锂离子电池在电动汽车中的应用现状及发展综述

2023年11月24日发(作者：大众凌渡高清图片)

锂离子电池在电动汽车中的应用现状及

发展综述

摘要：近年来人们是水平的提高，对汽车需求量也在逐年增多。随着全球环

境污染问题的日益突出和传统燃料资源的枯竭，电动汽车正逐渐成为人们日常出

行的一种新方式，其主要的动力来源是电池。而锂离子电池由于具有高功率密度、

较高的能量密度、寿命长、循环性能好等特点，逐渐成为电动汽车主要的能量储

存装置。目前，大力推动锂电池、电化学储能、电动汽车等新能源领域重要技术

和基础装备的发展，逐步降低对石化能源的依赖，探索出一条可持续能源安全路

径是全球诸多国家的重要战略方向。本文就锂离子电池在电动汽车中的应用现状

展开探讨。

关键词：锂离子电池；电动汽车；电池管理系统

引言

作为新能源汽车主导的电动汽车具有污染低，效率高，噪音低，不依赖汽油，

结构相比传统内燃机汽车更简单等优点。电池是纯电动汽车的关键核心部件。锂

离子动力电池以其工作电压高、比能量高、循环寿命长、自放电率低、无记忆性、

无污染、外形多样等优势，成为了纯电动汽车动力电池的主流之选，但在续航里

程、充电时间、安全性等方面仍存在问题。

1锂离子电池工作原理

放电：FePO+xLi+xe→xLiPO+(1-x)LiPO。

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+-

充电时，带正电荷的锂离子从正极磷酸铁锂上出发，穿过隔膜到达负极的层

状石墨上，并被储存在那里。这样，电池就完成了充电。当电池放电时，也就是

当能量以电能的形式从电池中释放出来时，锂离子通过电解液，从负极出发，穿

过隔膜返回到正极。电机会将电能转化为机械能，从而让汽车行驶。

2锂离子动力电池的性能

锂离子动力电池使用时优势较多，具有安全、可靠及兼顾充电效率等方面的

性能。电池在充电期间，通常采用两段式的充电方法，第一阶段采用恒流限压方

式，第二阶段采用恒压限流方式。锂离子电池在使用期间和使用前期的电压比较

稳定，电力的消耗比较缓慢，但是在后期使用时，电压会出现快速下降。所以在

后期使用时，必须对电池进行有效控制，防止电池迅速放电而破坏的电池内部结

构，从而造成不可逆的损伤。锂离子动力电池在充电过程中，可以对电池组进行

大流量的充电，等到电压达到一定的限压后，便在后期使用恒压充电方式，这种

方式不仅可以减少充电的时间，同时也可确保充电的安全性。锂离子电池在充电

过程中，充电电流的大小会直接影响到电池的整体性能，所以充电时如果电流较

度较低；钴酸锂电池的能量密度较高，但安全性和成本较差；三元锂电池在能量

密度和循环寿命方面表现较好，但成本较高。综合安全、成本、使用寿命等因素，

当前纯电动汽车的动力电池类型主要为磷酸铁锂和三元锂电池两种，两者基本上

占据了纯电动汽车市场动力电池的主要份额。

3.2快速充电技术

为了满足用户对快速充电的需求，新能源汽车锂离子动力电池系统需要具备

快速充电技术。目前，国内外正在研发和推广的充电技术包括直流快速充电

（DCFC）、交流快速充电（ACFC）以及无线充电等。DCFC是当前应用最广泛、效

率最高的充电方式之一。它采用直流电源将电能直接输送到动力电池中，大大缩

短了充电时间。与传统的交流充电方式相比，直流快速充电技术能够将充电时间

缩短至几十分钟甚至更短，为用户提供了更便捷的充电体验。另一种快速充电技

术是ACFC。与直流快速充电不同，ACFC技术利用交流电源将电能输送到动力电

池中。它在某些特定情况下具备一定的优势，例如在停车场等公共场所设置交流

充电桩，可以为多个车辆提供同时充电的服务，提高充电效率。除了直流快速充

电和交流快速充电技术，无线充电也受到了越来越多的关注。无线充电技术通过

电磁感应或者电磁辐射将电能传输到汽车的动力电池中，免去了插拔充电线的繁

琐步骤。用户只需将电动车停放在支持无线充电的区域，即可实现自动充电。这

种技术的便捷性和无需人工干预的特点，使得无线充电技术在特定场景下具备广

阔的应用前景。

3.3混合动力汽车的动力电池路线

混合动力汽车分为非插电式混合动力汽车（HEV）和插电式混合动力汽车

（PHEV），为了便于分析，本文将增程式汽车（REEV）也一并归类为混合动力汽

车。三种类型的动力电池路线分别为：HEV采用的主要是镍氢电池或锰酸锂电池；

PHEV和REEV采用的主要是磷酸铁锂电池和三元锂电池。可以看出，PHEV和REEV

的动力电池与纯电动汽车类似，而HEV的动力电池采用的是镍氢电池。产生上述

镍氢电池的成本也远低于锂电池，因此以丰田为代表的主机厂采用了镍氢电池作

为HEV车型的动力电池。

3.4纯电动汽车锂电池的维护与保养策略

针对电动汽车电池存在的一系列问题，有效的维护和保养可以提高电池的使

用寿命和安全性。比如：定期对电池进行日常检查，真正做到“防患于未然”；

正确掌握充电时间，避免充电时间控制不当影响电池性能（一般情况下，保持电

池的放电深度维持在50%～80%，可获得最好的充电效果）；保持良好的驾驶习惯，

尽量避免在驾驶过程中紧急加速或者减速，而且在凹凸不平的路面驾驶汽车时，

尽量保持慢速匀速，以免造成电池的挤压变形，从而对电池的物理性能造成不可

逆的损坏；尽量避免阳光暴晒及深度馈电发生；保护好汽车充电器等。

结语

新能源汽车的运行，电池为主要动力源，所以对动力电池系统应用技术进行

不断改善是重中之重。要不断引入各种新型环保的电池制作材料，不断优化电池

制作技术，提高电池的使用安全性，才能保证电池的使用效率，更能促进新能源

汽车的稳定持续发展。

结语

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