(dòng)汽車應(yīng)用的是磷酸鐵鋰電池，如雪佛蘭Volt、日產(chǎn)Leaf、比亞迪E6等。這種電池技術(shù)成熟、安全，但缺點(diǎn)是能量密度，導(dǎo)致電動(dòng)汽車的續(xù)航里程短，難以滿足消費(fèi)者的要求。除此之外，磷酸鐵鋰電池合成反應(yīng)復(fù)雜，造成電池一致性問題難以解決，另外，磷酸鐵鋰電池制造過程需要有還原氣體，導(dǎo)致其材料的制造穩(wěn)定性和精確性很難控制;零度氣溫以下磷酸鐵鋰電池有放不出電的現(xiàn)象，影響車輛的使用。
應(yīng)用鈷酸鋰電池與三元聚合物鋰電池的主要是特斯拉電動(dòng)車，其Roadster電動(dòng)車采用鈷酸鋰電池，Model S采用的是三元聚合物鋰電池。對(duì)于鈷酸鋰電池而言，雖然能量密度大，但安全性較低，且成本高。以特斯拉為例，其電池成本占到整車的一半。因而，特斯拉采用了能量密度高但成本更低的三元聚合物鋰電池。
燃料電池
除此之外，燃料電池也是各大汽車制造商重點(diǎn)投資的領(lǐng)域。氫燃料作為能源的突出特點(diǎn)是無污染、效率高、可循環(huán)利用。而氫是一種無色的氣體，燃燒一克氫能釋放出142千焦?fàn)柕臒崃浚瞧桶l(fā)熱量的3倍。它燃燒的產(chǎn)物是水，沒有灰渣和廢氣，不會(huì)污染環(huán)境，因此氫作為燃料被認(rèn)為將會(huì)成為21世紀(jì)最理想的能源。
近幾年，歐美日等地在政府大力扶持下，在氫燃料汽車研發(fā)方面均取得了一定成就，包括奔馳、通用、豐田等巨頭企業(yè)更是紛紛布局。日本政府正在本國內(nèi)大力推進(jìn)氫燃料電池車的發(fā)展。根據(jù)《新成長(zhǎng)戰(zhàn)略》規(guī)劃，日本政府提出以下目標(biāo)：包括氫燃料電池車在內(nèi)的下一代環(huán)保車市場(chǎng)份額，將從2013年的約23%提升至2030年的50%～70%。同時(shí)，為氫燃料電池車提供補(bǔ)貼，2025年使其售價(jià)與混動(dòng)車持平，統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)與國際接軌以促進(jìn)其海外銷售等舉措被列為重點(diǎn)實(shí)施項(xiàng)目。
2014年7月，在東京召開氫燃料電池車(FCV)開發(fā)狀況的說明會(huì)上，豐田公司加藤光久副社長(zhǎng)表示在2014年內(nèi)將向市場(chǎng)推出轎車型的氫燃料汽車。6月，現(xiàn)代氫燃料電池車日前首次在美國南加州出售，意味著量產(chǎn)氫燃料電池車開始在美進(jìn)入商業(yè)發(fā)布階段。本田公司也將在2015年推出燃料電池車。
但是氫燃料電池也存在一定的劣勢(shì)。燃料電池生產(chǎn)成本很高，而加氫站的建設(shè)甚至比鋰電池電動(dòng)汽車的充電站更難。除此之外，氫氣有爆炸的隱患且氫氣來源渠道有限。上述原因都制約了氫燃料在市場(chǎng)中的應(yīng)用。
超級(jí)電容
而對(duì)于市場(chǎng)前景更廣的超級(jí)電容而言，理論上較鋰電池與燃料電池更優(yōu)異。有人預(yù)測(cè)，傳統(tǒng)電動(dòng)汽車的電池已經(jīng)過時(shí)，未來以超級(jí)電容器為動(dòng)力系統(tǒng)的新型汽車將取而代之。其優(yōu)點(diǎn)首先是充電速度超快，別管多大容量，只要電流夠，一兩秒就能充滿；其次是耐充，幾十萬次沒問題，而且能量不衰減；第三是放電速度極快，或者說能夠承載的功率高，這也是電池所不能比的；第四，效率高。由于是物理變化，它的能量轉(zhuǎn)換效率遠(yuǎn)非化學(xué)變化的電池可比。
但超級(jí)電容也有自身的缺陷：一個(gè)是安全性，過快的放電速度和過低的內(nèi)阻，如果設(shè)計(jì)不好的話，本身就蘊(yùn)含著“能量突然大爆發(fā)”所隱藏的風(fēng)險(xiǎn)。二是較低的工作電壓，制約了它在驅(qū)動(dòng)汽車上的應(yīng)用。
前瞻網(wǎng)新能源汽車行業(yè)報(bào)告分析認(rèn)為，從上述三種電池的對(duì)比來看，在短期內(nèi)仍然以鋰電池為主，并將呈現(xiàn)鋰電池與燃料電池并駕齊驅(qū)的現(xiàn)象。而對(duì)于超級(jí)電容，在短期內(nèi)很難替代鋰電池，從技術(shù)上看，超級(jí)電容與鋰電池各有其性能特點(diǎn)，未來將鋰電池與超級(jí)電容組合的技術(shù)將成為市場(chǎng)主流。
