丰田混合动力汽车为何受青睐？锂离子电池是关键

丰田混合动力汽车为何受青睐？锂离子电池是关键

虽然我国新能源汽车目录中并没有收录太多非插电式混合动力汽车，但不可否认的是，不需要用户改变驾驶习惯却能带来显著燃油经济性和高驾驶品质的混合动力汽车正越来越受到用户的青睐。

说到混动，除了后来者本田，国内市场最靠谱的还是最早把这项技术带入中国的丰田。显然，丰田已经从中获益。2019年1月，第八代凯美瑞销量19720辆，其中混动车型占比21%。而价格更亲民的紧凑级卡罗拉1月销量26681辆，其中混动车型占比20%。

不过，不少消费者对于混动汽车还是有一个疑问，在大部分新能源汽车（如特斯拉、蔚来、比亚迪等）都采用锂离子电池的情况下，丰田为何仍主打使用镍氢电池？在锂离子电池早已成为我们日常生活必需品的今天，使用镍氢电池是否显得过时了？这是工厂为了降低生产成本的做法吗？其实，混动汽车使用镍氢电池具有相当大的优势。不仅是丰田，包括福特、通用等在内的很多其他品牌的混动汽车，也大多选择镍氢电池作为电能的储存介质。

我们日常生活中使用的电压为1.2V的充电电池是镍氢电池。

1. 电池种类千万种，安全才是第一要务

镍氢电池之所以成为众多汽车的首选，最重要的原因还是其拥有无与伦比的安全性和可靠性。一方面，镍氢电池的电解液为不易燃的水溶液。另一方面，镍氢电池的比热容和电解液蒸发热都比较高，同时能量密度比较低，这意味着即便是出现短路、穿刺等极端异常情况，电池温升也不大，不会引起燃烧。最后，作为相对成熟的电池产品，镍氢电池产品品控难度低，良品率较高。

截至2014年底，全球超过73%的混合动力汽车采用镍氢电池，保有量超过800万辆。这些混合动力汽车在使用过程中，都曾发生过因电池而引发的严重安全事故。作为商用混合动力汽车的代表丰田普锐斯，得益于其优秀的充放电程序，这些车辆在使用十年后，并未出现明显的电池寿命衰减现象。因此，成熟的镍氢电池是目前最具商业价值的电池。

国外测试人员对普锐斯电池组进行了人工不间断充电测试，电池组并未发生严重安全事故。

2.“浅充电”创造长寿命

其次，镍氢电池具有良好的快速充放电性能。混合动力汽车的电池容量并不大，例如最新的第八代凯美瑞混合动力车，电池容量仅​​为6.5kWh，比10多kWh的插电式混合动力汽车的容量还要少一半以上。由于混合动力系统的工作模式，电池需要不断快速充电和放电。在这样的工况下，镍氢电池比锂离子电池更有优势。

虽然镍氢电池的能量密度只有锂离子电池的60-80%（锂电池为100J/m），但由于镍氢电池的特性，其对安全防护、温控等要求较低，因此不需要太大的体积，就能在混合动力汽车中轻松找到一席之地。

混合动力汽车的特殊动力系统，在合理的动力输出策略下，行驶过程中一般只使用10%的电池容量，即使在最极端的情况下，电池的最大使用率也只有40%左右，也就是说，大约有60%的电池电量从未被使用过。这种被称为“浅充电”的电池管理策略，可以大大延长镍氢电池的使用寿命，镍氢电池是由镍铬电池改良而来，对电池记忆效应有极大改善，充放电循环次数可达1万次以上。

美国《消费者报告》曾对3.6万多名普锐斯车主进行调查，结论是该车可靠性高，运行成本极低。对此，《消费者报告》对一辆行驶10年33万公里的第一代普锐斯和一辆十年前只行驶3200公里的第一代普锐斯进行了同样标准的油耗和性能测试。结果显示，这辆使用10年、行驶33万公里的旧车油耗和动力性能与新车处于同一水平，说明镍氢电池组和混动系统仍然运转正常。

普锐斯混合动力车采用的是镍氢电池，其可靠性受到众多海外媒体的高度评价。

自2015年新能源汽车（纯电动、插电式混合动力）开始在国内市场普及以来，很多车主出现了明显的里程焦虑，因为这些使用锂离子电池的汽车在使用一定年限后，电池寿命已经下降，在冬季的低温环境下，电量衰减明显。这个结果是锂离子电池的特性导致的。因此车龄3-4年的新能源汽车保值率最高也只有45%，远低于燃油车最低的60%（同等车龄）。

3.环保电池可生产环保汽车

锂离子电池虽然没有记忆效应，但充放电循环次数一般只有600次左右，在大电流快速充放电、过充过放等复杂的使用环境下，电池寿命会大大降低。另外，由于锂离子电池采用有机电解液溶液，在低温下内阻迅速增大，在0℃时性能衰减较大，在-10℃时无法满足正常使用要求。相比之下，镍氢电池采用碱性电解液水溶液，其工作温度可低至-40℃。因此，在冬季，混合动力汽车的动力性、经济性等性能变化并不大。

镍氢电池成分少，回收价值高，回收难度低。

最后，由于镍氢电池不含剧毒物质，更加环保。镍氢电池主要成分是镍和稀土，回收价值（残值）高，回收难度低，基本全部可以回收再利用，实现了材料的可持续发展，被誉为最环保的电池。

相比之下，锂离子电池的回收难度就大得多。锂电池化学性质活泼，使得回收过程相当复杂，必须对电池进行预处理，包括放电、拆解、粉碎、分选等。塑料、金属外壳拆解后虽然可以回收，但成本较高：因为残余电压依然高达数百伏（18650电池除外），存在一定危险性；出于安全考虑，电池外壳采用非自拆形式包装，打开需要花费很大力气；另外锂电池正极材料也多种多样，回收所用的酸碱溶液较高。以目前的技术，锂电池回收无疑是一门赔本的生意。

除了上述优点外，镍氢电池还具有放电特性稳定、放电曲线平滑、发热量低等优点，因此在电池技术没有重大突破之前，这种能量密度相对较低的镍氢电池依然是那些对电池功率要求不高的混动汽车的最佳搭档。