鉅大LARGE | 點擊量：367次 | 2022年09月02日
看上去很美 燃料動力鋰電池汽車為什么叫好不叫座？
目前，新能源汽車技術重要集中在兩個方向：首先是鋰離子電池汽車，比如人人熟知的汽車界的高帥富代表TSLA；其次是燃料動力電池汽車，如前幾年韓國現(xiàn)代造出了全球首款量產版氫燃料電動汽車ix35FCV。
作為全球電動汽車研發(fā)和產業(yè)化領頭人，日本新能源車企在電動汽車技術路線上和我國并不一致，他們的主流方向在燃料動力電池方面。在2014年十二月，豐田正式推出全燃料動力電池電動汽車Mirai；本田也將在今年推出新一代燃料動力電池汽車FCVClarity。
關于鋰離子電池汽車和燃料動力電池汽車的路線之爭由來已久，那么鋰離子電池和燃料動力電池到底哪種動力系統(tǒng)更加合適未來的電動汽車行業(yè)？他們各自的優(yōu)劣勢在哪里？
燃料動力電池VS鋰離子電池
（一）安全性能的較量
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%
在能量密度、循環(huán)壽命、安全性能等這些技術指標中，最核心的要素是安全性。然而今年以來，鋰離子電池汽車燃燒爆炸，鋰離子電池廠起火事件不斷。業(yè)內人士表示，鋰離子電池汽車在生產和使用的過程中，安全性的問題已日漸凸顯。
據(jù)了解，目前加強鋰離子動力鋰電池安全性重要通過熱控制技術（pTC電極）、正負極表面陶瓷涂層、過充保護添加劑、采用電壓敏感隔膜以及阻燃性電解液等方式，來改善鋰電的安全性。
嚴格意義上說，這些措施都不可能從根本上解決鋰離子動力鋰電池的安全性問題，從目前情況來看鋰離子動力鋰電池在安全性問題上還沒有妥善解決。上海攀業(yè)氫能源科技有限公司總經理董輝坦言，就算是非常優(yōu)秀的BMS也不能完全解決鋰離子動力鋰電池安全性問題。
相關于鋰離子電池，燃料動力電池的安全性則明顯較高。據(jù)國外的綜合測試結果表明，即使是在工作狀態(tài)下對燃料動力電池堆進行穿刺短路，也不會引起電堆火災和爆炸發(fā)生，這重要是因為電堆內部氫氣的量并不大，而且氫氣閥門可以迅速被切斷。
所以，燃料動力電池汽車只有在遭受重大交通事故或者應力疲勞導致儲氫瓶破損氫氣泄漏的情況下，才有可能引發(fā)諸如爆炸這樣的重大安全問題。
氫氣泄露積累到爆炸下限濃度要將近10秒的時間，在氫氣傳感器的警報下乘客有一定的逃離時間。加上氫氣的特點是非常輕，泄漏之后迅速上升，在通風良好的環(huán)境下很難發(fā)生爆炸。董輝解釋道，氫氣灌在使用之前都是要進行火燒、槍擊等試驗，合格之后才能使用，相關于鋰離子電池汽車，燃料電動汽車在安全性能上更勝一籌。
（二）能量密度的較量
眾所周知，當前新能源汽車大規(guī)模產業(yè)化所面對的第一大障礙，就是續(xù)航里程。續(xù)航里程是由動力鋰電池系統(tǒng)所能夠釋放出來的電能決定的，近期政府提出一個硬性指標，就是到2020年，在滿足安全性及其它技術指標前提下，鋰離子電池能量密度需達到350Wh/Kg。
據(jù)獲悉，要想使鋰離子電池成為真正的高能量密度電池僅有兩條道路：提高電池工作電壓或者提高正負極材料的比容量。要想在能量密度上突飛猛進，鋰離子電池的下一個突破點，可能在于做全固態(tài)鋰離子電池。
而針對燃料動力電池能量密度，董輝表示，燃料動力電池是一種將存在于燃料和氧化劑中的化學能直接轉化為電能的發(fā)電裝置。燃料和空氣分別送進燃料動力電池，電就被生產出來。從外表上看有正負極和電解質等，像一個蓄電池，但實質上它不能‘儲電’而是一個‘發(fā)電廠’。
由此可見，燃料動力電池的能量密度并不取決于燃料動力電池電堆本身，而取決于其攜帶的氫氣重量。而關于一個功率一定的燃料動力電池系統(tǒng)，其能量密度實際上是由儲氫系統(tǒng)的儲氫質量/體積百分比決定的。同等條件下，想要提高FC-EV續(xù)航里程必須采用更高效率的儲氫系統(tǒng)。
TSLA電池能量密度是170Wh/Kg，目前鋰離子可以做到220Wh/Kg左右，CATL稱將會推出能量密度為300Wh/Kg的鋰離子電池。而燃料動力電池可以很輕松達到600Wh/Kg，并且今后有望突破1000Wh/Kg。易津資本投資經理周道武提道。
（三）鋰離子電池倍率和燃料快充問題
關于鋰離子電池汽車而言，充電時間長成為阻礙其推廣的重要因素之一，因此快充技術也成為眾多鋰離子電池廠研究的重要方向。TSLA85千瓦時電池使用超級充電站40分鐘可充80%，保時捷也開發(fā)出800V快速充電技術，在15分鐘內將MissionE電池充到80%。
快充固然很受用，但也引來弊端。董輝表示，充電時間大大縮減，也在不斷地挑戰(zhàn)著電池材料和電池設計的物理極限，甚至是威脅著電池的壽命。
除了快充之外，換電模式也是不錯的選擇，但將動力鋰電池設計成可插拔式會帶來整車結構強度問題以及電氣絕緣方面的難題，當然還有尚未統(tǒng)一的電池標準。
在鋰離子電池在排除萬難解決充電問題的時候，燃料動力電池卻可以輕輕松松的加注氫氣。幾乎所有的燃料電動汽車都可以實現(xiàn)在三分鐘之內加滿氫氣，這關于鋰離子電動汽車來說是可望而不可即的事情。
值得一提的是，得益于獨特的開放式工作原理，燃料動力電池可同時兼?zhèn)涓吣芰亢透吖β实奶匦裕@正是當下汽車對動力系統(tǒng)的最基本技術要求。
燃料動力電池發(fā)展為何受阻
從當前的國內市場發(fā)展來看，鋰離子電池汽車的發(fā)展已經成為一個體系，而燃料電動汽車僅停留在研發(fā)階段，產業(yè)方面幾乎一片空白。而最重要的原因是，鋰離子電池汽車相關于燃料電動汽車來說，其最大的優(yōu)勢就是成本低，不論是科研成本還是汽車造價成本都更具有優(yōu)勢。
在實地測量燃料電動汽車的經濟性時，計算得出每跑1KM要花費0.6元左右；而鋰離子電池汽車只需不到0.1元。相差如此懸殊，消費者自然會選擇低成本的鋰離子電池汽車作為出行工具。
在造車方面，2013年韓國現(xiàn)代下線的全球首款量產版氫燃料電動汽車ix35FCV，其最初售價高達85.5萬人民幣，這個價格可以買一輛非常牛逼的TSLA了，一般平民百姓如何消費的起？再比較一下國內的比亞迪電動汽車大多在20幾萬之間，鋰離子電池汽車的價格優(yōu)勢可見一斑。
為何燃料電動汽車會貴到令人發(fā)指的地步？據(jù)周道武介紹，燃料動力電池昂貴重要有三個原因：①使用碳載鉑催化劑，②隔膜被國外一兩家隔膜公司壟斷，③極板等小批量制作成本高。要想解決燃料電動汽車造價問題，首先得找到替代鉑金屬的材料，或者最大限度地降低鉑金屬使用量，從而降低成本。
目前來看，燃料動力電池技術已經基本成熟，阻礙其大規(guī)模應用的重要原因是成本高和配套基礎設施建設不完善。周道武表示，一個普通的燃料電動汽車充電站所需成本在100-200萬美元之間，而鋰離子電池汽車充電站僅需10萬美元。
據(jù)不完全統(tǒng)計，目前全球有超過200座加氫站投入實際使用，還有百余座正在籌建，這些加氫站大部分位于日本、德國和美國加州。我國僅在北京和上海各有一座示范加氫站。
燃料動力電池只有大規(guī)模應用才會進一步降低成本，形成一個良性循環(huán)。燃料動力電池的推動涉及很多方面，制氫（提純）、儲氫、運輸、加氫站等，這個過程比鋰離子電池汽車復雜，并且要的資金也更多。董輝表示，政府的推動用途非常重要，國外燃料動力電池汽車的成功應用也將會給國內資本和政府決策很好的引導用途。
氫氣供應網(wǎng)絡和燃料動力電池的大規(guī)模應用是相輔相成的，產業(yè)鏈的各方面都相互牽制相互促進。如工業(yè)廢氫將是很好的氫氣來源，但公司花錢提純后使用端沒打通，不能形成一個有價值的閉環(huán)，公司只能選擇將廢氫直接排放。周道武認為，大規(guī)模資本流入才能撬動這樣大的一個產業(yè)。而在此之前，基礎研究仍是非常重要的事情，開發(fā)低成本的催化劑、新型儲氫材料等都會在一定程度加速氫燃料動力電池的進程。
