鋰電池技術(shù)突破的幾個關(guān)鍵點，掌握了就能引領(lǐng)市場？
來源：寶鄂實業(yè)
2019-04-06 21:22
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2018年，國內(nèi)在示范運行層面已經(jīng)行動起來，比如上海方面表示，準備投入400～500輛商用車示范運行，還要建立動力系統(tǒng)及零部件研發(fā)平臺、氫能產(chǎn)業(yè)公共服務(wù)平臺、燃料電池車運營保養(yǎng)中心三個平臺。在河北省張家口，有74輛燃料電池車開始示范運行，其運行的意義在于證明寒冷條件下運行的燃料電池車只要解決了啟動問題，會比鋰電池車更具優(yōu)越性，可以避免像 電池受溫度影響比較大的短板。
在企業(yè)層面，截至2018年，共有57家企業(yè)86個車型入選工信部銷售目錄，其中億華通有23款、廣東國鴻有20款，億華通與神力合作研制了3種類型的燃料電池發(fā)動機，功率從30千瓦到60千瓦，都已實現(xiàn)裝車示范運行。宇通客車已經(jīng)開發(fā)了三代燃料電池車，在鄭州開始示范運行。國鴻氫能引進巴拉德技術(shù)后，已經(jīng)能夠推出30～80千瓦的燃料電池電堆，在廣東省云浮市裝載了70輛燃料電池大巴車投入運行。
截至2018年底，我國共有2400多輛燃料電池車在運行，但運營加氫設(shè)施與國外差距較大。從世界范圍來看，截至2017年底，全球運行的加氫站有328座，亞洲119座，歐洲139座，北美68座，南美1座，澳洲1座。其中，日本第一，91座；德國第二，45座；美國第三，40座。到2018年7月，我國共建成加氫站12座并投入運營，在建的加氫站有33座，距離2020年目標建成100座還相差較大。
電堆、系統(tǒng)需兩手抓
2018年12月初，科技部發(fā)布《2019氫能等9大重點專項申報指南征求意見稿》明確提出，將對氫能與燃料電池關(guān)鍵零部件進行攻關(guān)。
目前，雖然燃料電池汽車整體應(yīng)用性能，包括續(xù)駛里程、舒適性、加氫時間、低溫適應(yīng)性，基本都達到了燃油汽車的水平，但面臨的問題是沒有大批量的生產(chǎn)線，成本比較高，還要受加氫站的制約。這就需要盡快提高燃料電池體積、重量比功率，為燃料電池商用車應(yīng)用降低成本，為燃料電池乘用車應(yīng)用打好基礎(chǔ)。
要想降低燃料電池發(fā)動機的成本，特別是電堆成本，首先要研究提高單體電池的比功率，降低化學(xué)極化、歐姆極化和傳質(zhì)極化。同時，燃料電池的壽命是電堆和系統(tǒng)雙方配合的結(jié)果，所以同時加強電堆部分、系統(tǒng)部分關(guān)鍵部件的研發(fā)是今后努力的方向。具體措施包括：
首先，完善燃料電池發(fā)動機產(chǎn)業(yè)鏈，盡快實現(xiàn)電池關(guān)鍵材料如電催化劑，質(zhì)子交換膜、MEA、雙極板等批量生產(chǎn)，為降低電堆成本和提高電堆一致性奠定基礎(chǔ)。例如，建立擴散層碳紙、催化劑、質(zhì)子交換膜、電極、MEA生產(chǎn)線等，研發(fā)生產(chǎn)空壓機、氫氣循環(huán)泵等。
其次，提高燃料電池電堆的體積、重量比功率，為開發(fā)乘用車奠定基礎(chǔ)。開拓燃料電池商用車市場也需要研發(fā)高體積、重量比功率的燃料電池電堆。這不僅是為了實現(xiàn)產(chǎn)品體積小的需求，更是為了降低產(chǎn)品成本。要想提高燃料電池電堆體積、重量比功率，核心是要提高電堆工作電流密度。目前，國內(nèi)燃料電池電堆單池額定工況的工作電流密度已從每平方厘米0.5～1安培提高到了2～3安培，已經(jīng)有很大的進步。但要改進燃料電池電堆，電堆的工作電力密度要提高，包括制備零部件的一致性和組裝工藝的一致性，否則單片電壓提再高也沒有用。
在企業(yè)層面，截至2018年，共有57家企業(yè)86個車型入選工信部銷售目錄，其中億華通有23款、廣東國鴻有20款，億華通與神力合作研制了3種類型的燃料電池發(fā)動機，功率從30千瓦到60千瓦，都已實現(xiàn)裝車示范運行。宇通客車已經(jīng)開發(fā)了三代燃料電池車，在鄭州開始示范運行。國鴻氫能引進巴拉德技術(shù)后，已經(jīng)能夠推出30～80千瓦的燃料電池電堆，在廣東省云浮市裝載了70輛燃料電池大巴車投入運行。
截至2018年底，我國共有2400多輛燃料電池車在運行，但運營加氫設(shè)施與國外差距較大。從世界范圍來看，截至2017年底，全球運行的加氫站有328座，亞洲119座，歐洲139座，北美68座，南美1座，澳洲1座。其中，日本第一，91座；德國第二，45座；美國第三，40座。到2018年7月，我國共建成加氫站12座并投入運營，在建的加氫站有33座，距離2020年目標建成100座還相差較大。
電堆、系統(tǒng)需兩手抓
2018年12月初，科技部發(fā)布《2019氫能等9大重點專項申報指南征求意見稿》明確提出，將對氫能與燃料電池關(guān)鍵零部件進行攻關(guān)。
目前，雖然燃料電池汽車整體應(yīng)用性能，包括續(xù)駛里程、舒適性、加氫時間、低溫適應(yīng)性，基本都達到了燃油汽車的水平，但面臨的問題是沒有大批量的生產(chǎn)線，成本比較高，還要受加氫站的制約。這就需要盡快提高燃料電池體積、重量比功率，為燃料電池商用車應(yīng)用降低成本，為燃料電池乘用車應(yīng)用打好基礎(chǔ)。
要想降低燃料電池發(fā)動機的成本，特別是電堆成本，首先要研究提高單體電池的比功率，降低化學(xué)極化、歐姆極化和傳質(zhì)極化。同時，燃料電池的壽命是電堆和系統(tǒng)雙方配合的結(jié)果，所以同時加強電堆部分、系統(tǒng)部分關(guān)鍵部件的研發(fā)是今后努力的方向。具體措施包括：
首先，完善燃料電池發(fā)動機產(chǎn)業(yè)鏈，盡快實現(xiàn)電池關(guān)鍵材料如電催化劑，質(zhì)子交換膜、MEA、雙極板等批量生產(chǎn)，為降低電堆成本和提高電堆一致性奠定基礎(chǔ)。例如，建立擴散層碳紙、催化劑、質(zhì)子交換膜、電極、MEA生產(chǎn)線等，研發(fā)生產(chǎn)空壓機、氫氣循環(huán)泵等。
其次，提高燃料電池電堆的體積、重量比功率，為開發(fā)乘用車奠定基礎(chǔ)。開拓燃料電池商用車市場也需要研發(fā)高體積、重量比功率的燃料電池電堆。這不僅是為了實現(xiàn)產(chǎn)品體積小的需求，更是為了降低產(chǎn)品成本。要想提高燃料電池電堆體積、重量比功率，核心是要提高電堆工作電流密度。目前，國內(nèi)燃料電池電堆單池額定工況的工作電流密度已從每平方厘米0.5～1安培提高到了2～3安培，已經(jīng)有很大的進步。但要改進燃料電池電堆，電堆的工作電力密度要提高，包括制備零部件的一致性和組裝工藝的一致性，否則單片電壓提再高也沒有用。
