电芯是一个电池系统的最小单元。多个电芯组成一个模组,再多个模组组成一个电池包,这就是车用动力电池的基本结构。电池就像一个储存电能的容器,能储存多少的容量,是靠正极片和负极片所覆载活性物质多少来决定的。正负电极极片的设计需要根据不同车型来量身定做的。正负极材料克容量,活性材料的配比、极片厚度、压实密度等对容量等的影响也至关重要。也就是说电芯组里最重要的材料就是电芯里面的正极材料,它决定着电池的动力性能、续航里程、成本以及安全性能。
从新能源电动汽车的动力电池发展史来看,铅酸电池是最早被动力电池使用的,到后来日系混动车型所采用的镍氢电池,再到现在主流的锂电池。也就是说目前新能源电动汽车的能量来源主要有三种:铅酸电池、镍氢电池、锂离子蓄电池。
(1)铅酸电池
铅酸电池又称铅酸蓄电池,是1859年G.plante发明的。在最早期用于电动车型,优点是价格低廉、原料易得、容易回收等等,但铅酸电池的能量密度低(可以理解为过于笨重)。
(2)镍氢电池
镍氢电池是有氢离子和金属镍合成的电池,丰田目前在售的混动车型主要使用的是镍氢电池。这类电池具有稳定性高、生产成本低、低温性能好、回收价值高等优点,但是它的缺点也比较明显,同样是电池的能量密度较低,并且循环次数相比锂电池也大幅度缩水。
(3)锂离子蓄电池
锂离子蓄电池又称锂离子电池。锂离子电池由日本索尼公司于1990年最先研发成功。相较于上面的两款电池,锂离子电池具有高储存能量密度,相对地,它的制造成本也会更高。目前主流的电动汽车使用的都是这类电池。