鉅大鋰電 | 點擊量:0次 | 2020年11月27日
燃料電池和鋰電池在新能源汽車上應(yīng)用對比
焦點1
“2017年是我們中國燃料電池的元年,行業(yè)中這么認(rèn)為,我也認(rèn)同這個意見。”在近日舉辦的第五屆中韓汽車產(chǎn)業(yè)研討會上,中國汽車工程學(xué)會技術(shù)發(fā)展部產(chǎn)業(yè)研究院王菊表示。
焦點2
第十九屆中國國際工業(yè)博覽會7日召開,上證報資訊采訪獲悉,不少車企將燃料電池視為未來發(fā)展的重要方向之一,對其寄予厚望。上汽集團展出的燃料電池新車型只要5分鐘就可將氫罐加滿,能行駛430公里,每公里3毛錢的成本低于燃油車,速度上又比電動汽車更快。
一系列政策出臺,正推動氫燃料電池車市場回暖。10月初正式施行的雙積分新政中,對純電動汽車的補貼已經(jīng)開始明確退坡,而對于氫燃料電池車的補貼則將持續(xù)到2020年,同時,2016年國家發(fā)改委出臺《能源技術(shù)創(chuàng)新行動計劃》,這也是第一次從發(fā)改委的角度出臺促進氫能的政策,其中指出,到2030年左右實現(xiàn)氫能的商業(yè)化。
燃料電池vs鋰電池誰將勝出?
目前替代石油車的主流技術(shù)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(wǎng)系統(tǒng),相比燃料電池整個加氫和供氫的配套網(wǎng)絡(luò)都要從頭建設(shè),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(nèi)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?zé)o疑更能代表歷史發(fā)展的方向,最有望成為下一代的基礎(chǔ)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(fù)雜,整個加氫和供氫的配套網(wǎng)絡(luò)則需要從頭建設(shè)。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(zhì)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(chǎn)成本相對較低,此外其重復(fù)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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燃料電池vs鋰電池安全比較
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(shè)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(jié)合一套復(fù)雜的電池保護設(shè)備。
燃料電池由于原料氫氣易燃易爆,市場普遍擔(dān)心其安全性問題。但如下表的數(shù)據(jù):
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(dǎo)致泄露,由于氫氣爆炸要求濃度高,在爆炸前一般就已經(jīng)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。
以上我們可以得出一個結(jié)論:從更長的歷史周期看,氫能源汽車更容易勝出。國家政策對于燃料電池也處于積極提倡的態(tài)度,就是基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè),我國在這方面的困難仍然難以克服。
電池君想說:牛奶會有的,面包也會有的。引用10年前某教授說的一句話作為結(jié)尾:“燃料電池肯定要火,但是是五年還是五十年,就不好說了”。
真到那時,中國車企又會面臨選E和F的問題了。
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