鋰離子電池和燃料電池區(qū)別對比
來源：寶鄂實業(yè)
2019-10-28 06:54
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動力電池系統(tǒng)將成百上千個單體電芯通過串并聯(lián)組裝在一起，整個電池系統(tǒng)的可靠性將被急劇放大。從目前國內(nèi)純電動汽車所積累的很有限的使用數(shù)據(jù)來看，大型動力電池系統(tǒng)的可靠性相對而言還不能令人滿意。鋰離子電池可靠性問題的根源在于前面討論過的安全性影響因素，而這幾個因素則是由嵌入式反應(yīng)的本質(zhì)特征所決定的。
在討論PEMFC可靠性問題之前，我們先看看燃料電池的實際應(yīng)用情況。PEMFC實際上是在AFC（堿性燃料電池）的技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。而AFC則是為宇航飛行量身定做的動力源，上世紀七十年代美國聯(lián)合技術(shù)公司（UTC）首先將AFC電堆應(yīng)用于美國航天飛機而取得了成功，之后美國國際燃料電池公司（IFC）生產(chǎn)的第三代AFC（標稱/極限功率7.0/12.0KW）后來成為美國航天飛機的標準動力源，可見燃料電池技術(shù)本身具有極高的可靠性。
另外一個大規(guī)模使用蓄電池的軍工領(lǐng)域就是常規(guī)潛艇。常規(guī)潛艇采用高能電池系統(tǒng)可以大大增加其水下活動時間，無疑極具戰(zhàn)術(shù)價值。目前世界各國現(xiàn)役的常規(guī)潛艇的動力蓄電池幾乎都是采用鉛酸電池，國際上還沒有鋰離子電池在現(xiàn)役常規(guī)潛艇（主動力蓄電池）或者核動力潛艇（輔助蓄電池）上裝艇的案例（“雷天生命源稀土鋰離子電池”不在筆者討論范疇）。
西方軍事列強至今沒有在其新一代常規(guī)潛艇上列裝鋰離子動力電池系統(tǒng)的根本原因顯然不是出于價格考量，而主要是因為大型鋰離子動力電池在可靠性尤其是安全性方面存在較大的隱患，并不能滿足潛艇苛刻的使用環(huán)境。
至于之前有媒體報道的日本最新型的“蒼龍”級常規(guī)潛艇上將首次使用鋰離子電池，后來澄清由于技術(shù)和預(yù)算問題而放棄，而日本下一代常規(guī)潛艇已經(jīng)確定將使用PEMFC作為AIP（不依賴空氣推進裝置）動力。
目前全球正在或者即將服役的AIP常規(guī)潛艇大多采用PEMFC作為主動力電池系統(tǒng)。1987年，德國海軍使用西門子公司（Siemens）的AFC電堆，成功改造了一艘206級試驗艇，使其成為全球第一艘具備實戰(zhàn)能力的燃料電池AIP潛艇。之后，德國連續(xù)發(fā)展了212和214兩級AIP潛艇（PEMFC電堆由Siemens和HDW聯(lián)合開發(fā)，2&TImes;120KW），目前已發(fā)展到最新型的216級。
俄羅斯、韓國、澳大利亞、以色列和意大利的新型常規(guī)潛艇都采用PEMFC燃料電池AIP技術(shù)。我們可以想象，按照軍品對可靠性和安全性的極高要求，大型PEMFC電堆單純就技術(shù)層面而言已經(jīng)發(fā)展到了高度完善可靠的程度。
而事實上，我們從AFC和PEMFC的發(fā)展歷程來看，燃料電池從一開始就是定位在大型“動力電池”而發(fā)展起來的，這跟鋰離子電池從小型的手機電池一步步發(fā)展到大型動力電池的道路是完全不一樣的。
以上我們從幾個最主要的技術(shù)層面對鋰離子電池和燃料電池進行了對比分析。正如筆者在開篇就指出的，二次電池是一個電能存儲裝置，而燃料電池則是一個電能生產(chǎn)裝置，這個最本質(zhì)的差別就決定了兩者在應(yīng)用領(lǐng)域的不同定位。
