带你读懂新能源汽车“锂离子电池”的基本结构和工作原理

本期伊始，我们就带大家详细解读新能源汽车板块的上游产业——“锂离子电池”。

新能源汽车分为纯电动汽车、混合动力汽车和燃料电池汽车。其中，纯电动汽车和混合动力汽车是中国市场上最常见的新能源汽车类型，燃料电池汽车处于商业化的初级阶段。纯电动汽车是指以车载电源为动力，由电机驱动的车辆。混合动力是指使用传统燃料并配备电动马达以改善低速动力输出和油耗的汽车。燃料电池汽车是指使用氢、甲醇等的汽车。作为燃料，通过化学反应产生电流，并由马达驱动。

电池、电机、电控构成了整个新能源汽车的核心。与传统发动机不同，它们构成了“电动”动力总成。电源模块主要包括动力电池、电池能量管理系统(BMS)和充电控制器等。其功能是为电机提供驱动电源，监控电源的使用情况并控制充电器给电池充电。

新能源汽车用的是锂离子电池，是二次电池。主要分为正极材料、负极材料、隔膜和电解液四部分。其中，正极材料是锂离子电池最关键的原材料，占锂离子电池总成本的40%以上。其本质是通过锂离子的脱嵌和过渡金属的氧化还原来实现化学能和电能的相互转化。

锂电池正极材料在充电过程中释放锂离子，其材料的种类和性能直接关系到动力电池的额定电压、能量密度和循环寿命。主流的正极材料是磷酸亚铁锂和三元材料(高比能量)。

负极材料在锂电池中起到储存和释放能量的作用，主要影响锂电池的首次库仑效率、循环性能和倍率性能。负极材料主要分为碳材料和非碳材料。目前最主流的阳极材料是天然石墨和人造石墨。作为负极材料的焦炭和石墨无毒，资源充足，锂离子嵌入碳中，克服了锂的高活性，解决了传统锂电池的安全问题。

在锂离子电池中，隔膜吸收电解液，位于正极和负极之间，其主要功能是提供锂离子通道和电池单元安全屏障。隔膜可分为干式隔膜和湿式隔膜。干隔膜的原料主要是PP，湿隔膜的原料主要是PE(聚乙烯)。

电解液起着在正负极之间传导锂离子的作用，对锂电池的能量密度、循环、倍率、储存和安全都有很大的影响。电解液由电解液锂盐、高纯有机溶剂、各种添加剂和其他原料按一定比例配制而成。

以上是新能源汽车用锂离子电池的基本结构和工作原理。接下来的部分会继续解读更多锂离子电池的相关知识。

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