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動力電池（EV 電池）基礎(chǔ)知識
什么是 EV 電池
EV 電池是適配電動汽車（Electric Vehicle）使用的蓄電池。
它并非一次性用完就報廢，充電后可以反復(fù)循環(huán)使用。目前電動汽車搭載的主流電池為鋰離子電池。
相較于此前的鉛酸蓄電池，鋰離子電池重量更輕、容量更大、能量密度更高；但也存在電解液滲漏、起火事故的安全隱患。正因如此，業(yè)界目前正大力研發(fā)不含液態(tài)電解液的全固態(tài)電池，作為下一代車用動力電池方案。
EV 電池應(yīng)用場景
EV 電池作為車載電源，為混合動力汽車、純電動汽車供給動力。近些年，EV 電池的應(yīng)用邊界進一步拓展，除作為車輛動力源之外，搭載在車輛上的動力電池還可參與虛擬電廠建設(shè)，助力電網(wǎng)電力穩(wěn)定調(diào)配。
電能大規(guī)模儲存難度較高，電力缺口引發(fā)的突發(fā)性停電是一大風(fēng)險。在電力供應(yīng)緊張時段，虛擬電廠模式可以統(tǒng)籌調(diào)配發(fā)電廠、企業(yè)及居民家用光伏發(fā)電設(shè)備、儲能電池、電動汽車富余電量進行互補調(diào)劑，在此模式下，電動汽車與車載動力電池的應(yīng)用價值得到進一步延伸。
EV 電池工作原理
當(dāng)前車用主流鋰離子電池，以及尚處于研發(fā)階段的全固態(tài)電池，工作原理具體如下：
一、鋰離子電池
鋰離子電池依靠鋰離子在液態(tài)電解液中于正、負(fù)極之間來回遷移，完成充電與放電過程。鋰離子電池主要組成包含溶有鋰化合物的有機溶劑、含鋰金屬氧化物的正極、石墨材質(zhì)負(fù)極，以及高分子材料制成的隔膜。
外部充電器通入電流，向負(fù)極輸送電子時，帶正電的鋰離子會從正極穿過隔膜孔隙移動至負(fù)極，正負(fù)極之間形成電位差，電池完成充電。放電過程中，儲存在負(fù)極的鋰離子回流至正極，帶有負(fù)電荷的負(fù)極向外部用電負(fù)載釋放電子，電池內(nèi)部儲存的電能向外輸出做功。
二、全固態(tài)電池
全固態(tài)電池同樣依靠鋰離子在正負(fù)極之間往返移動實現(xiàn)電化學(xué)反應(yīng)，原理框架和鋰離子電池一致。區(qū)別在于全固態(tài)電池不再使用液態(tài)電解液，鋰離子在固態(tài)電解質(zhì)內(nèi)部完成遷移；同時能夠規(guī)避正負(fù)極直接接觸短路的問題，因此無需配置隔膜。
EV 電池分類
EV 電池基本都采用可反復(fù)充放電的二次電池，目前已經(jīng)完成研發(fā)并實現(xiàn)量產(chǎn)裝車的車用電池主要有以下三類：
1. 鉛酸蓄電池
鉛酸蓄電池原材料儲量充足、成本低廉，發(fā)生碰撞時起火爆炸風(fēng)險偏低，優(yōu)勢突出，一般用作電動汽車車載低壓輔助電池。
車輛單獨配備空調(diào)、車燈供電的輔助電瓶，即便發(fā)生事故驅(qū)動動力電池受損，輔助電瓶仍可保障相關(guān)零部件正常運轉(zhuǎn)。憑借使用壽命長、價格低廉的特點，鉛酸蓄電池應(yīng)用十分廣泛。
2. 鋰離子電池
核心優(yōu)勢為能量密度遠(yuǎn)超其他二次電池，可達(dá)同類產(chǎn)品的 1.5~5 倍；不存在容量虛降的記憶效應(yīng)，標(biāo)稱單體電壓 3.6V，優(yōu)勢顯著。
短板在于能量密度高的特性使其在高溫環(huán)境下存在起火風(fēng)險，因此作為車輛驅(qū)動動力電池使用時，必須做好防護，抵御劇烈撞擊造成的殼體破損。各大車企在驅(qū)動動力電池開發(fā)過程中，都會重點針對安全性能進行優(yōu)化設(shè)計。
3. 鎳氫電池
電池結(jié)構(gòu)以氫氧化鎳作為正極、儲氫合金作為負(fù)極。鎳氫電池在能量密度等性能指標(biāo)上不及鋰離子電池，但在制造成本與安全性方面更有優(yōu)勢。受限于偏低的能量密度，該電池多用于混合動力汽車（HEV）。
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