什么是燃料電池？它與鋰離子二次電池有什么不同之處呢？
來源：寶鄂實業(yè)
2019-04-21 22:17
點擊量：次
如果LIB和FC互相補充弱點，那么在一些目前各自單獨都無法完成的用途上，有較大概率產(chǎn)生新突破。
Q1：什么是燃料電池（FC）？它與鋰離子二次電池有何不同？
A1: 操作原理與Li離子二次電池的操作原理相同，都是負極材料被正極材料氧化時，釋放電量。具體到燃料電池就是氫氧化形成水的反應，與緩慢燃燒一樣。所不同的是由H離子代替Li離子移動放電（發(fā)電），因此燃料電池也可以說是“H（氫）離子電池”。不過，目前已經(jīng)商用化的只有不能充電的一次電池。
據(jù)報道，日本東北大學和高能加速器研究組織的科學家，開發(fā)出一種新的復合氫化物鋰超離子導體。研究人員表示，通過設(shè)計氫簇（復合陰離子）結(jié)構(gòu)實現(xiàn)的這一新材料，對鋰金屬顯示出了極高的穩(wěn)定性，使鋰金屬有望成為全固態(tài)電池的最終陽極材料，催生出迄今能量密度最高的全固態(tài)電池。
陽極為鋰金屬的全固態(tài)電池有望解決傳統(tǒng)鋰離子電池的電解質(zhì)泄漏、易燃和能量密度有限等問題，人們普遍認為，鋰金屬是全固態(tài)電池的最佳陽極材料，因為它具有最高的理論容量和已知陽極材料中最低的電位。
鋰離子傳導固體電解質(zhì)是全固態(tài)電池的關(guān)鍵組成部分，但問題是，大多數(shù)現(xiàn)有的固體電解質(zhì)具有化學／電化學不穩(wěn)定性，不可避免地會在界面處引起不必要的副反應，導致界面電阻增加，在重復充放電期間極大地降低電池的性能。
研究人員表示，復合氫化物在解決與鋰金屬陽極相關(guān)的問題時廣受關(guān)注，因為它們對鋰金屬陽極具有出色的化學和電化學穩(wěn)定性。他們得到的新型固體電解質(zhì)不僅擁有高離子導電性，且對鋰金屬也非常穩(wěn)定，因此，對于使用鋰金屬陽極的全固態(tài)電池來說是一個真正的突破。
研究人員表示：“這一發(fā)展不僅有助于我們未來找到基于復合氫化物的鋰離子導體，還將開辟固體電解質(zhì)材料領(lǐng)域的新趨勢，得到的新型固體電解質(zhì)材料有望促進高能量密度電化學裝置的發(fā)展。”
電動汽車期望高能量密度且安全的電池，以取得滿意的續(xù)航里程。如果電極和電解質(zhì)不能在電化學穩(wěn)定性問題上配合良好，電動汽車普及的路上就永遠有一道坎。此次金屬鋰與氫化物合作成功，開辟了新思路。鋰元素果然潛力無限。續(xù)航上千公里的電動汽車和待機一星期的智能手機或許已經(jīng)不遠。
隨著大眾集團和其他歐洲汽車制造商計劃自給自足，為電動汽車生產(chǎn)電池，以減少對亞洲電池制造商的依賴，LG化學、三星SDI以及SKI等電池制造商在歐洲正面臨著越來越不利的商業(yè)環(huán)境。
這些韓國公司正試圖將電動汽車電池業(yè)務培育為其新的增長引擎之一，因此，歐洲企業(yè)對電動車電池市場的涉足被視為對韓國電池制造商的威脅。業(yè)內(nèi)專家表示，全球電動汽車電池市場一直由韓國、中國和日本的企業(yè)主導，歐洲企業(yè)的加入可能會導致競爭變得更加激烈。
幾天前，大眾宣布與瑞典電池生產(chǎn)商Northvolt合作成立歐洲電池聯(lián)盟（EBU），該聯(lián)盟旨在資助電池技術(shù)的研究、開發(fā)和工業(yè)應用。大眾在一份聲明中表示，“歐洲電池聯(lián)盟的聯(lián)合研究活動將涵蓋從原材料、電池技術(shù)到電池的回收利用整個價值鏈，首要目標是積累更廣泛的電池生產(chǎn)技術(shù)。”
大眾集團已經(jīng)成為世界上最大的電動汽車制造商之一，這家德國公司也是韓國電池制造商的主要客戶，去年11月份SKI與大眾集團簽署了一份供貨合同。業(yè)內(nèi)人士指出，大眾集團的最新舉措表明，其因無法自主生產(chǎn)電動汽車電池而陷入危機狀態(tài)，因為電池是電動汽車的關(guān)鍵部件，約占生產(chǎn)成本的40％。
歐洲各國政府也積極支持本國電動汽車生產(chǎn)和增長。去年11月，德國政府宣布對當?shù)仉姵厣a(chǎn)投資10億歐元，法國也計劃投資7．5億歐元。上述舉措顯然對韓國電池制造商不利，它們此前在歐洲獲得了大批量電池生產(chǎn)合同，且擴大了在歐洲的工廠和設(shè)備投資。
一位不愿具名的韓國電池制造商的高管表示，“歐洲的最新舉措可能對韓國企業(yè)構(gòu)成威脅，但歐洲能否實現(xiàn)自主生產(chǎn)電動車電池的目標仍有待觀察，因為電池生產(chǎn)是一件在短時間內(nèi)很難完成的事情。”而另一位高管則表示，“歐洲的舉措可能有助于擴大整個電動汽車市場，這將為韓國電池生產(chǎn)商創(chuàng)造另一個機會。”
