2021年动力电池行业全产业链发展格局分析研究报告（93页）.pdf

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1、对电动汽车动力性能要求提升，推动动力电池技术发展。由原电池驱动开始，电动汽车中的化学电源不断发展，从可反复循环使用的铅酸电池，到镍镉电池，再到镍氢电池，以及锂二次电池，这些驱动源在应用上相比同时代电池技术，具备较高的能量密度与功率密度，可靠性较强，因此成为不同时期的主流动力电池。铅酸电池：高可靠性且价格低，但比能量较低。单体铅酸蓄电池主要由正极板(活性物质 PbO2)、负极板(主要是 Pb)、硫酸电解液、隔板、蓄电池盖与槽组成。蓄电池中，正负极板浸在硫酸溶液中，由耐腐蚀耐氧化的隔板分开，而槽体的耐酸与耐温范围宽，机械强度高。铅酸电池因其理化和结构特性，具有使用可靠安全性高、可大电流放电、工作温

2、度范围较宽、大容量电池技术成熟、维护简单、使用寿命长、材料易得而价格低廉的特点。但铅酸电池的理论比能量仅有 170Wh/kg，实际比能量由于活性物质利用率低而仅有 3545Wh/kg。受限于能量密度，铅酸电池在电动汽车应用方面不具备优势。镍镉电池：容量损失大，比能量低，有记忆效应。镍镉电池的体系以氧化镍(NiOOH)为正极，镉(Cd)为负极，氢氧化钾(KOH)或氢氧化钠(NaOH)溶液为电解液，是一种碱性蓄电池。镍镉电池具有工作寿命长(充放电循环周期可达数千次)、自放电小、低温性能好、耐过充过放、耐冲击和振动等优点，因此在民用军用多个领域得到广泛应用。但镍镉电池的电流效率、能量效率、活性物质利

3、用率较低、镉材有毒、价格也相对昂贵，以及记忆效应(电池可逆失效)带来的容量损失。镍镉电池的理论比能量为214Wh/kg，但一般情况下正极活性物质利用率为 70%左右，负极活性物质利用率在75%85%之间。因此其实际比能量也较低，在 50Wh/kg 左右。镍氢电池：安全性及比能量较高。镍氢电池的正极为氧化镍，负极则是氢电极，可以说是镍镉电池与燃料电池结合的产物。密封镍氢电池也叫做高压镍氢电池(H2-Ni)，用来区别以金属氢化物为负极的低压镍氢电池(MH-Ni)。镍氢电池具备比能量较高(比镍镉电池高 1.52 倍)、充放电循环寿命长、过充过放承受能力强等优点，但初始成本较高，自放电速度随氢压提升而增加。锂离子电池：与其他主要的电池类型相比，综合性能更佳。锂离子电池正极一般采用插锂化合物，如 LiCoO2、LiMn2O4 等，负极采用碳基、硅基等可嵌锂的高比容量材料，传统电解质则为可溶解锂盐的有机溶剂。循环充放依靠锂离子在正负极材料中嵌入脱出实现。锂离子电池的优点表现在容量大、工作电压高、荷电保持能力强、循环使用寿命长、安全性高，结构上因比能量高而有体积小重量轻的特点。但传统锂离子电池还存在内部阻抗高、电压变化大、成本仍有待继续降低等不足。