在環保及政策多重影響下，新能源汽車，特别是電動車銷量節節攀升，增速飛快。

　　但在快速發展的背後，關于電動車的評論始終伴随着褒貶不一的聲音，例如節能但購置成本太高，環保但續航不行等，其實這些矛盾體的決定因素是電動車的核心部件“三電”——電池，電機、電控。

　　而在“三電”中，電池又扮演着最重要的角色，正所謂“巧婦難為無米之炊”，即使電控、電機技術再先進，作為動力源頭的電池性能不行，整車性能必将大打折扣。本文将簡單探讨下電池主要基礎參數。

　　一、電池簡史

　　電池的最早發展可追溯到1800年，意大利科學家伏打（Volta）研制成功了伏打電池，這個是世界上第一個能夠實際應用的電池。1859年法國科學家普蘭特（Plante）發明了鉛酸蓄電池，這是世界上第一個可充電的電池。

　　其後科學技術水平不斷提高，推動着各種電池的産生，20世紀50年代堿性鋅-錳幹電池問世，60年代燃料電池研制成功，70年代各種锂電池開發成功，80年代氫-鎳電池問世以及90年代出現锂離子電池，電池技術迎來“井噴”式發展。

　　而本文探讨的電動車所采用的锂離子電池（下文簡稱锂電池）也正是源于這段發展期。锂電池的發展也經曆過一段“坎坷”摸索時期，大緻發展分一下三個階段：

　　第1階段，因負極材料是锂金屬及其合金，且不可充電，因此該階段锂電池，更确切的表達是锂金屬一次電池；

　　第2階段，負極材料仍是锂金屬及其合金，但正極材料由MoS2等嵌入化合物代替過渡氧化物，實現了锂離子在電池正負極往複遷移運動，即可重複充放電，因此該階段锂電池實質是锂金屬二次電池；

　　第3階段，負極材料是石墨、焦炭等導電電極，正極材料是含锂化合物，例如嵌锂過渡金屬氧化物、嵌锂金屬硫化物、含锂鹽類化合物。該階段锂電池，本質上是現在我們所稱作的锂離子電池。

　　二、锂電池結構 锂電池主要結構分為，正極、負極、電解液、隔膜及外殼。

　　（1）正極

　　特點：穩定電化學能、不易分解結構、越高越好的比容量。

　　分類（商用）：磷酸鐵锂（LFP）、钴酸锂（LCO）、錳酸锂（LMO）

　　三元材料：鎳錳钴酸锂（NCM）、鎳錳鋁酸锂（NCA）

　　正極材料占锂電池成本30~40%，直接影響電池性能，甚至現在市場上锂電池分類就是按照正極材料分的，可見正極材料對锂電池的重要性。

　　（2）負極

　　特點：高比容量、較好充放電可逆性、較锂電極電勢更低。

　　分類（商用）：目前以碳材料石墨類為主（比容量有限）

　　未來矽-碳複合材料是趨勢（比容量大，是普通石墨材料2~3倍）

　　（3）電解液

　　特點：高離子電導率、寬電化學穩定窗口、不與電極發生反應、安全、無毒、無污染。

　　組成：溶劑（30%）：碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯等

　　溶質（50%）：锂鹽（LiPF6、LiBF4等）添加劑（10%）、其他（10%）。

　　三、锂電池參數 （一）電池容量C：在一定條件下，電池放出的電荷量，單位：mAh或Ah。

　　根據使用條件電池容量可分為：

　　理論容量：假設活性物質完全被利用，電池可釋放的電量。

　　額定容量：實驗室條件下，滿充電池可釋放的電量。

　　實際容量：實際使用環境（但符合電池規定使用條件），滿充電池可釋放的電量，小于額定容量

　　（二）電池能量：衡量電池存儲能量多少指标，單位：Wh。

　　計算公式：能量＝額定電壓×工作電流×工作時間= UIt=額定電壓×電池容量；

　　例如小米手機電池，電池能量7.3Wh= 3.7V×1960mAh/1000

　　電池能量是衡量電池帶動設備做功的重要指标。如果将電池容量理解為蓄水池可蓄水體積，那麼電池能量可形象理解為蓄水池從一定高度發出可做的功。

　　相同電壓下，電池容量越大，電池能量也越大，例如生活中給手機換更大容量的電池，目的就是增加電池能量，在工作電壓不變情況下，手機的續航能得到提升。那麼這種操作是否在電動車也奏效呢？

　　答案是不一定，因為電動車的續航跟手機的續航所消耗電能用來做功方式不一樣，電池重量會随着電池容量增加而增加，車輛自重也會增加，因此存在兩個變量，這時候就涉及到電池另外一個重要性能參數——能量密度。

　　（三）能量密度：指單位體積或單位質量所釋放的能量，表示為體積能量密度（Wh/L）或質量能量密度（Wh/kg），是電動車續航能力的直接影響因素。

　　能量密度主要分為單體能量密度及系統能量密度。單體能量密度是最小單元能量密度，例如一節锂電池重325g，額定電壓為3.7V，容量為10Ah，則其能量密度為113Wh/kg。系統能量密度是指整車的電池組或者電池闆的能量密度。

　　電池組或者電池闆主要由若幹個單節電池、電池組框架、護闆及其他電子元器件等封裝而成，因此系統能量密度受單體能量密度及封裝技術影響，且小于單一能量密度。下圖是中國未來锂電池性能規劃。

　　能量密度也是新能源車輛補貼核心指标要求之一，曆年新能源車輛補貼标準中系統能量密度門檻值如下。

　　從工信部每月發布的車型配置中可以發現，曆年系統能量密度門檻值能比較真實地反應目前電池應用市場情況——與國家規劃要求仍存在一定差距，電動車發展任重道遠。

　　（四）電壓 電池電壓分為三種：

　　1、開路電壓：電池在沒有連接外電路或者外負載時的電壓，開路電壓與電池的剩餘能量成正比，是電動車剩餘電量顯示原理的主要依據。

　　2、工作電壓：電池在工作狀态下，電池正負極之間的電勢差，又稱負載電壓。工作電壓＜開路電壓，因為電池放電工作狀态下，必須克服内阻。

　　3、放電截止電壓：電池充滿電後進行放電，放完電時達到的電壓。若繼續放電則為過度放電，對電池的壽命和性能有損傷。

　　單一電池電壓值中，锂電池最高，這也是锂電池作為動力電池主要原因之一。

　　（五）充放電倍率（C） 表示充放電電流大小，數值上等于額定容量的倍數。充放電倍率=充放電電流÷額定容量，用“C”表示。

　　（六）其他參數 1、循環壽命：經曆一次充放電稱為一個周期或一次循環，電池在反複充放電後，容量會逐漸下降，在一定的放電條件下，電池容量降至80%時，電池所經受的循環次數就是循環壽命。

　　2、自放電：電池在儲存過程中，容量會逐漸下降，其減少的容量與電池容量的比例，稱為自放電率。用“%/月”表示。自放電率越低，貯存性能越好。

　　3、内阻：指電池在工作時，電流流過電池内部所受到的阻力。

　　内阻大，内耗大，加速衰減，限制大倍率充放電；内阻小，壽命和倍率都會更好。

　　本文特約作者：一葉知秋

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