淺談新能源電池技術創新

李永蘭

摘 要：近年來我國經濟水平穩步發展，隨著大眾生活水平的提升，國民平均汽車保有量逐年提高，新能源汽車受到了人們的廣泛歡迎。電池作為新能源汽車中最核心的技術，對于能源汽車的未來發展有著舉足輕重的作用，其決定著新能源汽車未來是否能夠徹底取代傳統汽油柴油汽車，其中的關鍵在于電池技術的創新，如果沒有創新，新能源汽車整個行業的發展將失去了可持續發展，任何前景都將成為泡沫。本文筆者就將針對新能源汽車的發展，淺談電池技術的創新。

關鍵詞：新能源汽車;電池技術;創新;綠色

在我國、世界都在普遍追求可持續性發展的今天，環境保護和不可再生能源的保護成為了國家的重點關注項目，隨之而來的是其他可再生能源替代的研究和探索。二十一世紀是一個高速發展的時代，人們生活、出行都方便、舒適起來，因此，新能源汽車的發展越來越彰顯著未來世界的發展方向，是該產業的大勢所趨、時代潮流，不可逆轉，不可阻礙。但由于我國的歷史原因，大部分產業的研究都還處在相對于落后的階段，目前新能源汽車的電池技術的安全性、穩定性和可靠性、電池壽命長短等都還有很大發展的空間，這在很大程度上制約著新能源汽車產業的發展，不僅需要專業技術人員解決新能源汽車自燃的問題，還要解決冬季出現電池續航能力不理想的問題，社會對于我國的新能源汽車產生各種各樣的質疑和批評不是沒有理由和立足點的，要充分解決上述筆者提到的問題，最關鍵在于需要專業人員進行電池技術的創新和改革。

1 了解新能源汽車電池技術出現的問題

新能源汽車在電池方面出現的問題并不只是我國該行業發展的制約問題，在汽車行業的領頭羊--特斯拉汽車企業也出現這樣的情況。筆者通過資料查找，也發現就在2019年度，一輛新能源的特斯拉汽車的在私人車庫中發生了自燃，調查發現出現自燃的原因就是由于其連接器出現故障斷開，汽車內部受熱的熱量傳遞到了太陽能電池上，最終導致電池過熱發生自燃現象。類似的新聞多不勝數，可以發現，現如今所有的新能源電池汽車都存在著共同還沒有得到解決問題--鋰電池會受熱失控，發生自燃，這說明了目前為止新能源汽車的安全性堪憂，電池的技術問題還亟待解決。

其次，使用過新能源電池汽車的都會了解到汽車的充電是一個大問題，目前為止新能源電池汽車研發出來的充電方式有三種：電池更換式、有線傳導式和無線感應式。由于大型電動客車自身的特殊性，電池更換式比較不現實，同時這種操作的標準化程度不高，具體的過程比較復雜繁瑣，對于更換人員的專業要求很高，因此一般不作為考慮。長期采用無線感應式充電的方式對于汽車電池自身的傷害是非常大的，不利于大型客車的使用，經濟消耗很大。一般來說，我國的大部分新能源電池汽車大部分采用的是有限傳導式，相對于傳統汽車簡單快速、便捷的加油方式來說，充電就顯得耗時又耗力，不利于人們日常生活的便捷出行。還有的汽車采用了太陽能充電板的，其雖然方便、節能，但是發電的效率比較低，每天在太陽光下暴曬只能允許電動車5公里的續航，還會造成一定的安全隱患。此外，電池的續航時間短、更換成本高、使用壽命短等問題仍然是新能源電池汽車的最重要的三個問題。

2 新能源汽車電池技術的創新方向

2.1 技術安全創新，續航充電創新

現如今開展電池的創新，最主要的是開展鋰電池的創新技術。大部分汽車發生自燃是由于正極收到高溫容易發熱，負極和相關的隔膜材料容易燃燒，進而電解質容易產生爆炸，因此，可以在技術創新過程中，可以從充電方面入手，及時排除正極所受到的熱量，并且將熱能轉化為機械能力。此外，嚴格電池的設計，避免出現短路電流，提高結構的防撞擊性能，提高電池的穩定性。

此外，還需要提高電池的續航能力。續航能力主要是由電池的數量和密度來決定，為了保證汽車的輕量化，可以對汽車的驅動系統進行一定的升級，保證相關的電池能量回收裝置，將外界傳遞的熱能轉化為電能存儲起來，實現技術的加強突破。對于太陽能電池的創新探究，應該從安全方面入手，做好太陽能電池板的相關安全設計，在冬季中突破不了電池遇冷續航能力降低問題，可以將目光放在電池的保暖工作上，加上一定的保溫裝置，提高電池活性。最后，進行充電技術方面的創新，傳統的充電技術都或多或少存在著很多便捷性、經濟性問題，創新中一方面需要考慮增加充電樁的數量，另一方面可以考慮電池自身，將太陽能和機械能更好地轉化為充電的能量，加上氫動力電能轉化裝置，實現技術突破。

2.2 增加材料性能，改進散熱風扇

對電池創新的過程中，還可以從宏觀角度進行。首先增加對電池容量有一定貢獻的相關材料的性能，采用熱發揮較大的材料，比如二元材料或者高電壓三元材料等。采用壓實性更好的正負極材料，電池中加入導電性更好的活性物質，有利于提高單位質量敷料可以產生的電池容量。采用厚度反彈力更小的材料，解決厚度反彈預留的空間，轉化為電芯的設計厚度，提高電池容量。

為了保證新能源電池技術的不斷發展，還需要改進電池中的減振墊。在新能源汽車的電池散熱風扇中有三個減振墊，當前大多數的減振墊通過實踐都證明了這種結構不太利于風扇散熱，反而加大了振動的頻率。因此，可以在電池內中心與電機線架中的減振墊中加入配合法蘭盤底座的圓柱孔，將電機線架連接在一起，通過檢測，可以消除不必要的振動問題。

2.3 明確優勢缺點，創新技術體系

想要促進我國新能源汽車電池技術創新，就必須要全面了解目前各種技術的優缺點，在保留優勢的前提下盡可能改進缺陷，實現技術體系的創新。目前我國在這方面研發方向主要是磷酸鐵鋰電池，但是核心技術專利屬于其他國家，所以在這方面有潛在的知識產權隱患，難以取得較遠的發展。與此同時，磷酸鐵鋰電池還有一些其他的缺陷，包括難以控制材料的一致性、耐低溫性不強等。磷酸鐵鋰的比能量很低，要想讓電動汽車能行駛較長的路程，還要將具備較高比能量的電池安裝在汽車上，這也是要創新技術體系的原因。

現階段全球范圍內受到熱議的一項技術就是鋰硫電池，其中硫的比容量很高，和鋰配對后讓電池具有很高的比能量，同時還具有污染性小、節約成本、原料易得等優勢，很好地滿足了電動汽車在動力電池方面的需求。當然，鋰硫電池不可避免地也存在一些缺點，如放電性能差、安全性不高、循環壽命短等。另一種新技術是鋰空氣電池，同樣有很高的的比能量，具有無污染、可充放性、節約成本等優勢，但是其能量效率低、放電性能不強，在這方面還有很大的進步空間。

固態鋰離子電池屬于新型化學電池，相比于傳統的鋰電池，雖然工作原理一樣，但具有多重優勢，包括壽命長、能量密度高。單體電池電壓高。生產效率高。安全性強等，具有廣闊的發展前景，研究和普及應用固態電池是創新新能源汽車電池技術的一個有效途徑。

總的來說，隨著時代的高速發展，各項新興的產業如雨后春筍般拔地而起，為人們的生產和生活提供多方面的便利，縱觀計算機由當初攜帶不便、計算速度慢、制造困難等狀況到今天人們人手一臺、各方面性能穩步提高等現狀，都為我們證明著時代的人才在不斷地創新，在不斷地獲得成果。因此，在新能源汽車的電池技術創新中，各個專業人才要帶著必勝的信心投入到電池的創新研究中去，充分認識到目前新能源電池需要的瓶頸和問題，從電池的單體、模塊、電熱管理和電池包這多種方面進行全面性考慮，讓電池這個新能源汽車的“心臟”逐漸實現材料的穩定性和性能及能量密度方面的提高，最終創造出性能良好、安全性高的新能源汽車。