燃料电池与锂电池两个电池的全面比较
来源：宝鄂实业
2019-11-10 21:43
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两个电池的全面比较
锂电池作为一种新能源电池，其输入/输出的电能实际上是先将输入的电能储存起来，然后通过输出装置输出电能。
燃料电池相当于传统汽车的内燃机。内燃机烧油，只是能量转换装置，不是储能装置;燃料电池燃烧氢，氢也是一种能量转换装置，而不是能量储存装置。
锂离子电池是一种能量存储装置，所以从技术上讲，燃料电池不是电池，而是发动机。
因此，燃料电池是发电装置，锂电池是储能装置。下表综合比较了两种动力电池的性能、成本、政策支持、资源约束、环保、商业化程度。
能量密度
能量密度是指在给定的空间或质量中存储的能量量。电池的能量密度是电池单位体积或质量释放的电量。
电池的能量密度分为单个电池的能量密度和电池系统的能量密度。电池系统的能量密度低于单个电池。
锂电池系统是一个封闭系统。由于锂元素的特性，以锂电池中能量密度最高的ternaries锂电池为例，其单一能量密度仅为1.08MJ/kg(电池组系统衰减20%)。
未来要想提高锂电池的能量密度，需要依靠全固态电池技术的突破，但其能量密度并不高。
燃料电池系统是一个开放的系统，它的能量密度基本上取决于氢的储存量。氢本身的能量密度为143MJ/Kg，目前燃料电池系统的能量密度超过350wh/ Kg。随着储氢技术的进步，能量密度仍有很大的提升空间。
功率密度
功率密度是电池的最大输出功率与电池系统的质量或体积之比。
如果增加锂电池系统的输出功率，使其能够在高功率下放电，一般的解决方案是增加电池的数量，这也会增加整个电池系统的重量。即使特斯拉采用目前能量密度最好的三元电池，其电池组件重量也接近半吨。
因此，锂电池系统的大功率放电与高续航距离不相容，功率密度的增加受到限制。
燃料电池本质上可以理解为一种以氢为基础的化学发电系统，因此输出功率相对稳定。一般情况下，为了使放电功率最大化，只能增加动力电池系统。例如，镍氢电池配备了丰田Mirai。
燃料电池系统作为一种开放式电源系统，可以很容易的增加输出功率，并且附加的电池不会增加太多的重量。丰田Mirai的功率密度达到2036W/kg。
安全
无论是纯电动锂电池车还是燃料电池车，只要是车，安全都是最重要的指标。
锂电池作为一种封闭的能量系统，在原理上难以与高能量密度和安全性相兼容。如果只追求高能量密度，整个锂电池系统就相当于一颗炸弹。
因此，在目前的主流工艺路线中，能量密度低的磷酸铁锂具有更好的安全性，电池在温度达到500~600℃时才开始分解，基本上不需要太多的保护辅助设备。
Telsa使用的三元电池具有很高的能量密度，但却不能抵抗高温。在250~350℃分解，安全性差。
解决方案是将7000多个电池并联起来，大大降低单个电池泄漏和爆炸的风险。
但是如果你看看特斯拉的事故，不是轻微的碰撞就是静态的情况，但是电池着火了，所以有很多安全问题。
燃料电池的安全性非常好，而且它们在汽车上使用，所以安全性主要来自于氢储存系统。
然而，大量的实验证明，氢并不比汽油和天然气安全。
碳纤维现在被用来在汽车中储存氢，这种材料可以在时速80公里的多角度碰撞测试中幸存下来。
即使一场车祸导致了泄漏，也很难爆炸，因为氢爆炸需要的浓度
