氫燃料電池的壽命，國(guó)際上最好的在5000小時(shí)。理想狀況下，以一輛車百公里時(shí)速計(jì)，可行使5000小時(shí)，里程即為50萬公里。“在使用過程中燃料電池的性能會(huì)衰減，不潔空氣污染催化劑將影響壽命。” 邱新平稱。

 

在安全性上，氫燃料電池也并非完美無瑕，可能會(huì)發(fā)生泄漏爆炸，且爆炸的威力很大。“尤其要做好全面系統(tǒng)的防護(hù)，要考慮到任何惡劣條件狀況，防患于未然。” 邱新平進(jìn)一步表示，“就成本而言，氫燃料電池并不便宜，貴就貴在關(guān)鍵部件，如全氟膜、鉑催化劑等。”

 

中國(guó)化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會(huì)秘書長(zhǎng)劉彥龍?jiān)诮邮堋吨袊?guó)能源報(bào)》記者采訪時(shí)表示：“不管是在基礎(chǔ)研究還是產(chǎn)業(yè)化中，日本燃料電池都是發(fā)展比較快的，盡管相比10年前已經(jīng)下降了80%之多，但是目前的價(jià)格還是偏高。此外，建設(shè)加氫站建設(shè)成本也不低，還要考慮運(yùn)輸成本、建設(shè)成本以及氣體安全性等各方面因素。” 

 

相比之下，雖然目前的鋰電池在能量密度和快速充電上，與氫燃料電池相比存在差距，但在快速變功上擁有優(yōu)勢(shì)。同時(shí)，隨著“到2020年動(dòng)力電池模塊的能量密度達(dá)到300瓦時(shí)/千克”被政府和業(yè)界作為下一段發(fā)展目標(biāo)提出，各方也在致力于提高鋰電池的能量密度。

 

不可否認(rèn)，現(xiàn)在鋰電池存在安全性隱患。“但是，隨著人們對(duì)鋰電安全認(rèn)識(shí)的深入，在電池單體技術(shù)、電池系統(tǒng)等多層面對(duì)電池進(jìn)行防護(hù)管理，在3-5年內(nèi)解決鋰電池安全問題，我們有信心。” 邱新平說。

 

據(jù)記者了解，鋰電池除了在上述硬件性能上有待突破，在軟件的電池管理系統(tǒng)（BMS）也落后于國(guó)際同行。以特斯拉電動(dòng)車為例，其電池管理系統(tǒng)最多可串聯(lián)起8000多節(jié)鋰離子電池，保持電池的一致性、穩(wěn)定性和充放電的安全性，所以特斯拉的續(xù)航里程可以達(dá)到350公里。而目前國(guó)內(nèi)的電池系統(tǒng)最多也就串聯(lián)起2000多節(jié)。在系統(tǒng)集成技術(shù)上的差距也需努力追趕。

此前不少接受記者采訪的專家認(rèn)為，考慮到電池行業(yè)周期長(zhǎng)，技術(shù)累積和突破需要較長(zhǎng)時(shí)間。“因此動(dòng)力電池要取得革命性突破，難度不小。預(yù)計(jì)5-10年內(nèi)還將以鋰電池為主，向第三代鋰離子電池發(fā)展。” 

 

 “今后10年內(nèi)，不管是鋰電池還是燃料電池都有機(jī)會(huì)，5-10年內(nèi)還將以鋰電池為主，如鋰硫、鋰空電池是未來研究的方向，需在負(fù)極材料、正極材料以及電解質(zhì)上下功夫。20年之后，我個(gè)人認(rèn)為燃料電池將成為大趨勢(shì)。”邱新平表示。

 

 “盡管氫燃料電池在日本成本降低很多，性能提高了不少，但從研發(fā)層面而言，國(guó)內(nèi)的技術(shù)積累還是存在不小的差距。”中科院電工所儲(chǔ)能技術(shù)研究組組長(zhǎng)陳永翀對(duì)記者坦言，“現(xiàn)在討論未來動(dòng)力電池的技術(shù)發(fā)展路線，更多的還是局限在電池材料的選擇上，如磷酸鐵鋰、三元鋰等，但這不能在根本上解決問題，應(yīng)立足于電池的大結(jié)構(gòu)研究，立足于安全性大幅提升、成本大幅下降、系統(tǒng)循環(huán)壽命大幅延長(zhǎng)上，開發(fā)新型動(dòng)力電池。”

 

 “未來動(dòng)力電池的技術(shù)路線還是要根據(jù)市場(chǎng)來定，只要是安全快充、成本低、壽命長(zhǎng)的電池都應(yīng)該鼓勵(lì)發(fā)展。” 同時(shí)，陳永翀進(jìn)一步表示，“我們要立足基礎(chǔ)科學(xué)，看準(zhǔn)方向后持續(xù)研發(fā)，不要忽冷忽熱，也不能隨風(fēng)倒，從技術(shù)研發(fā)到產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)是一個(gè)日積月累的過程。”

 

◆  ◆  ◆

國(guó)內(nèi)動(dòng)力鋰電池發(fā)展最新情況

 

近兩年隨著我國(guó)新能源汽車呈井噴式發(fā)展，帶動(dòng)了動(dòng)力鋰電池需求快速增長(zhǎng)。以2015 年為例，全年累計(jì)生產(chǎn)新能源汽車37.9萬輛，同比增長(zhǎng)4 倍。根據(jù)中國(guó)化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會(huì)以及各公司公告統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2015 年國(guó)內(nèi)動(dòng)力電池產(chǎn)量約16吉瓦時(shí)，預(yù)計(jì)今明兩年新投產(chǎn)能20吉瓦時(shí)，2016 年年末將達(dá)到32吉瓦時(shí)。

 

與電動(dòng)汽車的火爆相呼應(yīng)的是，中國(guó)已經(jīng)成為全球第三大動(dòng)力電池產(chǎn)地。

 

動(dòng)力鋰電池產(chǎn)業(yè)鏈成為2015年募投最為密集的領(lǐng)域，比亞迪、杉杉股份、德爾家居、大東南、贏合科技等上市公司紛紛定增投入鋰電池產(chǎn)業(yè)鏈，動(dòng)力鋰電池產(chǎn)能極大擴(kuò)充。

 

 “目前我們正在進(jìn)行鋰電分拆，準(zhǔn)備單獨(dú)上市。”記者從天能集團(tuán)獲悉，“‘十三五’期間，天能也在努力將鋰電池的能量密度提升至300-400瓦時(shí)每千克。同時(shí)在充電時(shí)間、安全性上進(jìn)一步提升。”鋰電池生產(chǎn)技術(shù)成熟、產(chǎn)業(yè)鏈完善、可以批量化生產(chǎn)且生產(chǎn)成本低，正處于規(guī)模效應(yīng)擴(kuò)大階段。而氫燃料電池制造難度較大，對(duì)于質(zhì)子交換膜、關(guān)鍵材料催化劑、雙極板等技術(shù)要求高，這些關(guān)鍵技術(shù)主要掌握在美國(guó)、歐洲、日本手中。

 

從時(shí)間上來看，氫燃料電池只需要3—20分鐘；而鋰電池充電時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，大概需要30分鐘—3個(gè)小時(shí)。

 

從續(xù)航里程來看，氫燃料電池輕易可達(dá)600km以上，且提升空間大。而鋰電池的續(xù)航里程為400km左右，續(xù)航里程易受環(huán)境溫度制約，且會(huì)出現(xiàn)鋰電池老化現(xiàn)象。

 

從質(zhì)量能量密度上來看，鋰電池能量密度為90到140Wh/kg，三元鋰電池理論能量密度是300到350Wh/kg。氫燃料電池作為一種發(fā)電裝置，能量密度遠(yuǎn)高于鋰離子電池，目前能達(dá)到600Wh/kg，理論上限是1到2萬Wh/kg，提升空間巨大。

 

成本角度

 

目前國(guó)內(nèi)氫燃料電池制造產(chǎn)業(yè)鏈基本處于空白狀態(tài)，難以實(shí)現(xiàn)批量化生產(chǎn)，從而增加成本；除此之外，建設(shè)一座加氫能力大于200公斤的加氫站成本在1000多萬元以上，雖然國(guó)家出臺(tái)了對(duì)“符合國(guó)家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)且日加氫能力不少于200公斤的新建燃料電池車加氫站，每站獎(jiǎng)勵(lì)400萬元”的扶持政策，但高昂的建設(shè)成本還是讓人望而卻步。

 

此外，兩者也都存在一定的安全問題。鋰電池存在過充過放的問題，碰撞時(shí)電解液泄露容易起火；氫燃料電池儲(chǔ)氫罐需要密封，加氫時(shí)氫氣泄露容易引起燃燒，碰撞時(shí)容易氫氣泄露。

 

雖然我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展起步晚，但我國(guó)高度重視氫燃料電池汽車的發(fā)展，在《中國(guó)制造2025》明確提出了燃料電池汽車及其關(guān)鍵部件的技術(shù)路線圖，對(duì)燃料電池關(guān)鍵材料的研發(fā)提出了技術(shù)目標(biāo)；隨后2016年11月29日，國(guó)務(wù)院印發(fā)《“十三五”國(guó)家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》，提出燃料電池汽車要“產(chǎn)業(yè)化”，到2020年要實(shí)現(xiàn)燃料電池車批量生產(chǎn)和規(guī)?；痉稇?yīng)用。目前，國(guó)內(nèi)已形成整車、燃料電池電堆和系統(tǒng)的技術(shù)體系，具備小規(guī)模產(chǎn)業(yè)化條件。2018年，我國(guó)氫燃料電池汽車?yán)塾?jì)生產(chǎn)1619輛，加氫站已建成12座，在建20座。國(guó)家將持續(xù)加大對(duì)燃料電池研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化的支持力度，開展關(guān)鍵材料催化劑、質(zhì)子交換膜、雙極板等關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)工作，提高電堆產(chǎn)品的性能和壽命，降低成本。

 

目前鋰電池和燃料電池是有望替代石油車的主流技術(shù)，兩者各有優(yōu)勢(shì)，均有巨大的進(jìn)步空間。國(guó)家新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略咨詢委員會(huì)分析師認(rèn)為，若鋰電池能提升其能量密度，優(yōu)化循環(huán)使用壽命，會(huì)更具競(jìng)爭(zhēng)力；氫燃料電池的核心技術(shù)、車輛和加氫站建設(shè)的巨大成本、安全等問題依然是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的巨大瓶頸。從環(huán)保性和可持續(xù)發(fā)展的角度看，氫燃料電池比鋰電池更有發(fā)展前景，但從短期的經(jīng)濟(jì)效益來看，發(fā)展鋰電池比氫燃料電池更具市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。