锂离子电池和氢镍电池性能比较
动力电池一般指具有较高的电容量和输出功率，可用作电动车辆、电动工具驱动电源的电池。目前认为较有发展前景的动力电池有氢化物镍电池（简称氢镍电池）和锂离子电池。两者的性能比较可从以下几方面进行：1、电池结构比较：氢镍电池使用氢氧化镍为正极活性物质，贮氢合金作负极活性物质，氢氧化钾水溶液作电解液，为绿色环保型电池。锂离子电池采用可允许锂离子自由嵌入/脱出的含锂盐（如钴酸锂等）为正极活性物质，活性碳或石墨材料为负极材料，用不含水的有机物溶液为电解液。2、蓄能特性比较：高容量型氢镍电池的比能量为60--100 Wh/Kg，高功率型氢镍电池的比能量为40--50 Wh/Kg，高容量型锂离子电池的比能量为100 --150Wh/Kg，尚无高功率型锂离子电池产品。3、充电性能比较：氢镍电池采取恒电流充电方式充电，根据电池对电流的接受能力可采用不同的电流对电池充电，充电过程中无需对电池单体的电压进行限制，同时，可以实现快速充电。锂离子电池只能采取恒流+恒压的充电方式，其中恒流部分一般不超过0.5C倍率，达到规定的充电电压时，必须转为恒压充电，因此存在两方面的不足：①充电不能实现快充；②对电池组的每个单体需进行电压限制，否则会由于电池单体内阻不一致而导致内阻高的电池超电压充电，从而进一步导致电解液分解产生气体，使电池内压骤增，而锂电池内压不可以自行消失，累积的结果将导致电池爆炸。4、放电性能比较：氢镍电池由于采用高导电性电解液，电池内阻较小，可以适应大电流放电，因此产品可分为低倍率、中倍率、高倍率电池。对于需要较大功率输出要求的场合比较适用。锂离子电池的内阻较高，当采用较大电流放电时，易造成电池发热，从而加剧电解液的分解，产生爆炸的危险，因而只适合于中小电流放电。5、高温性能比较：电池在高温时主要是充电方面的困难较大，氢镍电池在较高温时，副反应氧析出反应会加速，如果有较好的负极性能，在正极上析出的氧气可以在负极上还原，从而使电池内压得以消除。通过调整配方工艺，可以有效地提高电池在高温时的充电效率并可实现高温的快速充电。锂离子电池不适于在高温使用，在高温充电时易使电解液分解，造成电池内高压，而锂离子电池的内部高压不能实现内部消除。6、低温性能比较：电池在低温时主要考虑放电性能，氢镍电池在-20℃时可以用比较大的电流放电，如1C放电，足以满足动力输出的需要。而锂离子电池在低温时不能正常放电，因而通常限制在0℃以上使用。7、电池功率特性比较：高容量型氢镍电池输出比功率为200 W/Kg左右，高功率型氢镍电池输出比功率可大于600 W/Kg。目前这两种氢镍动力电池的技术都已达到实用水平。高容量型锂离子电池的输出比功率为150 W/Kg左右。高容量型锂离子电池在通讯方面已投入使用，但高功率型锂离子目前尚处于研究开发之中。8、电池的使用寿命：电池的使用寿命一般以充放电循环次数来描述，并且要规范充放电的条件。氢镍电池在0.5C以下电流充放电，且放电深度限制在80%以下时，电池寿命可以达到1000次以上。而按1C倍率进行100%快速全充放时，电池寿命亦可达500次以上。已有电池产品能够达到以上要求。锂离子电池不能快充电，只能以小于0.5C的电流时进行充电，并且在充电后期必须改为恒压充电，按这种方式考虑，电池在80%放电深度条件下，电池的循环寿命亦可达1000次，但目前国内最好的也只达到300--500次。9、制造成本：由于锂离子电池目前主要采用价格昂贵的钴酸锂作正极材料，其使用的非水电解液及隔膜都主要依*进口，价格较高。电池的制造过程要求非水条件。镍氢电池因而锂离子电池的制造成本比氢镍电池的高近一倍。10、安全性比较：由于动力电池的使用条件比通讯电池的苛刻得多，因而对电池的安全性要求也高得多。在这方面，氢镍电池的性能显著优于锂离子电池。综合考虑比能量、比功率、寿命、价格、环保性能、安全性能、技术成熟度等因素，可以得出如下结论：氢镍电池是现阶段最有希望的动力电池体系。1999年在北京召开的第十六届国际电动车研讨会EVS-16上，电池方面论题最多的是氢镍电池，而电动车方面论题最多的是混合电动车，尤其是采用氢镍电池作辅助动力的混合电动车。2000年在加拿大召开的第十七届国际电动车会议，锂离子电池占有的比率大增。然而，2001年在德国柏林召开的第十八届国际电动车会议上锂离子电池的比率大为减少，而氢镍电池占据了主导地位。事实上，现在从事电动车开发和产业化工作的几个发达国家尤其是日本和美国，其动力电池主要是采用氢镍电池。
