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动力电池研究报告

电池（Battery）指盛有电解质溶液和金属电极以产生电流的杯、槽或其他容器或复合

容器的部分空间，能将化学能转化成电能的装置。具有正极、负极之分。而动力电池即为工

具提供动力来源的电源，多指为电动汽车、电动列车提供动力的蓄电池。

动力电池要求电池具有高能量、高功率和高能量密度的特点，并且对电池的寿命，安全

性能及容量等方面有着苛刻的标准。

一．动力电池的种类

一般的动力电池结构包括以下几个部分：电池盖、正极材料、隔膜、负极材料、有机电

解液。

图一：动力电池的一般结构

目前能够被电动车采用的有以下四种动力蓄电池，即阀控铅酸免维护蓄电池、胶体铅酸

蓄电池、镍氢蓄电池和锂离子电池。

1.铅酸蓄电池

这是目前电动车主要采用的电池品种，因为铅酸蓄电池成本低，性价比高，使用中不需

要经常补充水分，免维护。

铅酸蓄电池充电时变成硫酸铅的阴阳两极的海绵状铅把固定在其中的硫酸成分释放到

电解液中，分别变成海绵状铅和氧化铅，电解液中的硫酸浓度不断变大；反之放电时阳极中

的氧化铅和阴极板上的海绵状铅与电解液中的硫酸发生反应变成硫酸铅，而电解液中的硫酸

浓度不断降低。

当铅酸蓄电池充电不足时，阴阳两极板的硫酸铅不能完全转化变成海绵状铅和氧化铅，

如果长期充电不足，则会造成硫酸铅结晶，使极板硫化，电池品质变劣；反之如果电池过度

充电，阳极产生的氧气量大于阴极的吸附能力，使得蓄电池内压增大，导致气体外溢，电解

液减少，还可能导致活性物质软化或脱落，电池寿命大大缩短。

2.胶体蓄电池

胶体蓄电池是对液态电解质的普通铅酸蓄电池的改进。它采用凝胶状电解质，内部无游

离的液体存在,在同等体积下电解质容量大，热容量大，热消散能力强，能避免一般蓄电池

易产生的热失控现象；电解质浓度低，对极板腐蚀弱；浓度均匀，不存在酸分层的现象。

3.镍氢蓄电池

镍氢蓄电池是九十年代涌现出的电池家族中新秀，发展迅猛。主要优点是：比能量高（一

次充电可行使的距离长）；比功率高，在大电流工作时也能平稳放电（加速爬坡能力好）；低

温放电性能好；循环寿命长；安全可靠，免维护；无记忆效应；对环境不存在任何污染问题，

可再生利用，符合持续发展的理念。但是，镍氢蓄电池成本太高，价格昂贵。

4.锂离子电池

锂离子电池是1990年由日本索尼公司首先推向市场的新型高能蓄电池。已经在便携式

信息产品中获得推广应用。

锂离子电池被普遍认为具有如下的优点：比能量大；比功率高；自放电小；无记忆效应；

循环特性好；可快速放电，且效率高；工作温度范围宽；无环境污染等，缺点是价格昂贵，

安全性不高。

二．动力电池的需求

由于动力电池主要应用于电动汽车上，是新能源汽车三大件的核心，占新能源汽车成本

在40-60%之间。因此新能源汽车的发展对动力电池的需求有着重大影响。

我国新能源车产销规模全球第一：2015年我国新能源车呈现出爆发式增长，全年生产

34.05万辆，同比增长3.3倍，销售33.11万辆，同比增长3.4倍，在全球新能源车超过50

万辆的年销量中，中国市场的贡献超过一半，我国已经超越美国成为全球最大的新能源车生

产国和消费国。

近期，统计局、中汽协、乘联会陆续发布新能源车数据，统计口径略有不同，但毫无疑

问4月份增速大幅好于一季度增。1-4月在补贴不明朗的环境下，新能源汽车的销售量仍

有大幅增长。

图二：工信部和中汽协厂家历年新能源汽车销量

未来国家对新能源汽车的补贴政策将继续，预计2016年60万辆和2020年200万辆

的目标有望实现。国务院《节能与新能源汽车产业发展规划（2012-2020年）》中提出到2020

年，纯电动汽车和插电式混合动力汽车生产能力达200万辆、累计产销量超过500万辆，

燃料电池汽车、车用氢能源产业与国际同步发展。目前，2016年超过60万辆与2020年

200万辆的新能源车长期发展目标不变。

图三：新能源汽车销量的预计目标

纯电动汽车电池将是未来五年动力电池主要的应用领域，由于锂电池具有轻便，环境友

好等特点，预计锂离子动力电池的需求将维持高速增长。中国政府在纯电动汽车领域的支持

力度远大于插电式混合