新能源电池负极材料是什么 新能源汽车用动力电池有哪些类型

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负极是电池放电时流出电子的一极。锂电池主要采用石墨类材料作为负极。石墨负极材料又分为人造石墨和天然石墨，其中动力锂电池多用人造石墨作负极材料。新能源汽车产业带动了动力电池行业高景气，拉动石墨负极材料需求快速攀升。

锂电池负极材料主要分为碳基材料和非碳基材料。碳基材料中的石墨类材料应用较广，如人造石墨、天然石墨和中间相炭微球。

碳基材料中的软碳，例如石油焦和针状焦，直接用作负极材料的比较少，更多是用作制造人造石墨或改性石墨的原材料。非碳基材料中，钛基材料和硅基材料较为常见。

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新能源汽车用动力电池主要包括铅酸电池、镍氢电池、锂电池、氢燃料电池。目前，锂电池无论在能量密度，寿命和环保性能上都具有很大的优势，是动力电池的首选。

纯电动汽车最早使用的是铅酸电池，铅及其氧化物制成作为电极材料，硫酸溶液作为电解液，这是现在大部分电瓶车的动力源，低成本是其最大的优势。但它有两大缺点；一是比能量低，所占的质量和体积太大，且一次充电行驶里程较短；另一个是使用寿命短，使用成本过高。

镍氢电池是二十世纪九十年代发展起来的一种新型绿色电池，具有高能量、长寿命、无污染等特点。镍氢电池相比铅酸电池有不小的提升，并且电解液不可燃、安全性有保障，制造工艺成熟。但是镍氢电池充电效率一般、无法使用高压快充，因此从锂电池广泛引用之后，镍氢电池在汽车上也有被完全取代的趋势。

锂电池正是现阶段新能源车的主流选择，锂的化合物（锰酸锂，磷酸铁锂等）作为电极材料，石墨作为负极材料，其优势在于重量轻、储能大、无污染、无记忆效应、使用寿命长。

在同体积重量情况下，锂电池的蓄电能力是镍氢电池的1.6倍，并且人类只开发利用了其理论电量的20%～30%，开发前景非常光明。不过无论任何类型，所有锂电池组都会面临低温这个“天敌”。

氢气是非常理想的清洁能源。特点是无污染，无噪音，高效率，就氢气本身来说，燃烧可以释放大量的能量、低温表现上佳，最重要的加氢的效率高，加氢只需5分钟就能行驶超过600公里。并且这个数据还有提升的空间，以上这些都要远远优于现有的锂电池。

但是氢燃料电池轿车比同类型内燃机车重200多公斤，贵5倍以上。关于氢燃料电池车投入方面，日、韩两国的车企早就开始了研究，如今已经小范围投入到了各自国家的市场中。

新能源汽车最大的成本在电池、电机、电控“三大电”系统，而动力电池成本又是重中之重。从新能源汽车的成本构成来看，动力系统合计占比约50%，其中电池占到38%，电控和电机占比约12%。

目前主流的动力电池主要有两类：三元锂电池和磷酸铁锂电池。但目前市面上绝大多数新上市的电动汽车基本都采用三元锂电池，主要原因是三元锂电池的电池能量密度要远高于磷酸铁锂。

但从安全性和重复使用寿命两个角度而言，磷酸铁锂电池的性能都是要优于三元锂电池的。2017年工信部公布的8批共296款新能源乘用车中，采用三元锂电池的车型有221款，而采用磷酸铁锂的仅有33款。

新能源汽车的电池有哪几种

石墨烯电池，利用锂离子在石墨烯表面和电极之间快速大量穿梭运动的特性，开发出的一种新能源电池。

石墨烯其实就是一种材料，是目前发现的最薄、强度最大、导电导热性能最强的一种新型纳米材料，因价格比黄金贵，又被称为黑金。石墨烯电池最大的特点就是循环寿命长，超1300次+，是普通铅酸电池的三倍。另外支持1小时快充80%，这也大大地减少了消费者的充电时间。

石墨烯电池的原理和应用：

石墨烯电池利用环境热量自行充电的试验。实验制成电路其中包含LED，用电线连接到带状石墨烯。他们只是把石墨烯放在氯化铜溶液中，进行观察。LED灯亮了。实际上，他们需要6个石墨烯电路，形成串联，这样就可产生所需的2V，使LED灯发亮。

在化学电池中，化学能直接转变为电能是靠电池内部自发进行氧化、还原等化学反应的结果，这种反应分别在两个电极上进行。

随着批量化生产以及大尺寸等难题的逐步突破，石墨烯的产业化应用步伐正在加快，基于已有的研究成果，最先实现商业化应用的领域可能会是移动设备、航空航天、新能源电池领域。

新能源电车现在越来越成为许多人买车的首选，它相比燃油车更智能、更省钱，但电池仍旧是一个大问题，如电池的续航、密度、重量、价格和安全等问题。其实动力电池也分很多种，今天，就和大家聊聊当前不同种类的新能源电池。

那么，当前的动力电池大致有以下几种，分别是三元锂电池、磷酸铁锂电池、钴酸锂电池、镍氢电池、固态电池。其中，新能源电车普遍采用的是三元锂电池和磷酸铁锂电池，正所谓“双雄争霸”。

三元锂电池：比较典型的，正是宁德时代的镍钴锰系列，行业里还有镍钴铝系列等。在电池中加入镍元素，是为了提升电池的蓄电量以便更好地提升续航。

特点是体积小、重量轻、能量密度较高，约为240Wh/kg，热稳定性较差，更容易出现自燃问题。耐低温，不耐高温，低温使用下限值为零下30°C，冬季电量衰减15%左右。而热失控温度在200°C-300°C左右，自燃风险较高。

磷酸铁锂电池：是指用磷酸铁锂作为正极材料，碳作为负极材料的锂离子电池。相比于三元锂电池，其热稳定性更好一些，生产成本更低一些。而且磷酸铁锂电池的循环寿命会更长一些，一般为3500次，而三元锂电池一般在充放电2000左右开始衰减。

钴酸锂电池：钴酸锂电池也是锂离子电池的一个分支。钴酸锂电池结构稳定、容量比高、综合性能突出，但是钴酸锂电池安全性差、成本高。钴酸锂电池主要用于中小型号电芯，是电子产品中比较常见的电池，一般不用在汽车上。

镍氢电池：镍氢电池是二十世纪九十年代发展起来的一种新型绿色电池，具有高能量、长寿命、无污染等特点。镍氢电池的电解液为不可燃的氢氧化钾溶液，所以即便发生电池短路等问题一般也不会引发自燃现象，安全性有保障，制造工艺成熟。

但是镍氢电池充电效率一般、无法使用高压快充，性能方面比锂电池差了很多，因此从锂电池广泛应用后，镍氢电池也可能逐步被替代。

以上给大家介绍的都是液态电池，那么关于固态电池呢？

相比液态电池而言，固态电池具有续航里程长、成本低、安全高、寿命更长等一些优势。不过作为一种新技术，目前固态电池仍然处于研发阶段，技术尚不成熟，生产成本比较昂贵。

目前，国内外的汽车厂家也在积极攻克固态电池技术难题，包括蔚来、宁德时代等一些厂家都在积极研发固态电池。而在2023年2月的时候，日产欧洲研发高级副总裁David Moss表示，日产已经成功开发出全固态电池。

此前，宁德时代也发布了一款名为“凝聚态电池”的全新产品，能够达到500Wh/kg能量密度，这几乎是当前三元锂电池能量密度的1.5倍。但并不是传统意义上的半固态电池，是一种新形态电池。

目前大多数液态电池的续航里程都只有400km到600km之间，固态电池的续航里程能够轻松突破1000km，充电速度相比于液态电池快3倍以上。

如果固态电池在新能源汽车上大规模应用开来，那将会极大加速新能源汽车的发展，期待各家大显身手，看看固态电池是否会成为新能源之光。

终究，随着新能源汽车的发展，对于电池的要求只会越来越高，于行业而言，技术迭代会带来更多的行业增值，于大众而言，出行方式和出行质量也在悄然发生改变。

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