燃料电池技术用在汽车上得可行性有多大?
来源:宝鄂实业
2019-03-14 10:52
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从本质上说,燃料电池车和电动车都包含三大核心系统:电池,电机和电控,两者的区别主要在于电池。燃料电池车的电池需要燃料才会运转,而电动车的电池仅仅起到储能的作用。
所以对于燃料电池车来说,除了电池技术本身的瓶颈,还存在燃料的限制(包括燃料品种的选择和燃料补充网络建设两个方面)。而对于电动车,充电技术本身是一个很成熟的技术,电网的铺开也相对容易很多。
现阶段如果基于其他燃料来开发燃料电池,燃料补充网络的缺乏是致命问题,规模化也就无从谈起。那么,能不能使用现有燃料呢?如果开发一种用现有的汽油为燃料,且可以装备到汽车上的燃料电池,那么这项技术的瓶颈将不再存在,燃料电池车也会开始一个大发展,但最终要面临的问题是:
石油是有限的,所以燃料电池技术继续发展下去还是要寻找一种替代石油的燃料(比如氢),然后问题又出现了:上哪儿制造那么多氢气呢...... 无论是开发可以用汽油的燃料电池,还是建设燃料加注网络,其技术难度和建造成本都是难以想象的......
一项技术能不能发明,取决于科研能力,但发明后能不能应用,还取决于经济学原理。燃料电池技术本质上是对能源利用效率的提高,这是对整个世界有极大意义的突破,所以对燃料电池技术不要失去信心,即使在汽车上不能得到马上的应用,也会对其他领域有很大影响的。
研究开发锰酸锂掺杂镍、铝等元素的固溶体类正极材料,以此作为电池的正极材料。目前,已开发出的正极材料有镍钴锰酸锂、镍钴铝酸锂等,并已经在规模化应用。
此外,为解决镍氧化物带来的热稳定性低和安全方面的问题,在正极材料表面进行了纳米涂层处理。
负极材料
目前主要使用碳材料,但同时在积极开发硅合金类负极材料,且已经部分实现应用。
2 NEC-AESC
通过掺杂镍、铝等元素改善锰酸锂材料能量密度低的不足,实际上路线和松下类似。不过,NEC看起来更大胆一些,正在开发比容量高一倍的镍钻合金的材料来取代锰材料。
目前,此新型正极材料的应用,已经解决了电池耐久性的问题。NEC正在积极开发动力锂电池专用的电极材料,目前已实现应用。
3 日立
日立负极材料的开发目前有两种路线:
1.在碳材料的基础上改进;
2.开发硅合金材料与碳材料的混合体SiO-C。
同时,开发弹性极限应力高且加工性能出色的新型铜箔作为电极材料。
隔膜
在隔膜方面,已经开发出耐200℃高温的陶瓷隔膜材料,是在普通的聚烯烃(Polyolefin)制成的多孔膜上涂布板状的无机微粒子,目前该隔膜材料已经实现应用。
东芝主要通过提高正极材料的粒子密度来提高电池的能量密度。为将锰钛电池的性能做到最优,东芝使用了燃点较高的电解液和耐热性能出色的隔膜。
英耐时坚定地走锰酸锂路线,其锂电池技术水平在所有日本企业中处于领先行列。目前,英耐时提供的动力电池的产品数据都不错,但还需经量产检验。
GS汤浅在锰酸锂和磷酸铁锂两条路线上都在积极前进,锰酸锂的主要产品有EH6、LEV50,磷酸铁锂的主要产品有LEV25、LIM40。
索尼在开发磷酸铁锂电池的同时,还在积极开发钴酸锂+锡基合金材料的动力电池。索尼的办法是在钴酸锂材料的粒子表面“进行了0.1~1pm厚的覆膜处理”,正极材料由钴酸钽和三元材料混合而成,同时采用陶瓷隔膜提高安全性。