一、新能源电池的分类及应用情况

电池从广义上讲主要可分为化学电池、物理电池和生物电池三大类，其中化学电池和物理电池已经应用于量产电动汽车中，而生物电池则被视为未来电动车电池的重要发展方向之一。

(一)化学电池

化学电池是目前电动汽车领域应用最为广泛的电池种类，如镍氢电池、锂离子电池、锂聚合物电池、燃料电池等都属于这一范畴。

镍氢电池更注重充放电控制。镍氢电池是目前除锂电池外另一主流电动车动力电池种类。由于其电池单体电压仅是锂电池的1/3，因此在需求电压一定的情况下，其电池组的体积要比锂电池大上一些。与锂电池一样，镍氢电池也需要电池管理系统，不过其更注重电池的充放电管理。

锂电池是目前电动车上最常用的电池种类之一，虽然其从1970年诞生至今时间并不算长，但凭借能量密度高、循环使用寿命长等特点迅速占据了电动汽车电池市场的绝大部分江山。

相比于早期的锰酸锂电池，磷酸铁锂电池在能量密度上并未有太大差别。但其热稳定性是目前车用锂电池中最好的。换而言之，磷酸铁锂电池的安全性在锂电池中首屈一指，也正因如此，其也成为目前电动车电池的主要门类之一。

三元锂电池与磷酸铁锂电池相比，三元锂电池在重量能量密度上要高出许多，这也就意味着同样重量的三元锂电池比磷酸铁锂电池的续航里程更长。不过其对电池管理系统提出极高的要求，需要为每节电池分别加装保险装置，除此之外，由于单体体积很小，所以单车要的电池单体数量非常庞大，这无疑又为电池管理系统进一步加大了控制难度。

燃料电池是未来汽车最理想能源。燃料电池其实不是“电池”，准确地说是一个大的发电系统。理论上讲，燃料电池能采用的燃料种类很多，甚至是传统内燃机所用燃料均可，不过真正能起电化学反应的，仅仅是其中的氢和氧化剂中的氧，因此，氢燃料电池是目前燃料电池的研究核心。

(二)物理电池

物理电池顾名思义，就是依靠物理变化来提供、储存电能的电池统称，如超级电容、飞轮电池等都属于物理电池的家族成员。

功率密度高但电池容量小，是一种介于传统电容与电池之间的电源元件，其主要依靠双电层和氧化还原假电容电荷储存电能，期间不发生化学反应，因此被归为物理电池的范畴。与之前所介绍的化学电池相比，超级电容有三大明显优势，首先，其反复充放电达数十万次(传统化学电池只有几百至几千次)，寿命要比化学电池高出很多；其次，超级电容在充放电时的功率密度极高，瞬间可放出大量电能，可满足车辆更加宽泛的电力需求；第三，工作环境适应能力更佳，通常室外温度在-40℃-65℃时，其都能稳定正常工作(传统电池一般为-20℃～60℃)。有人预测，传统电动汽车的电池已经过时，未来以超级电容器为动力系统的新型汽车将取而代之。

其中，石墨烯电池是这次研究的重点。石墨烯电池利用锂离子在石墨烯表面和电极之间快速大量穿梭运动的特性，开发出的一种新能源电池。电池技术是电动汽车大力推广和发展的最大门槛，而目前的电池产业正处于铅酸电池和传统锂电池发展均遇瓶颈的阶段，石墨烯储能设备的研制成功后，若能批量生产，则将为电池产业乃至电动车产业带来新的变革。

(三)生物电池

生物电池是指将生物质能直接转化为电能的装置，生物电池可将底物直接转换成电能，保重了高的能量转换效率，且不需进行废气处理，具有生物相容性。它们的主要差别是反映的场所不同。分别是“于生物体内”，“于生物体外”以及“于生物体细胞外”。

二、石墨烯电池产业相关国家扶持政策

(一)国内国家扶持政策

近几年，石墨烯产业受到全球的关注，中国对石墨烯产业也抱有很大的期望。虽然目前大部分石墨烯产业尚处于实验室阶段，从具体到生产线和规模化还需要一定的时间。国家为了推动这一新材料的实际应用，政府更倾向于成立产业基金。中央政府出资额应会达到总出资额的1/5。

2007年到2012年，中国国家自然科学基金委员会对石墨烯科研项目的自主达到3.3亿元；科技部与中国科学院累计资助金额分别达到5915万元和4605万元。各地方政府也开始建设石墨烯产业园区，如江苏常州在2011年投入5000万成立江南石墨烯科技产业园，宁波市2013年投入9000万支持石墨烯技术创新、产品研发，无锡市也投入2亿元支持石墨烯的发展。2013年山东省石墨烯产业技术创新联盟相继成立，青岛、济宁等地的石墨烯产业园、创新基地及产业联盟渐渐成立，也相继出台了相关的发展规划纲要，大大推动了石墨烯产业链的发展。

文章来源：《中外文化交流》 网址: http://www.zwjlzzs.cn/qikandaodu/2021/0118/592.html

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