氫燃料電池與純電動孰優(yōu)孰劣？對比來看就明白了
來源：寶鄂實業(yè)
2019-03-15 09:47
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自去年總理訪日后，原本醉心純電動的國內(nèi)新能源汽車行業(yè)突然就有了氫燃料電池的身影；此后人民日報又刊登出發(fā)展氫燃料電池的訊息。種種跡象表明，未來我國的新能源汽車領(lǐng)域，必將會有氫燃料電池汽車一席之地。
相比于鋰電池的普遍推廣，氫燃料電池對于消費者來說或許還有些陌生，當(dāng)然疑問也隨之而來，我們?yōu)槭裁匆M軍氫燃料電池呢？
投入必然是因為有優(yōu)勢。眾所周知，國家大力推廣新能源，主要目的是為了改善能源結(jié)構(gòu)，減少汽車對化石燃料的依賴。其次是讓汽車在使用過程中無污染，將化石燃料發(fā)電過程中產(chǎn)生的污染物集中處理排放，利于環(huán)保。
純電動汽車自然是滿足這兩點的，同時現(xiàn)有的電池技術(shù)也足以支撐電動汽車的制造，因此它成為了首選。但很快我們就發(fā)現(xiàn)了純電動汽車存在的問題，受電池技術(shù)制約，續(xù)航里程過短，不符合消費者駕車習(xí)慣；充電時長久，充電樁稀缺，為使用帶來了不便；更重要的是充電時間過于集中，大批純電汽車進入電網(wǎng)，將對現(xiàn)有電網(wǎng)帶來不小壓力。
那么氫燃料電池車呢？顯然它也是滿足上述兩個條件的，同時相比純電動汽車來講，它的使用過程與傳統(tǒng)燃油車更加類似。燃料不夠直接到加氫站補充，加氫時長3-5分鐘比燃油車加油稍長，但在可接受范圍內(nèi)；續(xù)航里程與當(dāng)下燃油車相差無幾，從現(xiàn)有量產(chǎn)氫燃料電池車來看，600km續(xù)航已不在話下。
對比來看，如果單從產(chǎn)品來講，顯然氫燃料電池汽車會更加符合消費者需求。不過，與純電動汽車的推廣比起來，氫燃料電池也存在一定劣勢。純電動汽車之所以能夠快速推廣，在于其驅(qū)動汽車所需的電能容易獲取，電池技術(shù)較為成熟，配套設(shè)施建設(shè)比較簡單，氫燃料電池汽車則不然。
首先在于氫氣的獲取。當(dāng)下能夠?qū)崿F(xiàn)規(guī)模化制氫的方式有兩種，一種是工業(yè)電解水，另一種是化石燃料反應(yīng)，不論哪種方法，與純電動車型直接充電相比，成本都要高出不少。而諸如生物質(zhì)制氫、高溫分解、光催化劑、伴生氫等方式，或成本過高，或受制于環(huán)境因素，皆具有局限性，目前還不適合大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)。
另外，氫燃料電池技術(shù)與現(xiàn)有的鋰電池技術(shù)相比，普及程度還遠遠不夠；氫氣的運輸、儲存，加氫站的大規(guī)模鋪設(shè)等與建設(shè)充電樁相比投入巨大。這一系列的問題皆是困擾氫燃料電池發(fā)展的荊棘。
但若將氫燃料電池汽車的優(yōu)勢與當(dāng)下存在的困難對比來看，顯然是利大于弊的，因此以日韓為首的各個汽車廠商，都對氫燃料電池汽車表現(xiàn)出極大的興趣。目前豐田、本田、現(xiàn)代等車企的量產(chǎn)氫燃料電池汽車都具備了上路條件，其中豐田還為貨運碼頭提供了氫燃料電池卡車，在美國鋪設(shè)了多座加氫站設(shè)施，表現(xiàn)積極。
而在國內(nèi)，長城汽車對氫燃料電池技術(shù)也有所涉獵。此前長城汽車收購了上海燃料電池汽車動力系統(tǒng)有限公司51%股權(quán)，其后又入股德國加氫站運營商H2 MOBILITY，顯然在國內(nèi)氫燃料電池汽車發(fā)展中占據(jù)了先機。
寫在最后：對比純電動汽車與氫燃料電池汽車，可以看到它們各有優(yōu)劣，當(dāng)下更容易實現(xiàn)大規(guī)模推廣的自然還是純電動無疑，但氫燃料電池汽車擁有更加契合消費者的特性，是其最大優(yōu)勢。
鋰電池內(nèi)部的正負極之間有一層隔膜，隔膜的主要作用是防止正負極接觸，并且允許離子透過隔膜進行轉(zhuǎn)移。異物穿刺一旦導(dǎo)致隔膜破損，如果異物是金屬材料，就會直接導(dǎo)致正負電極通過金屬異物短路；如果異物是非金屬，穿刺過程中破壞了隔膜，導(dǎo)致正負極接觸直接引起短路。
對于使用鋰電池的電動汽車，行駛中如果被地面凸起的異物刺穿，會導(dǎo)致上面描述的情況發(fā)生，引起受損的鋰電池內(nèi)部發(fā)生短路發(fā)熱，逐漸殃及到其它鋰電池，最終導(dǎo)致整個電池包起火。
2 外力沖擊
外力沖擊會導(dǎo)致鋰電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)損壞或外殼破損，嚴重情況下會導(dǎo)致鋰電池的電極暴露在空氣中，由于鋰電池嵌鋰負極具有強還原性，與金屬態(tài)的鋰性質(zhì)接近，一旦接觸空氣就會發(fā)熱冒煙，不及時得到控制就會起火。
對于電動汽車，外力沖擊非常常見，例如電池包磕底、事故碰撞都會讓鋰電池受到?jīng)_擊，一旦因外力沖擊破壞鋰電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)，很容易導(dǎo)致電極短路或電極暴露，被破壞的電池發(fā)熱燃燒并引燃其它電池，最終將火災(zāi)擴散到其他正常電池。
3 內(nèi)部短路
在鋰電池的使用過程中，由于環(huán)境溫度、電極特性等因素會產(chǎn)生“鋰枝晶”，鋰枝晶累積會破壞隔膜導(dǎo)致正負極短路，熱量聚集引起鋰電池自燃，除使用過程中生成鋰枝晶導(dǎo)致內(nèi)部短路外，隔膜出現(xiàn)瑕疵、集流體毛刺等也會破壞隔膜導(dǎo)致內(nèi)部短路。
對于電動汽車，鋰電池出現(xiàn)內(nèi)部短路后會引起電動汽車自燃，目前市場上出現(xiàn)自燃的電動汽車，很大一部分是鋰電池內(nèi)部短路導(dǎo)致，這種情況一般毫無征兆，等到發(fā)現(xiàn)有自燃跡象時已經(jīng)無法阻止事態(tài)惡化了。
4 過充過放
鋰電池過度充電會導(dǎo)致導(dǎo)致電解液發(fā)熱并分解產(chǎn)生氣體，氣體在密封的電池內(nèi)部形成壓力，導(dǎo)致鋰電池膨脹，膨脹過程如果隔膜破裂，正負極接觸就會導(dǎo)致短路并起火。同樣，外部大功率過放電也會導(dǎo)致電池內(nèi)部發(fā)熱并膨脹，出現(xiàn)和過充類似的破壞過程導(dǎo)致起火。
如果電動汽車出現(xiàn)故障后不能自動停止充電，就有可能導(dǎo)致過充的情況，亦或者電池包輸出異常導(dǎo)致持續(xù)大電流放電（未超過保險絲熔斷電流），熱量會在鋰電池內(nèi)部積累并導(dǎo)致鼓包引起意外。
5 內(nèi)部進水
鋰電池的負極嵌鋰，鋰是一種非?；顫姷慕饘?，遇水會發(fā)生劇烈的化學(xué)反應(yīng)，將水分解為氫氣并放出大量熱量引起燃燒，鋰電池內(nèi)部進水后會導(dǎo)致災(zāi)難性的后果。
對于電動汽車，如果水進入電池包內(nèi)部，由于電化學(xué)反應(yīng)鋰電池外殼被逐漸腐蝕，一旦外殼被腐蝕直至露出電極，電極遇水立即出現(xiàn)上述劇烈的化學(xué)反應(yīng)，最終引燃整個電池包。
