詳解燃料電池和鋰電池在新能源汽車上的應用對比
來源：寶鄂實業(yè)
2019-06-25 16:32
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目前替代石油車的主流技術路線就是鋰電池和燃料電池。燃料電池最大優(yōu)勢就是能量密度高，是鋰電池的120倍。但鋰電池起步早，商業(yè)化程度更高，整車成本也更低，且充電可以利用現(xiàn)有的電網系統(tǒng)，相比燃料電池整個加氫和供氫的配套網絡都要從頭建設，成本也要更低。因此這兩者的競爭核心就是能量密度vs成本的競爭。
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燃料電池vs鋰電池性能比較
雖然各國都在大力推廣電動車，但其占比依然很低。其根源就在于電動車違反了能量密度提升這一變革邏輯。哪怕是最新一代的鋰電池車，其能量密度極值也只有汽油的1/40。
而燃料電池的出現(xiàn)卻徹底改變了這一現(xiàn)狀。其能量密度是汽油的3倍，電動機的做功效率還是內燃機的2倍，實際密度是汽油的6倍，優(yōu)勢明顯。
似乎從這個角度看，采用氫能源的燃料電池無疑更能代表歷史發(fā)展的方向，最有望成為下一代的基礎能源。
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燃料電池vs鋰電池成本比較
燃料電池發(fā)展的主要障礙就是成本高、制氫過程復雜，整個加氫和供氫的配套網絡則需要從頭建設。氫氣通過電解或蒸汽重組的方法得到。不過這兩種方法成本頗高，制造同樣質量的天然氣所需的成本為制氫的1/2甚至1/3。
鋰離子電池生產成本相對較低，此外其重復充電利用非常方便，相比其他可攜帶能源，其具有更高的成本效益。
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鋰電池作為封閉的能量體系，從原理上高能量密度和安全性就很難兼容，否則就等同于炸彈。因此現(xiàn)在主流工藝路線中，能量密度低的磷酸鐵鋰安全性卻較好，電池溫度達到500-600度時才開始分解，基本不需要太多的保護輔助設備。而Telsa采用的三元電池，雖然能量密度高，但不耐高溫，250-350度就會分解，安全性差。其解決方法是并聯(lián)了超過7000節(jié)電池，以此降低單個電池漏液，爆炸帶來的危險，即使如此也還需要結合一套復雜的電池保護設備。
相比汽油蒸汽和天然氣這兩種常見的車用可燃氣體，氫氣的安全性并不差，甚至還略好。而且現(xiàn)在車用儲氫裝置都采用碳纖維材料，在80KM/h速度多角度碰撞測試中都可以做到毫發(fā)無損。
即使車禍導致泄露，由于氫氣爆炸要求濃度高，在爆炸前一般就已經開始燃燒，反而很難爆炸。而且氫氣重量輕，溢出系統(tǒng)的氫氣著火后會迅速向上升起，反而一定程度上保護了車身和乘客。而汽油為液態(tài)，鋰電池為固態(tài)，很難在大氣中上升，燃燒都在車艙底部，整車會迅速著火報廢。
