新能源汽车的动力电池与发展

1、新能源汽车迅猛发展，动力蓄电池如何回收？

截止到2019年新能源汽车的保有量达到三百多万之多，随着新能源汽车的增长，电池在使用一定年限之后,也会面临着淘汰，对于迅猛发展的新能源汽车，动力电池如何进行回收？

对于动力电池的回收，需要车企、电池厂商、回收企业、终端利用企业共同协作。根据《新能源汽车动力蓄电池回收利用溯源管理暂行规定》的来看，对于动力电池的回收动力电池梯级利用，其次可以通过车企来作为主导回收分解等方式进行，提炼相关的金属元素在进行制造，动力电池蕴涵着大量贵重金属资源，回收利用动力蓄电池中的镍、钴及稀有金属，能有效降低动力电池的环保污染风险，随着动力电池需求快速增长，锂电池正极材料市场需求也持续增加，而拆解回收的稀有金属能够缓解稀有贵重金属不足等情况出现。

目前，锂电池组的首次使用寿命约为10年，或者说25万公里左右的使用寿命，而电池达到这样的使用以后，还有剩余的残值能量所存在的，对于这样的东西来看，可以通过回收把电池进行二次的利用，目前这些梯次利用电池绝大部分用在小功率路灯系统上，实际功率不超过12W，电池货源主要来自两轮低速电动车、电动工具和笔记本电脑。

当电池无法进行梯次利用时，则需要进行回收拆解，做资源化处理。目前新能源市场的火爆程度来看，动力电池回收再利用也将成为新的风口。

本文来源于汽车之家车家号作者，不代表汽车之家的观点立场。

2、一款新能源汽车的动力电池研发过程是什么？

经过 20 余年的发展，我国新能源汽车实现从科研、产业化到市场推广的“三级”转变。目前，我国新能源汽车累计产量已超 280 万辆，推广规模居于世界首位。车辆类型上，乘用车、商用车分别占总产量约 70.4%、29.6%；动力类型上，以纯电动为主，占总产量约 78.5%，插电式混合动力约 21.5%。区域分布上，主要集中在京津冀、长三角及珠三角 地区，广东、上海、北京、山东、浙江保有量位列全国前 5 位。

我国动力蓄电池累计配套量超过131GWh，产业规模位居世界第一。配套类型上，磷酸铁锂、三元电池分别占比约 54%、40%。纯电动乘用车、商用车中三元电池配套占比分别约 71%、17%，磷酸铁锂电池配套占比分别约 23%、78%；插电式混合动力汽车中三元、磷酸铁锂电池配套占比分别约 53%、33%。外形设计上，方形、圆柱形、软包占比约 78.7%、20.6%、0.7%。

随着动力蓄电池需求量的快速上升，原材料行业投资规模快速扩大。正极材料、负极材料、隔膜及电解液行业龙头企业在市场占有率和技术研发方面优势明显，行业集中度较高。2017 年，我国正极材料产量达 32.3 万吨，磷酸铁锂产 量为 6 万吨，负极材料产量达 14.6 万吨，隔膜销量 13.6 亿 平方米，电解液产量为 10.2 万吨。

动力蓄电池大量退役后，未经妥善的处置和进行价值最大化利用，将威胁公共安全，造成难以逆转的环境污染，并浪费宝贵的有价金属资源。

从安全层面来看，废旧动力蓄电池处置不当存在一定安全隐患。一是触电隐患。新能源汽车的动力蓄电池额定电压较高，人员在缺乏防护措施情况下接触易造成触电事故。二是燃爆隐患。电池在出现内部或外部短路情况下，正负极会产生大电流导致高热，引起正负极燃烧。三是腐蚀隐患。电解液为有机易挥发性液体，与空气中水分反应产生白色有腐蚀性和刺激性的氟化氢烟雾。

从环境层面来看，废旧动力蓄电池对生态环境和人身健康均有威胁。一是重金属污染。电池正极材料中含镍、钴等重金属，不经专业回收处理会造成重金属污染。二是电解液污染。电解液溶质LiPF6属有毒物质且易潮解，会造成氟污染，溶剂会造成水污染。

从资源层面来看，镍氢、锂离子动力蓄电池因正极材料不同，分别含有锂、镍、钴、锰及稀土等金属，动力蓄电池产业对于锂、镍、钴等资源需求旺盛。随着动力蓄电池累计配套量的不断增加，电池中这些资源如未有效回收利用，将直接造成资源的极大浪费。

1. 退役现状

从现有退役电池数量、种类及分布地区情况来看，相对比较集中。“十城千辆工程”推广期间生产的新能源汽车共计产生退役动力蓄电池（以下简称“退役电池”）约1.22GWh；退役电池主要集中在深圳、合肥、北京等新能源汽车推广力度较大的城市。

从企业回收情况来看，当前回收的动力蓄电池中，以研发生产过程中产生的废旧动力蓄电池为主，新能源汽车退役电池较少，主要来源于研发试验和生产制造产生的废旧动力蓄电池。

从综合利用经济性方面看，三元电池和磷酸铁锂电池互有优势。梯次利用方面，磷酸铁锂电池更适于梯次利用。再生利用方面，企业再生利用收益具有一定的不确定性，易受退役电池数量、原材料市场行情及企业管理水平等因素影响。

从用户移交退役电池情况来看，市场上存在电池生产企业、回收利用企业、租赁企业及保险公司等多主体回收处理退役电池的情况。例如，深圳市退役的大部分动力蓄电池交由电池生产企业回收存储，用于梯次利用研究；北京新能源公交车动力蓄电池主要采取租赁方式，退役后交由北京电力公司用于梯次利用储能产品研究或回收利用企业处理。

3、什么动力电池最有前途

动力锂电池未来产业发展最有前途：
动力锂电池发展前景分析，动力锂电池是新能源汽车的核心部件，需求受新能源汽车产销量拉动最为明显。近年来我国锂电产业快速发展，相关企业产能规模不断扩张，目前国内已有动力电池企业上百家，2018-2023年中国动力锂电池电芯行业市场深度分析及投资战略研究报告表明，电芯市场规模超2000亿。2016年我国动力锂电池出货量达30.5GWh，同比大幅增长79.4%，预计未来5年年复合增速将达到30%-40%

2011-2020年我国动力锂电池出货量及预测
受国内新能源汽车产销市场的带动，动力锂离子电池的出货量也出现了快速增长态势。不同动力锂电池正极材料中所含的有价金属成分不同，其中潜在价值最高的金属包括钴、锂、镍等。现从四大趋势来分析动力锂电池发展前景。
趋势一：产业规模稳步增长，中国优势有望扩大
动力锂电池发展前景分析，2017年，锂离子电池主要应用市场增速放缓，全年全球锂离子电池产业规模超过3000亿人民币，增速较2016年下滑4个百分点。在新能源汽车推广政策继续推动下，2017年中国电动汽车产量达到65万辆，在全球电动汽车市场占比将进一步提升。
趋势二：动力电池引领增长，市场占比将超60%
2017年，由于国产手机品牌已经基本占据了国内市场，国际市场开拓难度加大，动力锂电池发展前景预计增速将降至10%左右，笔记本电脑、平板电脑产量降幅将继续收窄，但仍然保持下滑态势，可穿戴设备、无人机等其他消费类产品有望呈现快速增长势头，但整体规模偏小，总体来看，2017年消费型锂离子电池市场需求将保持3%左右的低速增长。
在国家财政补贴的强力推动下，2017年我国新能源汽车市场有望扩大至65万辆，同比增长25%，锂离子电池电动自行车的市场有望到达500万辆，加上动力工具等领域，2017年动力型锂离子电池市场规模有望达到30GWh，同比增长30%左右。综合来看，2017年我国动力电池将引领我国锂离子电池市场增长，其占比有望突破60%，动力电池对拉动我国锂离子电池产业增长的贡献率将超过90%。
趋势三：补贴力度快速下降，新能源汽车增速走低
2016年年末，财政部、科技部、工业和信息化部、国家发改委联合发布了《关于调整新能源汽车推广应用财政补贴政策的通知》(以下简称《通知》)。动力锂电池发展前景分析，根据《通知》要求，新能源乘用车补贴变化不大，仅按照补贴既定退坡机制下降20%，新能源客车补贴退坡幅度较大，达到40%以上。电池补贴的大幅度退坡远远高于之前的市场预计，且提出了更高的技术要求。
趋势四：新技术加速应用，颠覆性产品可期
动力锂电池发展前景分析，随着锂离子电池在各领域的应用日趋广泛，尤其是在电动汽车、新能源、军事等领域逐步推广，各国以及各大企业纷纷加大研发支持力度。与此同时，石墨烯、纳米材料等先进材料制备技术不断完善，与锂离子电池研发加速融合，锂离子电池产业创新速度加快，各种产品相继问世并投放市场，噱头十足。未来，随着各类新技术持续进步，包括硅碳复合材料、固态电解质等在内的新型材料有望在锂离子电池上面广泛应用，在可穿戴设备、特殊环境等特定应用领域将有可能出现新的颠覆性锂离子电池产品。
动力锂电池发展前景分析，锂电设备企业决定了下游行业能否节能降耗以及提升产品品质，即很大程度影响着下游锂电企业的成本端，因此，随着锂电池行业对产量、性能要求的提升，将带动锂电设备行业的增长。未来锂电设备行业将受动力锂电池行业增长拉动，整线生产成本降低、国产设备占有率提高，未来三到五年设备需求规模将大幅提升

4、新能源汽车的“高能动力电池技术”可以在哪些方面提高？

从探索改进电极及电池结构的设计方法、建立电池极化模型和仿真技术等方面入手，汽车动力电池的“瘦身健体”之旅仍在不断推进：

汽车动力电池的储能将有可能提高至400瓦时/公斤。

要让电池变成“肌肉型男”，在获得合理的正负极材料之余，还需要设计出可行的加工工艺。

着力全新的锂硫电池和锂空气电池的研究，它们的能量密度有望达到500瓦时/公斤。

被欧阳明高点名的科研项目获得了国家重点研发计划的支持，全名为“高比能动力电池的关键技术和相关基础科学问题研究”，该研究基于研究团队研制出的高容量富锂锰基的正极材料，汽车动力电池的储能将有可能提高至400瓦时/公斤。

近年来，在国家政策的大力扶持下，我国新能源汽车得到迅速普及，但“不敢去远郊区县”的“梗”至今难以理顺。打破500公里的单次行程极限将大大推动电动汽车的推广，然而汽车承载有限，如何在受限的体积内尽量多地储备电能成为科研攻关的关键目标。

该项目负责人、北京大学教授夏定国表示：“要进一步提高锂离子电池的能量密度, 正极材料的比容量是关键。”据夏定国介绍，针对正极材料的比容量，研究团队在前期工作基础上，深刻理解富锂材料稳定性机制以及阴离子氧化还原的产生机理，通过调控阴离子氧化还原机制来实现富锂材料性能的优化。

也就是说，团队首先遇到的问题是：阴离子氧化还原能力受什么“左右”？揭示这一规律将引导团队接近并找到性能优良的电极。团队还发现，在物质内部原子之间的几何结构会影响电子的结构，从而影响阴离子氧化还原的能力，研究明确了结构和效能的关系，并希望通过结构的设计改善电极材料的电化学性能。

“提高正极材料中的含锂量，让更多的阴离子稳定参与氧化还原反应是一个重要途径。”夏定国说，研制出高容量富锂正极材料，为进一步提高动力电池的能量密度提供了可能。项目组除制备出了一种高容量的富锂正极材料和两种高容量、高稳定富锂材料—碳复合材料外，还制备出了高容量的锂电池负极材料。

要让电池变成“肌肉型男”，在获得合理的正负极材料之余，还需要设计出可行的加工工艺。例如，富锂化合物在电极中需要很好地分散开来，既保持在体系中60%以上的含量，又不凝结为块状。分散越均匀，可逆性越好，充放电效率越好。

目前该电池还需进一步完善，夏定国介绍，仍存在“枝晶锂”制约新体系电池的进步及电池安全性这两个关键问题。相关实验显示，10—50次循环使用之后，电压衰减明显，电极也不起作用了。

“枝晶锂”是锂离子电池采用液态电解质所特有的，锂离子还原结晶成树枝样，并不断生长，到一定程度可能会刺破隔膜，科学家目前正在从两个角度寻求突破。一是包被涂层，二是研究固体电解质。

夏定国强调，“高能量密度锂离子动力电池的发展有待于电极材料、电解液及高安全性途径的发展，更有待于新的分析方法及电池制备技术进步”。

除了提高锂离子电池的能量密度使其达到400瓦时/公斤外，项目组还将着力全新的锂硫电池和锂空气电池的研究，它们的能量密度有望达到500瓦时/公斤。中国工程院院士陈立泉表示，锂空气电池是动力电池的发展方向之一，“现在大力发展的氢氧燃料电池，必须用金属罐子保障氢气使用时的安全，而锂空气电池（负极为空气中的氧气）只要一个榨菜袋子就可以了。从实用性、成本上来讲锂空气电池也应该发展”。

5、在新能源汽车发展成为趋势下，作为产业链中重要一环，有哪些动力电池企业被央视报道过呢？

比亚迪呀，应该是目前国内最好的电池制造商了，而且在国际上也很有市场的！

6、从新能源汽车使用角度看,动力电池的应用应具备哪些特点？

从新能源汽车使用角度看，动力电池的应用应具备最大的特点就是高效和节能，包括可靠性和安全性。

7、新能源汽车的动力电池充电多长时间

每个品牌与每个型号的电动汽车充电的时间都不尽相同，分为快充和慢充。快充和慢充是相对概念，一般快充为大功率直流充电，半小时可以充满电池80%容量，慢充指交流充电，充电过程需6小时-8小时。

电动汽车充电快慢与充电机功率、电池充电特性和温度等紧密相关。当前电池技术水平下，即使快充也需要30分钟充电到电池容量的80%，超过80%后，为保护电池安全，充电电流必须变小，充到100%的时间将较长。

(7)新能源汽车的动力电池与发展扩展资料:

新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源（或使用常规的车用燃料、采用新型车载动力装置），综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术，形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车。

2016年9月8日，财政部曝光了苏州吉姆西客车制造有限公司等5家新能源汽车生产企业意图骗补国家财政补贴超10亿元，个别企业已被取消整车生产资质。

【参考资料】

网络——新能源汽车

8、深度：2020年动力电池技术进化引发新能源市场变革

随着电动汽车动力电池技术的快速发展，动力电池系统能量密度从最初的不到100wh/kg已经发展到目前的180wh/kg。而据动力电池业内人士表示，2020年动力电池单体能量密度超过300wh/kg，系统能量密度达到240wh/kg已无悬念。如果对240wh/kg这个数字没有什么概念的话，那如果说一台紧凑级纯电动汽车充满一次电能够行驶超过800km，就能够清楚的知道这个系统能量密度240wh/kg是什么意思了。

电动汽车可以跑的更远的同时，一个重要问题出来了：

充电效率跟续航里程一样，制约着电动汽车的发展和普及。随着三电系统电压的提升，原本400伏电压平台将逐渐的被摒弃，而以保时捷Taycan为代表车型的800伏电压平台，以及比亚迪为代表的600伏电压平台，将逐渐取代老旧的400伏电压平台。

除了系统成本降低、效率提升之外，高电压系统最大的好处就是让电动汽车的充电效率大幅提升。以保时捷taycan为例，保时捷taycan的充电功率最高达到了250千瓦，充电5分钟可行驶100公里。而目前市场上销售的绝大部分车型的最高充电功率仅仅维持在60-80千瓦左右。而以国家电网为主导的360千瓦快充标准及整车应用，也将合适时机与北汽新能源联合推出。

可以想象，2020年及以后的2年内，电动汽车单次续航里程以及充电效率将基本上解决。一台单次充电续航800公里、充电时间只有20分钟左右的电动汽车，已经基本上具备了颠覆传统燃油汽车的能力。

冬季电动汽车续航里程缩水，又一个重要问题出来了：

在气温低至-20℃的冬季室外使用手机，续航能力将大大降低，基本上10分钟左右手机就会直接关机。这是锂离子电池的特性，低温环境下电池活性会迅速降低导致。

同理，一台电动汽车在冬季的低温环境下正负极之间的离子移动将变得困难，对应的电池的活性也将大大的降低。所以，很多电动汽车车主在冬季使用车辆的时候发现，续航里程往往只能达到其他季节的一半左右的表现，同时充电的效率也大大的降低，甚至于在较为极端的环境下根本充不进去电。

似乎动力电池热管理已经成为业内的最大难题。如果没有好的解决方案，电动汽车在高纬度地区的普及将大大受阻。这个问题如何解决似乎已经成为业内的最大痛点。

如何解决动力电池极端气候充放电效率不足，另一个重要问题出来了：

现在，已经有很多的车厂或动力电池厂商，通过物理保温的方式给电池系统加上隔热性能较好的保温材料。这样一来，动力电池总成在冬季低温环境下的确可以获得较好的保温效果。通过物理隔热可以缓解冬季低温环境动力电池活性降低、续航里程严重缩水的问题。但是夏季高温环境下，动力电池散热弊端又显现出来。

目前三元动力电池普遍都有热稳定性差，动力电池温度超过200℃就会造成热失控，并导致电池起火甚至爆炸的危险。相交于冬季续航里程严重缩水，夏季动力电池热失控起火爆炸的危害似乎更甚。所以最近两年采用物理隔热的方式的还较少。没有办法彻底解决高温环境下的热失控的问题，冬季低温环境的保温或者加热的需求似乎需要靠边站。而目前我们在市场上能够买到的电动汽车，更多的在高温热失控方面做足了功课，汽车厂商宁肯冒着冬季被广大的用户诅咒和谩骂，也不愿意冒着高温热失控导致车辆起火爆炸的风险，去解决冬季低温环境的续航严重缩水的问题。

难道真的就没有解决的办法了吗？

其实从今年开始，国内的部分动力电池厂及整车制造商，已经开始在这方面持续的探索、测试并取得了一定的成绩（装车验证）。

首先，在动力电池包结构方面，明后两年原本异形结构的动力电池技术将逐渐的变成平板动力电池技术。原本在后座椅下面凸起或者做成“土”字形的动力电池总成将被逐渐淘汰。而纯平面的超薄方形电池技术和成品将逐渐普及并装车全面应用。

其次，动力电池总成的厚度也将控制在10-15mm左右，而容纳电芯的模组结构也将取消，取而代之的是电芯单体直接成组的结构（也就是宁德时代所宣传单CTP cell to pack结构）。随着动力电池总成结构的改变，热管理系统技术和控制策略也将发生根本的改变。

动力电池总成内部的电芯（单体）被侧向设定，电极一面将布置在电池总成的外侧并放置导热槽结构，确保一旦发生热失控的时候，能量流将通过导热槽的预设渠道释放至动力电池总成外部。同时，在电池单体之间通过气凝胶隔热（保温），避免或减缓电芯热失控后对旁边电芯影响，延长电池总成能量释放的时间，给乘员提供更长的逃生时间。

在高温热管理方面，除通过BMS（电池管理系统）多点监控电池温度的变化之外，平板式的“口琴管”结构将铺满整个动力电池总成上下表面，“口琴管”结构中间流通的冷却液通过主动式循环将多余的“热量”迅速的循环并由水冷板模组接入电动压缩机带来的“冷量”进行交换式主动冷却降温。

在低温热管理方面，除通过PTC模组加热冷却液（不超过35℃）让电池迅速升温之外，在热循环结构之上也同时采用了隔热性能良好的保温材料进行包覆。确保在极端低温环境之下尽量保持动力电池内部电芯的温度处于15摄氏度以上。而保温材料下层的“口尽管”结构也能够在夏季高温工况拥有迅速释放“热量”的能力，避免热失控的发生。

笔者有话说：

新能源情报分析网早在2006年开始追踪新能源技术军用化和民用化发展。由于在2014年之前，中国新能源未能形成完整、成熟且低成本的全产业链，以至于制约新能源车发展的动力电池技术不能很好地“通过市场手段”推广。2014年之后，中国开启新能源核心技术、整车应用及全产业链作为重要政策全速发展的新时期。

今天，通过各大动力电池厂及少数整车制造商的持续努力，在未来的两年之中，电动汽车不论是在续航里程还是在充电效率、亦或是冬季低温环境下性能保持等方面，将有发生非常巨大的变化。而在这些性能短板全部补齐之后，电动汽车与燃油汽车全面竞争的时代也将正式的拉开序幕。

至此，电动汽车目前的售价远比同级别的燃油汽车价格贵很多，凭什么跟燃油汽车直接竞争？关于这一点，笔者想说的是，全面竞争的开始一定是从高品牌附加值（比如说保时捷Taycan、特斯拉、奔驰、宝马、奥迪等等高溢价产品开始）开始与燃油汽车直接竞争，至于低价格的普及型产品要么集中在营运性质车型上，要么需要等到新能源汽车产业规模足够大，整体成本能够与燃油汽车抗衡的时候才会出现大面积替代的发生。

文/新能源情报网

本文来源于汽车之家车家号作者，不代表汽车之家的观点立场。

9、新能源汽车的动力电池都有哪些有什么好处？

有锂动力电池，镍氢充电电池，燃料电池等。
（1）锂动力电池
锂铁电池是2000年后由美国永备公司所推出来并得到成功市场化的新型绿色高能化学电源，在应用于需要的高能量高功率电源的电子设备和电动玩具方面，显示了非常优越的性能.在中等放电电流以上时，锂铁电池的放电时间可达碱锰电池的6倍左右；而与镍氢电池相比，其放电电压平台，储存时间具有显著优势。
（2）镍氢充电电池
利用镍氢电池可快速充放电过程，当汽车高速行驶时，发电机所发的电可储存在车载的镍氢电池中，当车低速行驶时，通常会比高速行驶状态消耗大量的汽油，因此为了节省汽油，此时可以利用车载的镍氢电池驱动电动机来代替内燃机工作，这样既保证了汽车正常行驶，又节省了大量的汽油。
（3）燃料电池
燃料电池是一种将化学能直接转化为电能的装置，他的正极是氧电极,负极是氢或碳氢化合物或乙醇等燃料电极。催化剂在正极催化氧的还原反应，从外电路向氧电极反应部位传导电子；在负极催化燃料的氧化反应，从反应部位向外电路传导电子。