燃料電池與鋰電池兩個電池的全面比較
來源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-11-10 21:43
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兩個電池的全面比較
鋰電池作為一種新能源電池，其輸入/輸出的電能實(shí)際上是先將輸入的電能儲存起來，然后通過輸出裝置輸出電能。
燃料電池相當(dāng)于傳統(tǒng)汽車的內(nèi)燃機(jī)。內(nèi)燃機(jī)燒油，只是能量轉(zhuǎn)換裝置，不是儲能裝置;燃料電池燃燒氫，氫也是一種能量轉(zhuǎn)換裝置，而不是能量儲存裝置。
鋰離子電池是一種能量存儲裝置，所以從技術(shù)上講，燃料電池不是電池，而是發(fā)動機(jī)。
因此，燃料電池是發(fā)電裝置，鋰電池是儲能裝置。下表綜合比較了兩種動力電池的性能、成本、政策支持、資源約束、環(huán)保、商業(yè)化程度。
能量密度
能量密度是指在給定的空間或質(zhì)量中存儲的能量量。電池的能量密度是電池單位體積或質(zhì)量釋放的電量。
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，以鋰電池中能量密度最高的ternaries鋰電池為例，其單一能量密度僅為1.08MJ/kg(電池組系統(tǒng)衰減20%)。
未來要想提高鋰電池的能量密度，需要依靠全固態(tài)電池技術(shù)的突破，但其能量密度并不高。
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取決于氫的儲存量。氫本身的能量密度為143MJ/Kg，目前燃料電池系統(tǒng)的能量密度超過350wh/ Kg。隨著儲氫技術(shù)的進(jìn)步，能量密度仍有很大的提升空間。
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(zhì)量或體積之比。
如果增加鋰電池系統(tǒng)的輸出功率，使其能夠在高功率下放電，一般的解決方案是增加電池的數(shù)量，這也會增加整個電池系統(tǒng)的重量。即使特斯拉采用目前能量密度最好的三元電池，其電池組件重量也接近半噸。
因此，鋰電池系統(tǒng)的大功率放電與高續(xù)航距離不相容，功率密度的增加受到限制。
燃料電池本質(zhì)上可以理解為一種以氫為基礎(chǔ)的化學(xué)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，鎳氫電池配備了豐田Mirai。
燃料電池系統(tǒng)作為一種開放式電源系統(tǒng)，可以很容易的增加輸出功率，并且附加的電池不會增加太多的重量。豐田Mirai的功率密度達(dá)到2036W/kg。
安全
無論是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(biāo)。
鋰電池作為一種封閉的能量系統(tǒng)，在原理上難以與高能量密度和安全性相兼容。如果只追求高能量密度，整個鋰電池系統(tǒng)就相當(dāng)于一顆炸彈。
因此，在目前的主流工藝路線中，能量密度低的磷酸鐵鋰具有更好的安全性，電池在溫度達(dá)到500~600℃時才開始分解，基本上不需要太多的保護(hù)輔助設(shè)備。
Telsa使用的三元電池具有很高的能量密度，但卻不能抵抗高溫。在250~350℃分解，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(fēng)險。
但是如果你看看特斯拉的事故，不是輕微的碰撞就是靜態(tài)的情況，但是電池著火了，所以有很多安全問題。
燃料電池的安全性非常好，而且它們在汽車上使用，所以安全性主要來自于氫儲存系統(tǒng)。
然而，大量的實(shí)驗(yàn)證明，氫并不比汽油和天然氣安全。
碳纖維現(xiàn)在被用來在汽車中儲存氫，這種材料可以在時速80公里的多角度碰撞測試中幸存下來。
即使一場車禍導(dǎo)致了泄漏，也很難爆炸，因?yàn)闅浔ㄐ枰臐舛?/div>
