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燃料動力電池和鋰離子電池相比有什么優勢和不足?

鉅大LARGE  |  點擊量:763次  |  2021年01月18日  

優勢


1.當邊界是地球上的人類社會時,關于未來能源結構調整的意義,燃料動力電池>鋰離子電池:在化石能占絕絕大部分一次能源份額的一二百年內,如何提高從化石能到消費終端有用功的效率,以及如何屏蔽特定的有用功形式與一次能源結構的確定對應,關鍵是能量轉化裝置(人們容易類比到工業革命的蒸汽機的意義)的變革,而儲能裝置的用途往往是優化能量利用的效率。


2.當邊界是運載工具特別是地面的汽車時,燃料動力電池驅動比鋰離子電池驅動更可能成為類似今天的汽車業態:3分鐘以內能量恢復,續駛里程超過400公里。化學反應要氧化劑、還原劑(俗稱燃料)和反應場所,燃料動力電池汽車只要攜帶兩樣:燃料和反應場所燃料動力電池;而鋰離子電池汽車則需三樣都帶,又鋰離子電池中氧化劑、還原劑存放距離很近(當前是靠百微米厚的隔膜)即使不工作也有自放電,再鋰離子電池為達成壽命循環往往淺充淺放,即不能每個循環都像傳統汽車那樣將油用干、將油加滿,故此真實使用時理論的續駛里程還要減半。這就是現在的燃料動力電池汽車有效續駛里程可達到600公里以上,而鋰離子電池汽車有效續駛里程一般地小于100。燃料動力電池汽車類似天然氣內燃機汽車,反應場所和燃料可以物理隔離,燃料加注實際是物理過程,要多快可以多快只要經濟上覺得上算,而鋰離子電池汽車能量恢復是充電過程,即電解反應,要控制要不然就會有副反應發生,其燃料加注速度受到技術進展程度的制約。


不足


1.當邊界是便攜電子設備時,燃料動力電池由于氧化劑、還原劑、反應場所分離,其系統集成簡化的難度遠遠大于已經充分集成的鋰離子電池或者其他種類二次電池;


2.當邊界是電網不間斷備份時,2ns的電子設備要求,燃料動力電池要把分離在外的氧化劑和還原劑送到電池內幾乎是不可能達成的;


產業化程度:燃料動力電池現在沒有產品制造業;而鋰離子電池針對便攜電子設備的現場電源已經形成了批量制造業。但針對汽車,兩者都沒有形成產品制造業,共同的技術難點在于電化學反應如何適應電機的感性負載大動態需求。


容易被蠱惑的說法:鋰離子電池汽車因為現在已經存在鋰離子電池工業,會比燃料動力電池汽車更容易取代內燃機汽車的歷史地位。道理上的謬誤:產品開發是從客戶需求出發的,沒聽說割草機用的內燃機通過升級改造就能成就汽車內燃機的;相關經驗上的認知:蓄電池汽車,從1900年開始,鋰離子電池已經是第四次浪潮了,好像還是不會成功在這個10年,這是件很難的事情。


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