详解燃料电池和锂电池在新能源汽车上的应用对比
来源：宝鄂实业
2019-06-25 16:32
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目前替代石油车的主流技术路线就是锂电池和燃料电池。燃料电池最大优势就是能量密度高，是锂电池的120倍。但锂电池起步早，商业化程度更高，整车成本也更低，且充电可以利用现有的电网系统，相比燃料电池整个加氢和供氢的配套网络都要从头建设，成本也要更低。因此这两者的竞争核心就是能量密度vs成本的竞争。
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燃料电池vs锂电池性能比较
虽然各国都在大力推广电动车，但其占比依然很低。其根源就在于电动车违反了能量密度提升这一变革逻辑。哪怕是最新一代的锂电池车，其能量密度极值也只有汽油的1/40。
而燃料电池的出现却彻底改变了这一现状。其能量密度是汽油的3倍，电动机的做功效率还是内燃机的2倍，实际密度是汽油的6倍，优势明显。
似乎从这个角度看，采用氢能源的燃料电池无疑更能代表历史发展的方向，最有望成为下一代的基础能源。
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燃料电池vs锂电池成本比较
燃料电池发展的主要障碍就是成本高、制氢过程复杂，整个加氢和供氢的配套网络则需要从头建设。氢气通过电解或蒸汽重组的方法得到。不过这两种方法成本颇高，制造同样质量的天然气所需的成本为制氢的1/2甚至1/3。
锂离子电池生产成本相对较低，此外其重复充电利用非常方便，相比其他可携带能源，其具有更高的成本效益。
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锂电池作为封闭的能量体系，从原理上高能量密度和安全性就很难兼容，否则就等同于炸弹。因此现在主流工艺路线中，能量密度低的磷酸铁锂安全性却较好，电池温度达到500-600度时才开始分解，基本不需要太多的保护辅助设备。而Telsa采用的三元电池，虽然能量密度高，但不耐高温，250-350度就会分解，安全性差。其解决方法是并联了超过7000节电池，以此降低单个电池漏液，爆炸带来的危险，即使如此也还需要结合一套复杂的电池保护设备。
相比汽油蒸汽和天然气这两种常见的车用可燃气体，氢气的安全性并不差，甚至还略好。而且现在车用储氢装置都采用碳纤维材料，在80KM/h速度多角度碰撞测试中都可以做到毫发无损。
即使车祸导致泄露，由于氢气爆炸要求浓度高，在爆炸前一般就已经开始燃烧，反而很难爆炸。而且氢气重量轻，溢出系统的氢气着火后会迅速向上升起，反而一定程度上保护了车身和乘客。而汽油为液态，锂电池为固态，很难在大气中上升，燃烧都在车舱底部，整车会迅速着火报废。
