充電電池在很大程度上左右著電動汽車的環(huán)保性能與車輛成本。車載充電電池不僅需要滿足來自決定車輛續(xù)航距離的能量容量、瞬間大電流的輸入輸出、以及防止異常發(fā)熱及起火等安全性方面的要求,為了使電動車能被普通消費者所接受,還需要滿足成本要求,為此各企業(yè)正在進行著激烈的開發(fā)競爭。今后車載鋰離子充電電池的開發(fā)將圍繞以下三個要素展開:①降低單位能量容量的成本;②確保安全性;③抑制充放電導(dǎo)致的劣化。尤其是第三項抑制充放電導(dǎo)致的劣化,關(guān)系到用戶使用電動車的感受以及包含維護成本在內(nèi)的總成本,因此是不可忽視的重要因素。
電池的性能與成本取決于材料、構(gòu)造及控制,其中最重要的是材料的選擇。各電池廠商必須從多種候選材料中作出最優(yōu)選擇。目前已開始量產(chǎn)或計劃今后1~2年內(nèi)量產(chǎn)的鋰離子充電電池的正極材料,按照與鋰組合的材料不同,分為三元類、錳類、NCA類及磷酸鐵類4種(圖1)。傳統(tǒng)鋰電池的正極材料一般使用鈷酸鋰(LiCoO2)。但使用鈷酸鋰的正極在充電時晶體構(gòu)造不夠穩(wěn)定,在車載電池用途方面存在著安全性問題。因此,在開發(fā)車載鋰電池時,技術(shù)人員嘗試并開發(fā)出了可代替鈷酸鋰的新材料。