1。1  研究背景

21 世纪以来，随着科学技术的快速发展，第二、三产业快速崛起给社会带来了

巨大改变。人们出行已经越来越离不开汽车等现代的代步工具。据统计，在 2010

年，全球汽车的持有数量已经达到了 10 亿辆，预计将会在 2016 年冲破 13 亿大关， 而我国作为世界上人口最多的国家，同样也是是汽车市场上需求最大的国家。据工 业协会的相关交通部门公布，2014 年底，全国汽车的使用数量为 1。8 亿辆，且以年 2000 万辆的速度增长。汽车的使用必然带来能源的消耗，尤为突出的就是石油资源， 而运输业作为能源消耗最快的产业，其相关部门必须积极应对即将到来的能源危 机，并采取措施节约能源和开发新型能源。尽管交通工具的多样化为人们提供了前 所未有的的快捷，但是汽车等现代交通工具的尾气问题也是无法忽略的，碳氧化物、 温室气体等有害物使空气质量下降、人民的身体状况越来越差。人们逐渐懂得能源 紧缺性和良好的生活环境的紧迫性。

因为不可再生资源被无节制的开发，人类只能努力研发新技术改善能源利用的 使用效率和降低有毒气体的危害。汽车研发人员也正在为传统动力汽车转型并且能 为其提供全新的能源动力而坚持不懈的奋斗着。新能源有着天然的优势，于是研究 人员把开发减排能源动力的方向集中到新能源汽车的研究和开发，这成为了一种主 流。该类汽车节省了大量非可再生资源的消耗并且保护了环境不受污染，具体的讲， 其分类不仅包括插电式类（PHV）与纯电动类（EV），而且还有燃料电池类（PCEV） 和混合动力（HEV）等种类。这几种汽车的动力源都属于可以再生并且环保形，新 能源的开发将带领汽车行业走出困境，促使其节能目标的实现，开拓新的战略，描 绘出新的蓝图。

上述的几种新能源汽车有个共同的特点就是以动力电池作为汽车的电源。然 而，我们了解到作为动力源，动力电池需要满足一些必要的要求：（1）高能量密度；

（2）高功率密度；（3）较好的充放电性能；（4）较长的循环寿命；（5）价格较低；

（6）电池一致性好；（7）使用维护方便等[1]。如下表，罗列了几种满足这些要求的 动力电池以及主要性能的比较[2]。

表 1-1 各种动力电池的主要性能比较

电池类型 比能量

（wh/kg） 比功率

（w/kg） 循环寿命

（次） 能量价格

（美元/wh） 工作温度范围（℃）

铅酸电池 35 150 400 0。1 0~40

镍氢电池 70 200 500~1000 1。25 0~40

锂离子电池 100 200 1200~10000 2~2。5 -20~60

燃料电池 500 60 -- 2。5 --

从上表中，我们可以得到，无论是比能量、比功率、循环寿命还是能量价格及 工作温度范围方面，锂离子电池都比其他几种电池好得多，现如今的动力电池的研 发正向着锂电池的研究方向发展，像国内外一些知名品牌的汽车都已经使用锂电池 提供能源。本文选取清华的华东锂电研究所开发的磷酸铁锂电池作为研究对象。