鎳氫電池放電特性平穩,放電曲線非常平滑,發熱量小,這都是鎳氫電池的優勢,也是電動汽車選用其作為電動汽車蓄電池的依據。但是鎳氫電池具有較高的自放電效應,約為每個月30%或更多,這是制約其在車輛上廣泛應用的瓶頸。電動汽車電池充得越滿,自放電速率就越高;當電量下降到一定程度時,自放電速率又會稍微下降。電池存放處的溫度對自放電速率有十分大的影響。正因如此,長時間不用的鎳氫電池最好是充到40%的“半滿”狀態。此外,鎳氫電池較高的成本也是制約其在車輛上廣泛應用的瓶頸。
相對于傳統的鉛酸電池與鎳氫電池,鋰離子電池的歷史很短。鋰離子電池被稱為性能最為優越的可充電電池,號稱“終極電池”,受到市場的廣泛青睞。鋰離子電池的市場需求一直保持相當高的增長速度,市場對于鋰離子電池的巨大需求也引導鋰離子電池行業的繼續走強,也使鋰離子電池在電動汽車方面應用成為可能。
鋰離子電池負極一般是可大量儲鋰的碳素材料,正極是含鋰的過渡金屬氧化糖或磷化物,電解質是鋰鹽的有機溶液。
作為電動汽車最新也是最佳的車用蓄電池選擇,鋰離子電池相對于鎳氫電池與鉛酸電池有以下十個優點。
1)鋰離子電池單體標稱電壓高達3.6V,是鎳氫電池的3倍,鉛酸電池的近2倍。
2)鋰離子電池重量輕,比能量大,高達150W.h/kg,是鎳氫電池的2倍,鉛酸電池的4倍,因此重量是相同能量的鉛酸電池的三分之一到四分之一,這個特點是鋰離子電池作為車用動力蓄電池的一個十分大的優勢。
3)鋰離子電池體積小,高達400W·h/L,因此體積是相同能量的鉛酸電池的二分之一到三分之一,提供了更合理的結構和更美觀的外形的設計條件,設計空間和可能性,為電動汽車合理高效的整車布置保證。
4)鋰離子電池循環壽命長,循環次數可達1 000次,以容量保持60%計算,電池組100%充放電循環次數可以達到600次以上,使用年限可達3~5年,壽命約為鉛酸電池的兩到三倍。
5)鋰離子電池自放電率低,每月不到5%,是鎳氫電池的六分之一。
6)鋰離子電池允許工作溫度寬,低溫性能好,鋰離子電池可在一20~55℃之間工作。
7)鋰離子電池無記憶效應,而鎳氫電池有輕微的記憶效應。所以鋰離子電池每次充電前不必像鎳氫電池一樣需要放電,可以隨時隨地進行充電。電池充放電深度,對電池的壽命影響不大,可以全充全放。
8)鋰離子電池中基本不存在有毒物質,無污染,比鉛酸電池綠色環保。
9)鋰離子動力電池的主要材料鋰(Li)、錳(Mn)、鐵(Fe)、釩(V)等在我國都是富產資源,為鋰電汽車提供了材料保證,也對成本的控制起到相當大的作用。
10)我國的小功率鋰離子電池早已經產業化,形成了上下游結合的產業鏈.鋰離子動力電池技術已經達到國際先進水平,產業化條件也基本成熟。
因此,無論是鋰離子本身特點,還是我國目前的現狀,發展鋰離子動力電池都將是我國新能源汽車產業化的主要方向。