本文根據清華大學核能與新能源技術研究院新型能源與材料化學研究室主任何向明教授講課內容《動力電池技術發展現狀與趨勢》整理。

主流動力電池的優缺點

一、鉛酸電池

主要優點：1、原料易得，價格相對低廉;2、高倍率放電性能良好;3、溫度性能良好，可在-40~+60℃的環境下工作;4、適合于浮充電使用，使用壽命長，無記憶效應;5、廢舊電池容易回收，有利于保護環境。

主要缺點：1、比能量低，一般30~40Wh/kg;2、使用壽命不及Cd/Ni電池;3、制造過程容易污染環境，必須配備三廢處理設備。

二、鎳氫電池

主要優點：1、與鉛酸電池比，能量密度有大幅度提高，重量能量密度65Wh/kg，體積能量密度都有所提高200Wh/L;2、功率密度高，可大電流充放電;3、低溫放電特性好;4、循環壽命(提高到1000次);5、環保無污染;6、技術比較鋰離子電池成熟。

主要缺點：1、正常工作溫度范圍-15~40℃，高溫性能較差;2、工作電壓低，工作電壓范圍1.0~1.4V;3、價格比鉛酸電池、鎳氫電池貴，但是性能比鋰離子電池差。

三、鋰離子電池

主要優點：1、比能量高;2、電壓平臺高;3、循環性能好;4、無記憶效應;5、環保，無污染;目前是最好潛力的電動汽車動力電池之一。

四、超級電容

主要優點：1、功率密度高;2、充電時間短。

主要缺點：能量密度低，僅1-10Wh/kg，超級電容續航里程太短，不能作為電動汽車主流電源。

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五、燃料電池

主要優點：1、比能量高，汽車行駛里程長;2、功率密度高，可大電流充放電;3、環保，無污染。

主要缺點：1、系統復雜，技術成熟度差;2、氫氣供應系統建設滯后;3、對空氣中二氧化硫等有很高要求。由于國內空氣污染嚴重，在國內的燃料電池車壽命較短。

潛在動力與儲能電池

六、鈉硫電池

優勢：1、高比能量(理論760wh/kg;實際390wh/kg);2、高功率(放電電流密度可達200~300mA/cm2);3、充電速度快(充滿30min);4、長壽命(15年;或2500~4500次);5、無污染，可回收(Na，S回收率近100%);6、無自放電現象，能量轉化率高;

不足：1、工作溫度高，其工作溫度在300~350度，電池工作時需要一定的加熱保溫，啟動慢;2、價格昂貴，萬元/每度;3、安全性差。

七、液流電池(釩電池)

優點：1、安全、可深度放電;2、規模大，儲罐尺寸不限;3、有很大的充放電速率;4、壽命長，高可靠性;5、無排放，噪音小;6、充放電切換快，只需0.02秒;7、選址不受地域限制。

缺點：1、正極、負極電解液交叉污染;2、有的要用價貴的離子交換膜;3、兩份溶液體積大，比能量低;4、能量轉換效率不高。

八、鋰空氣電池

致命缺陷：固體反應生成物氧化鋰(Li2O)會在正極堆積，使電解液與空氣的接觸被阻斷，從而導致放電停止。科學家認為，鋰空氣電池的性能是鋰離子電池的10倍，可以提供與汽油同等的能量。鋰空氣電池從空氣中吸收氧氣充電，因此這種電池可以更小、更輕。全球不少實驗室都在研究這種技術，但如果沒有重大突破，要想實現商用可能還需要10年。

九、鋰硫電池(鋰硫電池是一類極具發展前景的高容量儲能體系)

優點：1、能量密度高，理論能量密度可達2600Wh/kg;2、原材料成本低;3、能源消耗少;4、低毒。

雖然鋰硫電池研究已經經歷了幾十年，并且在近10年時間取得了許多成果，但離實際應用還有不小距離。