燃料電池與鋰電池的全方位對比
來源：寶鄂實業(yè)
2020-03-02 15:44
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作為一種新型的動力電池，鋰電池的輸入/輸出功率，實際上是先將輸入的功率儲存起來，等待使用，然后通過輸出裝置輸出功率。
燃料電池相當于傳統(tǒng)汽車的內燃機。內燃機燒油，只有能量轉換設備，沒有儲能設備;燃料電池燃燒氫，氫也是一種能量轉換裝置，而不是能量儲存裝置。
鋰電池是能量存儲設備，所以從技術上講，燃料電池不是電池，而是引擎。
因此，燃料電池是發(fā)電裝置，而鋰電池是儲能裝置。下表是兩種動力電池的感應和比較。比較因素包括誘導功能、成本、政策支持、資源約束、環(huán)境維護和商品化程度。
能量密度
能量密度是儲存在一定空間或質量內的能量量。電池的能量密度是電池單位體積或質量釋放的電能量。
電池的能量密度分為單個電池的能量密度和電池系統(tǒng)的能量密度。電池系統(tǒng)的能量密度低于單個電池。
鋰電池系統(tǒng)是一個封閉系統(tǒng)。由于鋰元素的特性，現(xiàn)在以鋰電池中能量密度最高的三元鋰電池為例，其單能量密度僅為1.08MJ/kg(電池組系統(tǒng)衰減20%)。
未來，如果你想提高鋰電池的能量密度，你需要依靠全固態(tài)電池的技術來打破，但其能量密度的上限并不高。
燃料電池系統(tǒng)是一個開放的系統(tǒng)，它的能量密度基本上是由儲氫量決定的。氫本身的能量密度是143MJ/Kg，現(xiàn)在燃料電池系統(tǒng)的能量密度超過350wh/ Kg。
功率密度
功率密度是電池的最大輸出功率與電池系統(tǒng)的質量或體積之比。
如果鋰電池系統(tǒng)提高了它的輸出功率，這樣它就可以在高功率下放電，一般的解決方案是增加電池的數(shù)量，這將增加整個電池系統(tǒng)的重量。即使特斯拉選擇當前能量密度最好的三元電池，它的電池組件組件接近半噸。
因此，鋰電池系統(tǒng)的高功率放電與電池壽命的高范圍不相容，功率密度的提高受到限制。
燃料電池本質上可以理解為一種以氫為原料的化學發(fā)電系統(tǒng)，因此輸出功率相對穩(wěn)定。一般情況下，為了使放電功率最大化，只能增加動力電池系統(tǒng)。例如，豐田Mirai配備了鎳氫電池。
作為一種開放式的動力系統(tǒng)，燃料電池系統(tǒng)簡單的提高了輸出功率，并且額外的電池不會增加太多的重量。豐田Mirai的功率密度達到2036W/kg。
安全
無論純電動鋰電池車還是燃料電池車，只要是車，安全都是最重要的指標。
鋰電池作為封閉的能量系統(tǒng)，從原理上很難做到高能量密度和安全性不相容，如果單純追求高能量密度，那么整個鋰電池系統(tǒng)就相當于炸彈。
因此，低能量密度的磷酸鐵鋰在主流工藝中具有更好的安全性，電池在電池溫度達到500~600度時才開始分化，不需要太多的維護輔助設備。
Telsa選擇的三元電池具有很高的能量密度，但不耐高溫。它將區(qū)分250度和350度，導致安全性差。
解決方案是將7000多個電池并聯(lián)起來，大大降低單個電池泄漏和爆炸的風險。
但是，如果你分析一下特斯拉汽車的事故，不是輕微的碰撞，就是靜態(tài)的，但是電池著火了，所以它的安全還是有很多問題。
燃料電池本身是非常安全的，它被用于汽車，所以它的安全主要來自氫儲存系統(tǒng)。
然而，許多實驗已經證明，與汽油和天然氣這兩種常見的可燃氣體相比，氫氣的安全性并沒有降低。
此外，碳纖維現(xiàn)在被用于汽車儲氫設備，可以在時速80公里的多角度碰撞測試中毫發(fā)無損。
