鋰電池和燃料電池優(yōu)缺點(diǎn)有哪些？
來(lái)源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-04-26 13:32
點(diǎn)擊量：次
新能源汽車發(fā)展火熱，促進(jìn)了相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展。新能源汽車的核心部件之一就是新能源電池。從新能源電池的發(fā)展方向上看，新能源電池可分為鋰電池、燃料電池、超級(jí)電容，下面就對(duì)這三類新能源電池的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行比較。
目前鋰電池的應(yīng)用最廣泛。根據(jù)材料的不同，鋰電池可分為磷酸鐵鋰電池、鈷酸鋰電池與三元聚合物鋰電池。磷酸鐵鋰電池技術(shù)相對(duì)成熟、安全，但是也存在缺點(diǎn)，即能量密度低，電池一致性問(wèn)題難以解決，精確性和穩(wěn)定性很難控制，雖然現(xiàn)大多數(shù)電動(dòng)汽車使用的是磷酸鐵鋰電池，但導(dǎo)致電動(dòng)汽車?yán)m(xù)航里程短，難以滿足消費(fèi)者需求；鈷酸鋰電池相比于磷酸鐵鋰電池，雖然能量密度較大，但安全性較低，且成本高；三元電池能量密度高成本更低，但目前技術(shù)不成熟，導(dǎo)致安全性能不能得到保障。
燃料電池也是新能源電池發(fā)展的另一大熱點(diǎn)。氫燃料突出的特點(diǎn)就是無(wú)污染、效率高、可循環(huán)利用。氫作為一種燃料氣體，燃燒釋放的熱量是汽油發(fā)熱量的3倍，而燃燒的產(chǎn)物是水，完全無(wú)污染，因此氫作為燃料被認(rèn)為將會(huì)成為21世紀(jì)最理想的能源。但是燃料電池也存在成本高、氫氣來(lái)源有限、存在爆炸等安全隱患等缺點(diǎn)。
從理論上講，超級(jí)電容比鋰電池、燃料電池各方面更優(yōu)異，優(yōu)點(diǎn)是充電速度快、效率高、放電效率快以及耐充，但其自身也存在兩點(diǎn)缺陷：一是安全性，過(guò)快的充電速度和過(guò)高的放電效率導(dǎo)致安全性更難控制；二是較低的安全電壓，這制約了其在驅(qū)動(dòng)汽車上的應(yīng)用。
根據(jù)以上三類新能源電池的優(yōu)缺點(diǎn)比較來(lái)看，在短期內(nèi)鋰電池仍占主要地位，而燃料電池和鋰電池將并駕齊驅(qū)，超級(jí)電容在短期內(nèi)很難突破取代鋰電池。未來(lái)隨著技術(shù)的發(fā)展，燃料電池、鋰電池、超級(jí)電容憑借其自身的優(yōu)勢(shì)，將在不同方面著重發(fā)展，而技術(shù)的融合也將促進(jìn)新能源電池的進(jìn)步。
關(guān)于車用動(dòng)力電池，除了本文要討論的兩種主流鋰電池外，還有常見(jiàn)的鎳氫、鎳鎘、鉛酸、鈷酸鋰等電池，關(guān)于這些漸漸退出主流行列(鎳氫除外)的電池，暫不討論。如果你真的好奇，可以在評(píng)論里@點(diǎn)評(píng)君，點(diǎn)評(píng)君會(huì)及時(shí)通知老王的。
“你知道不?李鐵柱聽(tīng)說(shuō)小牛N1出事兒以后，開(kāi)始看電動(dòng)汽車了!”老王放下菜籃子，接著說(shuō)：“聽(tīng)說(shuō)這種車現(xiàn)在不用搖號(hào)是不?”
“嗯，在北京需要搖號(hào)，只不過(guò)搖號(hào)的人比配額少，所以就直接發(fā)放了。還有什么免購(gòu)置稅之類的優(yōu)惠政策。”
“那現(xiàn)在都說(shuō)車子是鋰電池動(dòng)力的好，你還說(shuō)小牛N1的電池和特斯拉Model S的一樣，那這寫車的鋰電池都一樣么，是不是和手機(jī)的電池是一樣的?”
“肯定不一樣呀，現(xiàn)在的電動(dòng)汽車普遍采用鋰電池作為動(dòng)力電池，而特斯拉Model S采用的是松下18650組成的電池組，單個(gè)這種電池比平常的5號(hào)電池大一些，也稱為三元鋰電池，而市面上還有一種主流的鋰電池叫做磷酸鐵鋰電池，例如比亞迪，就專精這類電池。
△ 市面上還有一種叫做A123的鋰電池，這種電池實(shí)際上也是磷酸鐵鋰電池的一種。它主要在制造工藝上采用了納米工藝等，增加了電池充放電能力。我國(guó)萬(wàn)向集團(tuán)就收購(gòu)了A123公司，進(jìn)而收購(gòu)了賴以該電池為動(dòng)力基礎(chǔ)的菲斯克(Fisker)汽車公司。圖為菲斯克Karma。
“那這兩種電池不都是鋰電池，還能有啥區(qū)別呢?”老王問(wèn)。
“雖然同是一顆土豆，但是除了燉土豆，不還能做酸辣土豆絲么?”點(diǎn)評(píng)君從老王菜籃子里拿出一顆土豆，接著說(shuō)：“這兩種電池雖然都采用鋰元素，但是配上不同的‘配菜’(負(fù)極材料)和‘做法’(電池管理系統(tǒng))，做出不一樣的菜是必須的啦!”
△ 三元鋰電池如果內(nèi)部短路或是正極材料遇水，都會(huì)有明火產(chǎn)生。所以一般18650電池都會(huì)有一層鋼殼保護(hù)，由于特斯拉的電池組是由7000塊左右的18650電池組合而成，所以，雖然特斯拉給電池組進(jìn)行了全方位的保護(hù)，但是在極端的碰撞事故中，起火隱患還是有的。
而磷酸鐵鋰電池則要穩(wěn)定許多，電池板就算是穿刺、短路也不會(huì)爆炸燃燒，遭到350℃的高溫也不會(huì)起火(三元鋰電池在180-250℃就扛不住了)。所以在安全性能上，磷酸鐵鋰電池略勝一籌。
“哦!原來(lái)安全性差這么多呢!那為啥特斯拉還要用三元鋰電池呢?”老王問(wèn)。
“三元鋰電池的能量密度大，電壓更高，所以同樣重量的電池組電池容量更大，車子跑的距離也就更遠(yuǎn)，速度也能更快。特斯拉Model S充滿電的續(xù)航里程400多公里呢。”
△ 不過(guò)，由于三元鋰電池需要用大量的單個(gè)電池組合起來(lái)，所以電池的組的體積十分龐大，相比磷酸鐵鋰電池相對(duì)緊湊的體積，雖然在動(dòng)力輸出方面略勝一籌，但是也不得不承受對(duì)于車內(nèi)空間的影響的副作用。
