自全球面临能源危机、环境污染等问题以来，新能源汽车就担当了解决上述问题的大任。但从全球各国的推广情况来看，不尽理想。除了基础设施建设满足不了市场的需求外，新能源汽车电池技术是制约发展的主要因素。
对于消费者而言，新能源汽车的续航里程是重要的考量因素。从目前来看，在实际应用中，续航里程最长的就是特斯拉Model S电动车，最大续航里程502公里，换算能耗为169瓦时/公里。虽然北京鸿远蓝翔电动汽车技术公司对改装的夏利N7进行试验，一次充电持续行驶了682公里，国产车换算能耗为101瓦时/公里，大大低于特斯拉，但是只是试验数据，还没有商业化量产。其他新能源汽车的续航里程远低于特斯拉的水平。
而电池又是制约新能源续航里程的重要因素。目前，新能源电池的发展方向有三个：锂电池、燃料电池还是超级电容。从目前的应用情况来看，应用最广泛的就是锂电池，其次是燃料电池，超级电容电池还处于理想化阶段。
图表：新能源电池优缺点对比表
锂电池
对于锂电池而言，根据材料的不同又分为磷酸铁锂电池、钴酸锂电池与三元聚合物锂电池。
多数电动汽车应用的是磷酸铁锂电池，如雪佛兰Volt、日产Leaf、比亚迪E6等。这种电池技术成熟、安全，但缺点是能量密度，导致电动汽车的续航里程短，难以满足消费者的要求。除此之外，磷酸铁锂电池合成反应复杂，造成电池一致性问题难以解决，另外，磷酸铁锂电池制造过程需要有还原气体，导致其材料的制造稳定性和精确性很难控制;零度气温以下磷酸铁锂电池有放不出电的现象，影响车辆的使用。
应用钴酸锂电池与三元聚合物锂电池的主要是特斯拉电动车，其Roadster电动车采用钴酸锂电池，Model S采用的是三元聚合物锂电池。对于钴酸锂电池而言，虽然能量密度大，但安全性较低，且成本高。以特斯拉为例，其电池成本占到整车的一半。因而，特斯拉采用了能量密度高但成本更低的三元聚合物锂电池。
燃料电池
除此之外，燃料电池也是各大汽车制造商重点投资的领域。氢燃料作为能源的突出特点是无污染、效率高、可循环利用。而氢是一种无色的气体，燃烧一克氢能释放出142千焦尔的热量，是汽油发热量的3倍。它燃烧的产物是水，没有灰渣和废气，不会污染环境，因此氢作为燃料被认为将会成为21世纪最理想的能源。
近几年，欧美日等地在政府大力扶持下，在氢燃料汽车研发方面均取得了一定成就，包括奔驰、通用、丰田等巨头企业更是纷纷布局。日本政府正在本国内大力推进氢燃料电池车的发展。根据《新成长战略》规划，日本政府提出以下目标：包括氢燃料电池车在内的下一代环保车市场份额，将从2013年的约23%提升至2030年的50%～70%。同时，为氢燃料电池车提供补贴，2025年使其售价与混动车持平，统一标准与国际接轨以促进其海外销售等举措被列为重点实施项目。
2014年7月，在东京召开氢燃料电池车(FCV)开发状况的说明会上，丰田公司加藤光久副社长表示在2014年内将向市场推出轿车型的氢燃料汽车。6月，现代氢燃料电池车日前首次在美国南加州出售，意味着量产氢燃料电池车开始在美进入商业发布阶段。本田公司也将在2015年推出燃料电池车。
但是氢燃料电池也存在一定的劣势。燃料电池生产成本很高，而加氢站的建设甚至比锂电池电动汽车的充电站更难。除此之外，氢气有爆炸的隐患且氢气来源渠道有限。上述原因都制约了氢燃料在市场中的应用。
超级电容
而对于市场前景更广的超级电容而言，理论上较锂电池与燃料电池更优异。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。其优点首先是充电速度超快，别管多大容量，只要电流够，一两秒就能充满；其次是耐充，几十万次没问题，而且能量不衰减；第三是放电速度极快，或者说能够承载的功率高，这也是电池所不能比的；第四，效率高。由于是物理变化，它的能量转换效率远非化学变化的电池可比。
但超级电容也有自身的缺陷：一个是安全性，过快的放电速度和过低的内阻，如果设计不好的话，本身就蕴含着“能量突然大爆发”所隐藏的风险。二是较低的工作电压，制约了它在驱动汽车上的应用。
从上述三种电池的对比来看，在短期内仍然以锂电池为主，并将呈现锂电池与燃料电池并驾齐驱的现象。而对于超级电容，在短期内很难替代锂电池，从技术上看，超级电容与锂电池各有其性能特点，未来将锂电池与超级电容组合的技术将成为市场主流。
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