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电池知识

燃料电池技术进展如何了?与传统汽车相比,燃料电池汽车有哪些优点?

来源:宝鄂实业    2019-06-23 21:26    点击量:
与纯电动和混合动力汽车的火热相比,燃料电池汽车一直有些低调。而实际上,近几年来,燃料电池技术已经取得了重大的进展。或许在不久的将来,燃料电池汽车就将异军突起。 

  燃料电池汽车是电动汽车的一种,其电池的能量是通过氢气和氧气的化学作用,而不是经过燃烧,直接变成电能的。燃料电池的化学反应过程不会产生有害产物,因此燃料电池车辆是无污染汽车,燃料电池的能量转换效率比内燃机要高2—3倍,因此从能源的利用和环境保护方面,燃料电池汽车是一种理想的车辆。

  燃料电池汽车的氢燃料能通过几种途径得到。有些车辆直接携带着纯氢燃料,另外 燃料电池汽车发动机一些车辆有可能装有燃料重整器,能将烃类燃料转化为富氢气体。单个的燃料电池必须结合成燃料电池组,以便获得必需的动力,满足车辆使用的要求。

  具体来说,燃料电池汽车的工作原理是,使作为燃料的氢在汽车搭载的燃料电池中,与大气中的氧发生化学反应,从而产生出电能启动电动机,进而驱动汽车。甲醇、天然气和汽油也可以替代氢(从这些物质里间接地提取氢),不过将会产生极度少的二氧化碳和氮氧化物。但总的来说,这类化学反应除了电能就只产生水。 

  与传统汽车相比,燃料电池汽车具有以下优点:零排放或近似零排放;减少了机油泄漏带来的水污染,降低了温室气体的排放; 提高了燃油经济性和发动机燃烧效率;运行平稳、无噪声。
新款凯美瑞2012年美国市场的销售目标为36万辆,而日本国内仅为6000辆。对此,丰田推出的战略是,在日本国内仅销售凯美瑞的混合动力款。丰田汽车产品策划本部米田启一总监说,“与其在强手如林的汽油车领域默默无闻,不如利用混合动力车激活品牌”。不过,凯美瑞将采用的电池为容量较小的镍氢电池。而对于大容量的锂离子电池,丰田认为“目前还没有必要”而放弃。丰田今后的战略是,将混合动力系统推广到其他车型。但不论实现供电功能,还是以低燃效延长续航距离,锂离子电池都公认是首选。 

  其背后原因可能是,丰田锂离子电池的普锐斯旅行车“普锐斯α”部分车型,由于电池产能不足,约1年才能交车。丰田能否在环保车领域维持优势,关键就在于丰田的电池生产体制问题能否尽快解决 .

 目前,国内市场上在售的新能源汽车都是混合动力汽车,混合动力汽车的核心技术即是磷酸铁锂电池。一旦新能源汽车兴起,锂电池及电池材料将有望呈爆发性增长。

  据相关人士了解,在这些领域,电动汽车市场会随着国家未来五年推广20万辆电动汽车规划的落实,带动1万吨—1.6万吨的碳酸锂需求,市场潜力巨大。随着环保部近期出台的对铅酸电池重金属污染的强力整治措施,目前国内60%以上的铅酸电池产能将受到影响,这意味着铅酸电池至少一半的市场空间将会被锂电池替代。

  新能源汽车作为一种方兴未艾的新兴产业,在技术上还有待突破和完善。迫于环境与能源的双重压力,加快发展节能与新能源汽车势在必行。尽管电动汽车市场大规模启动和铅酸电池市场空间替代在短期内难以一蹴而就,但随着未来政策上的持续加码,锂电池需求量将快速上升,从而促进新能源汽车产业发展步入快速上升通道。

  探索真“锂”之路坎坷

  锂电的机会来了,但是技术层面准备好了吗?

  判断锂电自行车成为新机遇的前提之一是锂电技术必须“我有”“我强”,可是,实际情况是磷酸铁锂电池技术遭遇了巨大的国际技术壁垒,这对中国企业威胁极大。

  资料显示,目前国际上在磷酸铁锂电池行业处于领先地位的企业主要有3家,分别是美国的A123公司和威能公司以及加拿大的Phostech公司。他们掌握了相关领域的核心专利技术。

  对于国内企业来说,如果不能突破锂电池专利困境,锂电池行业或将重蹈DVD行业专利被国外垄断的覆辙。更重要的是,这不仅关系到我国磷酸铁锂电池行业的未来发展方向,未来也许将关系到我国电动车(包括电动自行车和电动汽车)的行业命运。

  据专家介绍,在磷酸铁锂电池和材料领域,有两大核心技术专利。其中一个是包敷碳技术专利,另一个是碳热还原技术专利。前者由加拿大Phostech公司拥有独家使用权,并且已经在中国申请专利。后者的专利权由美国威能公司所有,目前尚未在中国申请专利。

  据江苏常熟合众环保能源技术研究所所长沙永康介绍,磷酸铁锂电池目前被认为是最理想的动力电池,其具有放电容量大、价格低廉、无毒无污染、安全性能好、原材料来源广、寿命长等优点。“目前应用于电动工具如电动自行车、电钻及数码产品等产品的磷酸铁锂电池技术已经成熟。但是,由于技术不成熟,将磷酸铁锂电池用于大功率汽车上的产量很少。”沙永康说。

  在论坛上,北京某锂电生产企业的管理人员告诉记者:“我们锂电产品本来定位于电动汽车应用,但是由于技术等客观原因,我们不得不转向电动自行车市场。”