丰田双极性镍氢电池量产应用，其优势对中国混动企业有何启发？

丰田双极性镍氢电池量产应用，其优势对中国混动企业有何启发？

近日，丰田“双极镍氢电池”开始量产，并搭载在目前海外上市的新一代AQUA混动车型上。虽然丰田的混动技术在全球独树一帜，但在混动系统最重要的组成部分之一——电池领域，丰田对“非主流”的镍氢材料一直念念不忘。

这不禁勾起了小编的兴趣，一直受到汽车巨头丰田青睐的镍氢电池究竟有何独到之处？镍氢电池的技术研究又能为中国混动企业的发展提供哪些启发？

图1 丰田新一代AQUA混动车型（海外版）

镍氢动力电池有哪些优势？

首先我们来看一下什么是镍氢动力电池以及镍氢动力电池有哪些优势？

镍氢电池是在镍镉电池的基础上发展起来的，由电解液（KOH）和碱性氧化镍构成的正极，以及吸氢合金（MH）构成的负极构成。

镍氢电池在新能源汽车实际应用中扮演着极其重要的角色，从2019年开始实际投入使用。在应用方面，镍氢电池也比锂电池具有一定的优势。比如在充放电效率方面，镍氢电池效率更高，使用温度范围更广。其次，在使用寿命方面，在浅充浅放的前提下，镍氢电池的循环充放电寿命接近20万次以上，属于非常长的寿命。此外，镍氢电池在安全性方面也远超锂电池，丰田全球新能源汽车保有量超过1800万辆，无一发生自燃爆炸事故。[1]

但大家都知道，目前市面上最主流的动力电池还是锂电池。（更多锂电池资讯请参考《电池材料价格暴涨，从锂电池技术现状看未来行业发展》一文）因为对于纯电动汽车来说，拥有一颗“强劲、快速的心脏”非常重要，镍氢电池因为容量密度和充放电性能远低于锂电池，所以无法在纯电动汽车上得到广泛的应用。

不过镍氢电池在混动车型上优势明显，尤其是丰田基于在混动领域20余年的持续耕耘，能够让电机与发动机优势互补，让发动机时刻处于最佳最经济的工作区间，达到最省油的效果，大大降低对电池的依赖。比如丰田的混动系统对电池容量密度要求并不高，2kWh即可。其次在充放电性能上，丰田的混动车型只需要电池40%的电量，完美避免了镍氢电池充放电性能弱的缺陷，可以说镍氢电池就是为丰田混动量身定做的。

全球镍氢电池两大流派

那么丰田在镍氢电池领域真的已经“难敌独行”了吗?其实镍氢动力电池最开始主要有两大流派，一派是美国通用，一派是日本松下&丰田。

美国最早量产的镍氢电池是由1982年创立电池公司的R.发明并获得专利的，后来通用汽车在1994年购买了该专利，并运用在后期版本的EV1车型上，但由于无利可图等原因，最终被通用汽车回收销毁，此后该专利多次转让给博世子公司，因此镍氢电池在美国市场并未掀起太大波澜。

另一派是松下与丰田合资的EV（PEVE），在90年代就推出了用于新能源汽车的高容量（28-95Ah）镍氢电池，应用于1997年开始投产的丰田普锐斯，以及之后的本田混合动力、本田思域混合动力、福特等车型，其中不少车型成为全球畅销车型，比如普锐斯一直是全球最受欢迎、最畅销的混合动力车型，全球1600万辆汽车无自燃记录。

根据全球专利数据库过去20年的数据，镍氢电池专利申请量保持稳定，每年专利数量保持在320至760件之间，平均每年专利申请量为545件。根据的预测，2021年、2022年、2023年的专利申请量分别为513件、559件、560件。（见图2）