鉅大LARGE | 點擊量：603次 | 2022年03月31日
氫燃料動力鋰離子電池要想商業化，首先要處理這三大難題
業內共識，氫能將在將來我國乃至全世界的能源及交通運輸范疇扮演至關緊要的角色。我國工程院院士干勇稱，我國市場巨大，氫能源技術前景廣闊，預計在2050年將率先進入氫能源時代。而說到氫能的利用，就不能不提到其典型代表——氫燃料動力鋰電池。
這么近，那么遠！
在六月二十八日召開的氫能產業創新發展論壇上，我國電動汽車百人會理事長陳清泰稱，2017年全國氫燃料動力鋰電池商用車的產量達到了1226輛，氫燃料動力鋰電池車開始進入試運行階段。“但是，從試運行向產業化轉型是一個十分艱難的過程，一些發達國家和跨國公司對此已經做了長期的努力，有的半途退出了，我國公司對此要有充足的準備。”
阻擋我國氫燃料動力鋰電池車產業化轉型的首要因素無疑是孱弱的核心技術。燃料動力鋰電池系統是燃料動力鋰電池車的核心，一般由電池堆、燃料解決器、空氣壓縮機等組成。全國政協副主席、我國科協主席萬鋼表示，雖然早在本世紀初我國就在氫燃料動力鋰電池方面的研究做了一系列部署，但是在一些關鍵技術問題上目前并沒有取得顯著的進展，而且與國際水平差距分明。
“燃料動力鋰電池用催化劑、質子交換膜等關鍵材料的開發，多停留于試驗室和樣品階段。”萬鋼舉例說，氫能燃料動力鋰電池產業鏈薄弱，整車公司也沒形成穩定的零部件供應體系。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
目前氫燃料動力鋰電池的發展階段與十年前鋰動力鋰離子電池的發展階段基本相近，任重而道遠。隨著各方面的重視和投入，氫燃料動力鋰電池技術、性能將在將來幾年有望取得重大沖破。有關我國而言，目前最要的，是把精力和耐心放在燃料動力鋰電池的技術研發上。正如一位專家所說，“我們還很落后，應當回到試驗室里持續研究，在關鍵問題沒處理好之前，別喊什么商業化。”氫燃料動力鋰電池雖然看起來已經離我們很近了，但要真正商業化其實還有相當一段路要走。
商業化先過三道關
燃油車、純電動與油電混合動力、燃料動力鋰電池車被稱為是汽車產業實現清潔能源的三步曲。眼下動力鋰離子電池業在獲得難得發展機遇時，燃料動力鋰電池業也迎來快速發展期。不過，由于種種制約，不少業內人士表示，國內燃料動力鋰電池產業還處于商業化導入期，距離大規模使用還有相當長的一段距離。
面向將來，電池我國網認為氫燃料動力鋰電池產業想要在眾多技術路線較量中爭得一席之地，非得在技術上、成本上取得優點，在商業模式上走得通。其商業化非得要過三道關：
第一個是技術關
在技術方面，國內燃料動力鋰電池技術水平與國際先進水平仍存在較大差距。特別是質子交換膜、雙極板、高壓氣瓶等核心部件，從目前領先和追趕的公司指標上就能看出來差距。比如電堆功率密度，國內產品大概在2kW／L左右，據悉國際先進水平已經達到了3kW／L左右；催化劑效率方面，國內每千瓦的鉑用量大概0．3克，而國際的先進水平已經達到了0．06克以下；膜電極耐久性方面，國內動態工況實測壽命大概在3000小時左右，而據了解國外已經達到了9000小時……
第二個是成本關
有關燃料動力鋰電池技術，目前最大的問題是要從能源供給轉換的全局考慮，倘若沒有實現從化石能源往氫能的整體轉換，并在較大地域范圍傾覆，就沒方法進行大規模商業化使用。有關整車公司而言，市場規模就比較有限，要較大的量才能有效降低成本。
據北汽集團總經理張夕勇解析，目前從材料購置成本角度來看，國內商用車的電堆價格在每千瓦1．5萬塊錢左右，一個30千瓦的電堆價格在50萬元左右，已經占到了整車價格的一半以上。而按目前1．2元一度電來算，同樣性能的純電動汽車動力鋰離子電池的價格僅是其30％左右。“從將來發展來看，倘若要過成本關，非得通過技術升級和張大規模，大幅度降低電堆價格至每千瓦500元以下。”張夕勇說道。
第三個是場景關
勾勒出氫燃料動力鋰電池汽車使用的場景，才能為氫燃料動力鋰電池產業的發展指明方向。針對純電動汽車與氫燃料動力鋰電池汽車的成本優點，我國科學院院士、我國電動汽車百人會執行副理事長歐陽明高表示，續航里程在500公里以內，氫燃料動力鋰電池轎車沒有成本優點；續航里程在100公里以上，氫燃料動力鋰電池商用車就具備成本優點。因此，鋰離子電池系統更適合替代汽油機，氫燃料動力鋰電池系統更適合替代柴油機。
在目前發展較好的商用車方面，萬鋼認為，從中遠期來看，中型和重載貨車是氫燃料動力鋰電池產業的一個發展方向。“中型和重載貨車的行駛里程長，環保要求高，想要處理這些問題，很好的方法就是燃料動力鋰電池汽車。今天電動汽車的短板，完全可以用燃料動力鋰電池汽車和氫能源來補足。”萬鋼說道。而干勇預計，到2050年將會有超過50％的重型卡車用氫燃料動力鋰電池作為動力。
加拿大巴拉德動力系統公司總裁麥凱文也認為，包括商用卡車、大巴、有軌電車和海洋運輸這四種重型運輸市場是氫燃料動力鋰電池非常好的使用場景。在他看來，“實際上這些場景可以實現聚集化加氫，所以不要這么多的加氫站。”
綜合以上三道關，要想目前燃料動力鋰電池商業化為時尚早，還面對著許多制約因素。隨著將來幾年國內氫燃料動力鋰電池關鍵技術難題的破解和系統成本的大幅度下降，氫燃料動力鋰電池汽車有望在部分地區和使用場景中迅速新增。而從長期來看，完善的產業鏈、更多公司主導和參與、行業標準及法規的建立、國際開放合作等將影響氫燃料動力鋰電池在商業化道路上的進程。
