摘要：针对电动汽车产业化现状及存在的问题作了简要分析，并对新型铁电池技术的特点作了简单介绍，分析了铁电池技术在电动汽车上的应用和发展前景。指出电动汽车的研究对于解决能源紧缺、缓解环境污染等有着重要意义，同时电动汽车也是未来汽车工业发展的必然趋势。

１ 电动汽车产业化的意义与瓶颈

１．１ 电动汽车产业化现状
　　随着我国经济的持续增长和人民生活水平的不断提高，以及我国汽车工业的快速发展，我国机动车保有量急剧增加。据国家统计局发布的《2006年国民经济和社会发展统计公报》显示：2006年末全国民用汽车保有量达到4985万辆（包括三轮汽车和低速货车1399万辆）。巨大的汽车保有量带来的不仅仅是交通拥堵等问题，更为突出的是能源紧缺和大气污染，汽车对能源与环境的影响已成为当前全球最为关注的问题。中国作为能源消费大国，近几年能源需求快速增长，对国家能源安全构成了严重威胁，形势十分严峻。
　　近十多年来，电动汽车以其节省燃料、环保、可持续发展等技术优势成为全球汽车业重点研发对象。我国的电动汽车已从20世纪90年代初的纯理论试验阶段逐步过渡到商品化试生产阶段，并有一些低端产品已实现市场化，但与实现大规模产业化还有一定距离。
　　电动汽车主要以电池为动力源，全部或部分由电机驱动，是涉及到机械、电子、电力、微机控制等多学科的高科技产品。按照目前技术状态和车辆驱动原理，划分为纯电动汽车、混合动力电动汽车和燃料电池电动汽车三种类型。
　　纯电动汽车是完全由二次电池（如铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池或锂离子电池）提供动力的汽车。由于一次石化能源的日趋缺乏，纯电动汽车被认为是汽车工业的未来。纯电动汽车利用动力电池组输出电能驱动电机，推动车辆行驶。电池的电能通过充电系统在车辆行驶一定的里程后进行补充，纯电动汽车的突出优点在于用户端真正实现了“零排放”。纯电动汽车发展的关键问题是还没有完全解决动力电池的技术和成本。混合动力电动汽车是在纯电动汽车开发过程中为有利于市场化而产生的一种新车型。目前，混合动力电动汽车一般是指采用内燃机和电动机两种动力，将现有内燃机与一定容量的储能器件，如：高性能电池或超级电容器通过先进控制系统相结合，提供车辆行驶所需要的动力。因此混合动力电动汽车没有从根本上摆脱对石油资源的依赖问题。同时，在以内燃机为主提供动力时，无法有效降低车辆对环境的影响。因此从技术角度分析，混合动力电动汽车只能是电动汽车发展过程中的一种过渡技术。
　　燃料电池电动汽车是以燃料电池作为动力源的电动汽车。燃料电池是利用氢气和氧气（或空气）在催化剂的作用下直接经电化学反应产生电能的装置。具有无污染，只有水作为排放物的优点。燃料电池电动汽车就是利用这种电能实现车辆驱动。但现阶段，燃料电池的许多关键技术还处于研发试验阶段。
　　此外，燃料电池的理想燃料—氢气，在制备、供应、储运等方面距离产业化还有大量的技术与经济问题有待解决，在车上存储大量压缩氢气的安全性也需要认真对待。
１．２ 动力电池是制约电动汽车产业化进程的瓶颈
　　目前制约电动汽车发展的主要问题是电动汽车制造成本和运行成本，根本原因还是动力电池技术问题。动力蓄电池目前存在的主要问题是：能量密度较低而使电动汽车续驶里程较短；生产工艺不成熟而导致循环寿命不高（ 400～1000次）；体积和质量较大而使车辆有效载荷降低；电池价格较高而使电动汽车使用成本增加。就目前的技术和生产水平而言，每辆电动公交车的动力蓄电池组的价格在10万元（铅酸电池）到40万元之间（锂离子电池），使用寿命在1年到2年之间。

２ 铁电池技术的优点

２．１ 铁电池技术简介
　　近年来，高铁化合物在电化学领域的研究非常活跃，并取得了较大进展。由于高铁作为电池的正极材料时，该电极反应为三电子反应，电池的电势以及能量都比传统的锌锰电池高。而且这种材料价格低廉对环境无污染，因此受到电化学界的广泛注意。
　　高铁酸盐物质在电池反应中可以得到3个电子，所以有相对较高的容量。从表 1可以看出，高铁酸锂的理论容量高达601Ah／kg。高铁酸钡的理论容量也有313Ah／kg。而 Mn02 的容量为308Ah／kg。

图1是高铁酸钾—锌电池和锌—锰电池放电曲线比较。7号电池在 0.5ｍＡ／ｃｍ2 的电流密度下恒电流放电，Ｋ２ＦｅＯ４ 正极材料对 Ｚｎ 的平均放电电压是 １．５８Ｖ。该电压高出锌锰电池平均放电电压（ １．２７Ｖ） ２４％，前者的放电容量比后者高３２％ 。在以上条件下其放电效率为８５％ 。与传统的锌锰电池相比，高铁一次电池具有高电压（ ＯＰＶ： １．９Ｖ） 、高能量（ １．５５Ｗｈ， ＡＡＡ） 、不消耗电解液和不污染环境等优点。

２．２ 高铁电池的优点
　　高铁电池是以合成稳定的高铁酸盐（Ｋ２ＦｅＯ４、ＢａＦｅＯ４ 等）作为高铁电池的正极材料，来制作能量密度大、体积小 、重量轻、寿命长、无污染的新型化学电池，与普通蓄电池相比具有以下优点：
（ １） 高能高容量。目前市场上的民用电池比功率只有 ６０～１３５Ｗ／ｋｇ，而高铁电池可以达到 １０００Ｗ／ｋｇ 以上 ， 放电电流是普通电池的 ３～１０ 倍。特别适合需要大功率、大电流的场合。
（ ２） 高铁电池性价比高。碱锰电池不能满足目前需大电流大容量用电的数码相机、摄影机等电子产品的需要，锂离子电池因成本在此方面不具很强的竞争力。
（ ３） 高铁电池放电曲线平坦。如 Ｚｎ－ Ｋ２ＦｅＯ４， ７０％以上的放电时间在 １．２～１．５Ｖ。
（ ４） 原料丰富。地壳中最为丰富的元素为铝和铁 ， 铁在地壳中的含量为 ４．７５％，锰的含量为 ０．０８８％。同时每 ｍｏｌ＋６ 价铁能产生 ３ｍｏｌ 电子 ，而每 ｍｏｌ＋４ 价锰仅能产生 １ｍｏｌ 电子，铁的用量在自身非常丰富的情况下，仅是锰的１／３，大大节约了社会资源，降低了原料的成本。
（ ５） 绿色无污染。高铁酸盐放电后的产物为 ＦｅＯＯＨ 或Ｆｅ２Ｏ３－ Ｈ２Ｏ， 无毒无污染 ， 不需要回收。
２．３ 铁电池技术的市场应用
　　近日 ， 在深圳第九届中国国际高新技术成果交易会上，比亚迪股份公司展示了自行研制的 Ｆ６ 双模电动汽车，成为业界关注的焦点。这款双模电动汽车使用的动力电池是名为“ＥＴ－ ＰＯＷＥＲ”的铁动力电池，它是比亚迪在电池领域的最新成果。
　　比亚迪股份公司的“铁电池”在“低成本”、 高容量”及“高安全”等三个指标上都取得了实质性突破。该电池采用的是资源丰富、价格低廉铁元素材料，成本低；而材料本身的高比容量及后续的性能设计保证了此电池与其它常用锂离子电池的能量密度相近；高热稳定性材料的选择和缜密的工艺设计也使该电池通过了系列安全测试，安全性能稳定。此外，它还具有长循环寿命、宽使用温度范围和优异的大电流放电性能等一系列优良特性。
　　从 ＤＭ 双模电动汽车本身来讲，Ｆ６ＤＭ真正解决了能源问题、安全问题、充电问题和产业化问题，铁电池不仅无污染，无安全隐患，还可以回收；ＤＭ双模电动车可以用家用电源进行充电，１０ｍｉｎ 可以快充５０％，慢充 ９ｈ 完成。据悉，整个ＤＭ系统的成本费用为５万元，产量提高后成本还可大幅降低。

３ 结束语
　　铁电池技术具有高电压、高能量、无污染等优点，而且目前已开始从实验室走向产品商业化，市场前景不可估量，大力发展铁电池技术对我国电动汽车产业化进程的推进有着重要而深远的意义。