目前新能源汽車產業鏈(全（quán）行業（yè）)都在為磷酸鐵鋰係的動力電（diàn）池在低溫下的充放電性能不佳（jiā）而發愁，尤其（qí）是低溫條件下（xià）充電無法滿足我國（guó）北方地區的市場要求。客車廠想通過對動力電（diàn）池（chí）加熱而提（tí）高動力電池溫度，但是車上加熱的能源從什麽地方來？有些（xiē）動力電池廠家對外宣稱已經成功研究出低溫環境下的動力電池，筆者一直等待看（kàn）到實際（jì）效果。2016年10月29號淄博國利（lì）新電源科技（jì）公司（sī）石（shí）總工向筆者介紹（shào）了他研發的鎳氫動力電池在超低溫(-40℃)環境下能正常（cháng）充放電，引起了我的興趣。石（shí）總工給（gěi）了技術資料，我進行了（le）認真的學習，同時他邀請我到淄博市公交車場站的現場，查看實際應用情況。現將有（yǒu）關體（tǐ）會分享給大家。

　　一、目前用戶（hù）端對純電動汽車的抱怨情況

　　一次持續裏程太短。目（mù）前純電（diàn）動汽（qì）車實（shí）際工況下裏程不（bú）到（dào）200公裏，這與燃油車（chē）相比還差400公裏。此瓶頸不能解決（jué）的話，純電動汽車的大麵積（jī）推廣可能性不大。

　　電（diàn）能補給的（de）時間太長，燃油車補給時間在10分鍾（zhōng）以內，而純電動車的電能補給在3個小時以上，這對大眾消費者（zhě）而言，是很難接受（shòu）的。

　　車輛要保障安全是（shì）底線，即車（chē）輛自己不能燃燒、不能爆炸。

　　我國北（běi）方（fāng）(西北、華北、東（dōng）北等)地（dì）區對車輛適宜的環境溫度更為苛刻，溫度在(-40 ℃ ～+50 ℃)範圍內，車輛要能正（zhèng）常運行。目前大家都在努力。

　　二、解決用戶抱怨（yuàn）的基本途（tú）徑分析

　　(一)持（chí）續裏程太短的解決辦法

　　1)提高電池比能量，這是電池企業的科技攻關課題。目前官方（fāng）公（gōng）布的磷（lín）酸鐵鋰動力電池的比能量是140wh/kg，三（sān）元電池是180wh/kg，而市場（chǎng）的（de）基本要求是300wh/kg以上，實現這個（gè）目標，估計（jì）還要等5年以上的時間。

　　2)提高充電的方便性。這要以建設成本的經（jīng）濟性為代價。綜合思考，要在10分鍾以內完成充電(電能補給)，目前（qián）技術上已（yǐ）經（jīng）成熟的，但是經濟上太不劃算，主要是充（chōng）電樁布局要充分（fèn）、全麵，供電（diàn）功率要滿足需要。國家電網在高速公路上予以全麵推進。如濟（jì）南到青島（dǎo）的高速公路上，開純電動汽車可以安全、按計劃節點（diǎn）到達目的地，已（yǐ）經沒（méi）有問題。

　　3)車（chē）輛結構上輕量化。這是一個（gè）漫（màn）長的過程，要顛覆傳（chuán）統車輛設計理（lǐ）論及生產工藝。輕量幅度（dù）比傳統車也（yě）要輕到40%以（yǐ）上，其經濟性（xìng）才會有明（míng）顯效果。客車（chē）廠家都在積極（jí）推進。如揚子江（jiāng）汽車集團公司的純公交（jiāo）車的輕量化目標是超過50%。

　　4)慢充快補模式已（yǐ）經得到全國公交公司（sī）大（dà）部分領導接受。如揚子江汽車集團的“在線充純電動公交車”是一（yī）個典型成功案（àn）例。公交公司推進純電動公交車已經沒有。

　　(二)動力電池不燃燒、不爆炸的解決辦法

　　1)要對目前的動力電池機理進行創（chuàng）新。動力電池廠家都已（yǐ）經在開展這方麵研發的工作，也（yě）有一（yī）些廠家已經取得一定實際成果（guǒ）。如淄博國利新電源科技公司生產的鎳氫電池。

　　2)不爆炸（zhà）是純電動汽車的（de）底線。即使在機理（lǐ）上做不到不燃燒，電池廠家和整（zhěng）車廠家，必須保（bǎo）障動力電池不爆炸是基本要（yào）求，目前的技術和管理水平上是（shì）可以做到（dào）的，方法也是比較多的。我國目前（qián）純（chún）電動汽車是安全（quán）的，也是基於目前的技術和管理水平上理解的，實際情況也是如此。幾個事故案例的發生，如果（guǒ）措施到位（wèi），是完（wán）全可以避免的。

　　(三)低溫下，動力電池能（néng）正常充放電的解決辦法

　　1)低溫是指零下(-20℃以下（xià）)環境溫度。目前磷酸鐵鋰係的動力電池一般在零下(-10℃以（yǐ）下 )能正常充放電已經是水平（píng）很高了，尤其（qí）充電更是困難。不少廠家想從工藝進行優化，從（cóng）機理上提升（shēng）空間不大，實際效果也（yě）不明顯。

　　2)PACK廠家采用外部加熱技術，邏輯上令（lìng）人很難理解，其效果也不佳。車輛（liàng）是高速、長距離移動的運輸工具（jù），加熱能量如何從外部取得？

　　3)整車廠想（xiǎng）在動力電池以外再加一套燃油裝（zhuāng）置，來給純電動汽車（chē）的車載動力電池係統加（jiā）熱。給人印象是，純外行（háng）的處理方案，沒有一定技術含量。

　　三、 超低溫(-40℃)動力電池基本特性介紹

　　石總研發的電池是鎳氫電（diàn）池，在鎳氫（qīng）動力電池基礎上通過配方工（gōng）藝結構（gòu）改進（jìn），使之兼具超級電容器及鎳氫電池雙重特性，稱之為電容型鎳氫動（dòng）力電池，簡稱電容電池。由於其具有較好的低溫（wēn）特性，又稱為超低（dī）溫(-40℃)動力電池（chí）。

　　目前此單體比能量（liàng）是60，成組後的比能量是50，而磷酸鐵鋰電池單體比能（néng）量是140，而成組後的比（bǐ）能量是100。其電池（chí）基本結構原理示意圖(見圖1)：

“運營裏程擔憂”的（de）煩惱。1)電池組成（chéng）。正極主要材料采用氧化鎳，負極主要采（cǎi）用儲氫材料(鑭鈰稀土材料（liào）)，在配方中增加了超級電容材（cái）料，采用（yòng）特殊濕法塗布極板（bǎn）表麵修飾，加強（qiáng）了集（jí）流體導電，不鏽鋼殼體（tǐ），添（tiān）加了水基電解液(氫氧化鉀（jiǎ）水溶液)。

2)安全性原（yuán）理。采用（yòng）水基電解液(氫氧化鉀水溶液)，電解液本身不著火不爆（bào）炸。電池各部件中沒有易燃（rán）易爆材料（liào），並有電解液浸潤，也不會著火爆炸。殼體采用不鏽鋼，不但不燃燒，還可承受2兆帕壓力。即使（shǐ）是在極（jí）端條件下，比如電池內部短路，也不會產生著火爆炸危險，該電池本質是安全的。

　3)快速充電原理。該電池采（cǎi）用堿性水劑電解液，氫離子體積非常小，導電十分順（shùn）暢；各元器件采用低內阻設計；增加了超級電容材料（liào），加強了物理儲（chǔ）存（cún）電荷能力，延遲和減小了極板極化，降低了電池內阻，保障了快速充電。比如200Ah電池內阻隻有（yǒu）0.4毫歐。

　　4)低溫特性。廠家精心電解液（yè）配方政策下，零下50℃水基電解液不結冰，保障了（le）氫離子（zǐ）的正常導電；各元（yuán）器件采用低內阻設計；增加超級電容材料，加（jiā）強了物理儲存電荷能力，延遲和減小了極板極（jí）化，保障了有較（jiào）好的低溫特性。

　　四、鎳氫電池市（shì）場應用分析

　　上麵對此電（diàn）池機（jī）理進行了解剖，其優點較為明顯。動力（lì）電池的比功率與比能量這個指標是相（xiàng）互矛盾的。此電池偏於比功率型即電容（róng）型。相對純（chún）電動汽車（chē）而言，比能（néng）量高（gāo）是要追求的指標。但是此電池（chí）超低溫(-40℃)特性（xìng）特別優秀，對我國北方地區冬季純電動公交車基本不能用的瓶頸，筆者理解如下：

　　1)此電池在我國南方地區，基本沒有市（shì）場，理由是目前比能量低了一些，而磷酸（suān）鐵鋰係的動力電池快充技術也有明顯進步；

　　2)主要車型是公交車、混合動的乘用（yòng）車及部分通勤客車（chē）車；

　　3)鎳氫與稀土關係決定了此電（diàn）池會（huì）有大的發展趨勢。中國稀（xī）土（tǔ）資源豐（fēng）富，鎳氫成本下降空間還是相（xiàng）當大的（de）。

　　4)在中國，鎳氫電池（chí）與磷酸鐵鋰係的動力電池會平分市場，磷酸鐵鋰主要市場在中國南方，而（ér）鎳氫（qīng）電池主要市（shì）場在北方。

　　五、超低溫(-40℃)動力電池研（yán）發成功的意義

　　1)對發展純電動汽車的質疑的回答有好處。磷酸鐵（tiě）鋰係的動力電（diàn）池在北方地方不能用，對純電動汽車發展路線的質疑是有道理的。有了超低溫(-40℃)動力電池，對發展純電動公交車而（ér）言，信心更足。

　　2)有了超低溫(-40℃)動力電池，我國北方城市發展新能源汽車步伐會明顯加快。以上介紹資料表明，其安全性從機理有保障，有望能徹底回複（fù）人們的質疑；

　　3)以上介紹資料表明，其快充功能，對公（gōng）交車而言，運營裏（lǐ）程完全能（néng）確保。我國無論是（shì）北方還（hái）是南方地區，純電動化推進步伐會明顯加快。

　　4)超低溫(-40℃)動力電池研發成功，對客車企業是一個利好（hǎo）信息。同時該電池含（hán）有30%的鎳和10%的稀土，均可回收再（zài）利用。該電池采用高含量的鑭鈰儲氫（qīng）材料，一輛12米純電動公（gōng）交大約需要1噸（dūn）稀（xī）土材料，為鑭鈰找到了新的用途。