本文根據(jù)清華大學(xué)核能與新能源技術(shù)研究院新型能源與材料化學(xué)研究室主任何向明教授講課內(nèi)容《動(dòng)力電池技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)》整理。

主流動(dòng)力電池的優(yōu)缺點(diǎn)

一、鉛酸電池

主要優(yōu)點(diǎn)：1、原料易得，價(jià)格相對(duì)低廉;2、高倍率放電性能良好;3、溫度性能良好，可在-40~+60℃的環(huán)境下工作;4、適合于浮充電使用，使用壽命長(zhǎng)，無記憶效應(yīng);5、廢舊電池容易回收，有利于保護(hù)環(huán)境。

主要缺點(diǎn)：1、比能量低，一般30~40Wh/kg;2、使用壽命不及Cd/Ni電池;3、制造過程容易污染環(huán)境，必須配備三廢處理設(shè)備。

二、鎳氫電池

主要優(yōu)點(diǎn)：1、與鉛酸電池比，能量密度有大幅度提高，重量能量密度65Wh/kg，體積能量密度都有所提高200Wh/L;2、功率密度高，可大電流充放電;3、低溫放電特性好;4、循環(huán)壽命(提高到1000次);5、環(huán)保無污染;6、技術(shù)比較鋰離子電池成熟。

主要缺點(diǎn)：1、正常工作溫度范圍-15~40℃，高溫性能較差;2、工作電壓低，工作電壓范圍1.0~1.4V;3、價(jià)格比鉛酸電池、鎳氫電池貴，但是性能比鋰離子電池差。

三、鋰離子電池

主要優(yōu)點(diǎn)：1、比能量高;2、電壓平臺(tái)高;3、循環(huán)性能好;4、無記憶效應(yīng);5、環(huán)保，無污染;目前是最好潛力的電動(dòng)汽車動(dòng)力電池之一。

四、超級(jí)電容

主要優(yōu)點(diǎn)：1、功率密度高;2、充電時(shí)間短。

主要缺點(diǎn)：能量密度低，僅1-10Wh/kg，超級(jí)電容續(xù)航里程太短，不能作為電動(dòng)汽車主流電源。

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五、燃料電池

主要優(yōu)點(diǎn)：1、比能量高，汽車行駛里程長(zhǎng);2、功率密度高，可大電流充放電;3、環(huán)保，無污染。

主要缺點(diǎn)：1、系統(tǒng)復(fù)雜，技術(shù)成熟度差;2、氫氣供應(yīng)系統(tǒng)建設(shè)滯后;3、對(duì)空氣中二氧化硫等有很高要求。由于國(guó)內(nèi)空氣污染嚴(yán)重，在國(guó)內(nèi)的燃料電池車壽命較短。

潛在動(dòng)力與儲(chǔ)能電池

六、鈉硫電池

優(yōu)勢(shì)：1、高比能量(理論760wh/kg;實(shí)際390wh/kg);2、高功率(放電電流密度可達(dá)200~300mA/cm2);3、充電速度快(充滿30min);4、長(zhǎng)壽命(15年;或2500~4500次);5、無污染，可回收(Na，S回收率近100%);6、無自放電現(xiàn)象，能量轉(zhuǎn)化率高;

不足：1、工作溫度高，其工作溫度在300~350度，電池工作時(shí)需要一定的加熱保溫，啟動(dòng)慢;2、價(jià)格昂貴，萬元/每度;3、安全性差。

七、液流電池(釩電池)

優(yōu)點(diǎn)：1、安全、可深度放電;2、規(guī)模大，儲(chǔ)罐尺寸不限;3、有很大的充放電速率;4、壽命長(zhǎng)，高可靠性;5、無排放，噪音小;6、充放電切換快，只需0.02秒;7、選址不受地域限制。

缺點(diǎn)：1、正極、負(fù)極電解液交叉污染;2、有的要用價(jià)貴的離子交換膜;3、兩份溶液體積大，比能量低;4、能量轉(zhuǎn)換效率不高。

八、鋰空氣電池

致命缺陷：固體反應(yīng)生成物氧化鋰(Li2O)會(huì)在正極堆積，使電解液與空氣的接觸被阻斷，從而導(dǎo)致放電停止。科學(xué)家認(rèn)為，鋰空氣電池的性能是鋰離子電池的10倍，可以提供與汽油同等的能量。鋰空氣電池從空氣中吸收氧氣充電，因此這種電池可以更小、更輕。全球不少實(shí)驗(yàn)室都在研究這種技術(shù)，但如果沒有重大突破，要想實(shí)現(xiàn)商用可能還需要10年。

九、鋰硫電池(鋰硫電池是一類極具發(fā)展前景的高容量?jī)?chǔ)能體系)

優(yōu)點(diǎn)：1、能量密度高，理論能量密度可達(dá)2600Wh/kg;2、原材料成本低;3、能源消耗少;4、低毒。

雖然鋰硫電池研究已經(jīng)經(jīng)歷了幾十年，并且在近10年時(shí)間取得了許多成果，但離實(shí)際應(yīng)用還有不小距離。