怎么解决电池给新能源车带来的瓶颈？

1、为何电池成为了新能源的桎梏？

众所周知，新能源汽车的的优势就在于相较于以汽油为燃料的车更加低碳环保。它采用的是非常规的车用燃料作为动力来源，如锂离子电池、氢燃料等。锂离子电池的应用领域也非常广泛，除了新能源汽车之外，手机、笔记本电脑、平板电脑、移动电源、电动自行车、电动工具等等。

目前，无论是全球知名的特斯拉亦或者国内知名的小鹏汽车、蔚来汽车以及比亚迪等主流的新能源汽车使用的都是锂离子电池。这些新能源汽车厂商使用的锂离子电池按照正极材料分类又可以分为：磷酸铁锂离子电池、三元锂离子电池（包括NCA和NCM）、锰酸锂池、钴酸锂池、镍氢电池、钛酸锂池等。其中，特斯拉、北汽E200/150、广汽传祺GA5EV、北京奔驰、华晨宝马5系、蔚来汽车等使用的都是三元锂离子电池。而曾经使用磷酸铁锂离子电池的比亚迪也在后来转向了三元锂离子电池阵营。

但是无论是三元锂离子电池亦或者磷酸铁锂离子电池，都躲不开易燃易爆的隐患。

锂是世界上最活泼的金属，由于其化学特性太活泼，当锂金属暴露在空气中时会与氧气出现激烈的氧化反应，因此容易出现爆炸、燃烧等现象。此外，锂离子电池充放电过程中内部也会出现氧化还原反应，爆炸和自燃重要都是因为锂离子电池发热后所累积起来、来不及扩散和释放所导致的。简单来说就是锂离子电池在充放电过程中会出现大量的热量，这会导致电池内部温度升高以及单体电池之间的温度不均匀，从而造成电池的新能不稳定。

今年八月，苹果公司位于荷兰阿姆斯特丹的零售商店就因iPad电池爆炸并向空气中释放潜在的有害物质，零售店不得不紧急疏散店内的消费者暂时关门。而此前，三星、小米、华为等也都曾被爆出过手机自燃事件。多次事故显示，当人们充电不当、或者环境温度过高等情况下，极容易引发锂离子电池自燃、爆炸，这也成为使用厂家的一块心病。

2、为何一定要锂离子电池？

电池选择上的局限，很大程度取决于电池自身的发展与商用条件。世界上第一个电池伏特电堆是用锌板和锡板制成的，之后相继出现了锌、铜电池，湿电池、干电池，因不会遗漏、便于携带，干电池在之后很长一段时间内得到了广泛应用，尔后被爱迪生发明的可充电镍铁电池所取代。最终采用钴酸锂作为正极材料，金属锂作为负极材料而制成的锂离子电池成为了市场最后的选择。

相较于其他电池，锂离子电池有着明显的优势。它的使用寿命很长，在六年以上，并且电池体积小、能量密度高，可达到460-600Wh/kg，是铅酸电池的6到7倍。目前，特斯拉宣布与松下联合研发的21700电池系统能量密度就达300Wh／kg。与此同时，铝电池具备高功率承受力，新能源汽车用的磷酸亚铁锂锂离子电池可达到15-30C充放电的能力，这便于汽车高强度的启动和加速。锂离子电池具有高低温适应性很强、绿色环保、生产过程中基本不消耗水等特性。

而电池的商用方面，因为受到体积重量、能量的储存及释放能力、保存时间、使用寿命、成本、使用便捷度、量产等多项条件限制，能够进行大规模商业化应用的电池不过寥寥。综合这两方面原因，锂离子电池成为了最佳解决方法。

虽然锂离子电池本身的属性决定了其易燃易爆炸的宿命，但并不是完全无法降低风险和安全性的。无论手机公司亦或是新能源汽车公司，通过合理的电池管理系统以及热管理系统，电池就能够保证安全，也不会发生爆炸或者自燃现象。

3、如何解决？

电池在工作中会释放热量，来不及释放就会自燃、爆炸。因此，可以通过电池热管理系统进行管理。新能源汽车配备的热管理系统是电池管理系统中的一个子系统，该系统能够实现让电池在温度过高的时候对其进行冷却，而温度较低的时候则进行预热，由此更好地发挥电池的性能，特斯拉独有的电池管理系统就是典型的代表。

特斯拉为其生产的汽车配了数千块钴酸锂离子电池以供应动能，它应用的18650电池寿命能够循环充电1000多次，但由于电池单位密度容量大，因此自燃、起火的风险也就更高。而特斯拉就是通过其电池管理系统实现对电池各种物理参数实时监测、评估电池使用状态、并进行在线诊断和预警，同时也能够进行放电与预充控制、电池的均衡管理和热管理等。以其电池热管理为例，通过液体冷却，即50%的水+50%的乙二醇，来控制电池的温度升高。