鉅大LARGE | 點擊量：269次 | 2023年05月31日
鋰電池和氫燃料動力電池：單刀突進還是雙輪并行
誰是新能源汽車的動力之王？正當對環境污染嚴重的鉛酸電池已經沒落到綠色的新能源鋰電興盛之時，氫燃料動力電池又單刀突進進入了市場的舞臺。在鋰動電池與氫燃料電池之間，誰勝誰負，誰將最后成為市場之王？或者說我國新能源汽車的動力之源從哪里來？可謂是眾說紛紜，莫衷一是。
筆者明白，新能源汽車是國家層面培育的戰略性新興產業，是面向未來大力發展的重大項目之一。多年來，為了鼓勵大家使用清潔型、節能型的新能源汽車，國家可謂是既出政策又給補貼，在國內創造出了一個繁榮的新能源汽車市場。據中國汽車工業協會的數據顯示，2018年我國新能源汽車產銷量繼續保持全球第一，全年產銷分別為127萬輛和125.6萬輛，當年全球新能源汽車總銷量突破550萬輛，其中我國占比超過53%。這樣的產量，這樣的比率，使中國成了世界新能源汽車發展的風向標的領軍者。
一環起，眾環興。新能源汽車產銷的火爆帶動了動力電池市場的快速發展，用一句廣告語概括，那就是：電池好，車才好！可以說作為汽車的核心部件，在影響電動汽車性能的要素中，電池占有非常大的比重。一塊好的電池，既能減輕整車重量，增加續航能力，還能夠使車輛的行駛性能、安全性能以及使用便利性得到很大的提升。因此新能源汽車怎么選，動力電池是關鍵。從多年來電動汽車的動力電池的發展實踐中，歷經鉛酸蓄電池、鎳氫電池到現在的鋁空氣電池、磷酸鐵鋰電池、三元鋰電池，甚至董明珠跨界造車所使用的鈦酸鋰，據說鈦酸鋰電池的優點是充電速度快，只需5分鐘即可滿，而且充放電幾乎不受溫度的影響，使用壽命可達30年。
大浪淘沙般的競爭之后，在目前的動力電池系列中，鋰電池是現階段技術較為成熟、性能較為穩定、應用最為廣泛的，目前新能源汽車包括美國的特斯拉，都是使用鋰電池做動力。其中的三元鋰動力電池更是為行業所推崇，據悉在同體積重量下，三元鋰電池相比磷酸鐵鋰電池的容量更大，能量密度高，相對壽命也更長。并且隨著電池組效能的提高，鋰離子動力電池越做越輕巧，發展前景較為明朗。
不過在電動汽車大行其道的同時，一直默默無聞的、以氫燃料為動力的氫動力新能源汽車閃亮登場。特別是去年2月15日，曾任科技部部長的萬鋼在《人民日報》發表的《促進新能源汽車產業健康發展》文章，更如一個重磅炸彈，使新能源汽車向何處去的問題引起業界的爭鳴，大家或贊同支持或提出反對意見，于是乎，氫燃料電池成為眾人議論的焦點
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
按照萬鋼的觀點，“純電動汽車的短板是續駛里程和充電時間，尚不能滿足量大面廣的遠程公交、雙班出租、城市物流、長途運輸等市場需求。為此，應及時把產業化重點向燃料電池汽車拓展。”萬鋼認為燃料電池產業化已經有基礎，給出的主要理由是：一是中國燃料電池汽車經過多年研發積累，已形成自主特色的電—電混合技術優勢，并經歷規模示范運行；二是中國氫能來源廣泛；三是上汽、濰柴、福田、長城等骨干企業已經啟動燃料電池商業化。因此他建議，要結合各地資源稟賦，開展氫燃料電池的區域商業化示范運營，加快產業化進程，實現新能源汽車產品型譜電動化、智能化全覆蓋。
眾所周知，我們國家在發展新能源汽車上，走的是鋰電優先的道路，日本直接發展的是氫燃料電池汽車，不過我國并沒有忘記氫能源電池的布局。根據我國2016年發布的“節能與新能源汽車技術路線圖”，2020年、2025年、2030年，中國燃料電池汽車的規模要分別達到5000輛、5萬輛以及100萬輛。并且在電動汽車補貼不斷退坡的同時，燃料電池汽車補貼標準不變，多家央企在內諸多企業和資本涌入了氫燃料電池汽車這片藍海。
國家在政策層面對氫能源燃料汽車給予了大力支持的同時，地方政府更是看上了這塊沒有開發的“處女地”，也都紛紛進入。2017年9月上海率先從地方政府層面發布了《上海市燃料電池汽車發展規劃》，計劃到2020年，氫燃料電池產業鏈在上海能夠創造150億元的產值，加氫站建成5-10個，建成兩個乘用車示范區域，運行規模超過3000輛，到2025年產值達1000億元，乘用車銷售達2萬輛。隨后，包括蘇州、西安、廣州、武漢、佛山等地也陸續發布了氫燃料電池產業發展規劃，在去年的國際客運交通裝備與技術展覽會上，氫燃料電池大客車業已首次亮相天津。
對于氫燃料電池，外行看的是熱鬧，業界看的是門道。新能源領域的電池專家、河南鋰動電源公司總經理楊濤認為，氫燃料電池盡管國家有政策扶持，不少企業有投入，但大多是說的多，做的少，與鋰動力電池的突飛猛進相比，氫燃料電池的發展還在起步階段，去年僅為國內全部新能源車千分之一的1619輛氫燃料電池汽車的產量就是明證。
究其原因，楊濤的觀點是：
一是在氫燃料電池領域，關鍵技術和核心零部件目前大多是跨國企業占據，氫燃料電池發動機核心零部件的電堆及催化劑、膜、氣體擴散層等，幾乎處于外資技術壟斷局面，我們很難有新的突破，可以說我國的氫燃料電池汽車產業只是打通了技術鏈，但產業鏈基本未形成，核心產品多依賴國外。
二是氫原料的制備問題，目前制氫主要有水電解制氫和石化、煤氣制氫三個路徑，其中水電解制氫用電成本高，是最不經濟、成本最高的路徑，而煤氣、天然氣重整制氫因損耗大量資源，致使此路徑不可持續。另外該路徑還不能解決能源和環境的根本矛盾，制氫過程中碳排放量高，對環境不友好。
三是盡管國內可以通過以上三個路徑生產氫氣化燃料，但氫燃料汽車推廣仍面臨技術、成本以及商業模式瓶頸及運輸存儲的安全風險。還需要說明的是，氫燃料電池盡管有其駕駛里程長、充氣時間短的優勢存在，但面對中國復雜的路況和駕駛水平的各異，十分活躍的氫氣體的控制恐怕要比鋰電要困難的多。此外日韓以及歐美多個國家研究至今都仍未付諸大規模實施，我們若貿然先行風險很大。
楊濤還認為，面對在國內已經鋪開且成熟的鋰動電池市場，氫燃料電池市場要想分一杯羹，或者說替代鋰電，成為新能源汽車的動力之源，需要很長的路要走，既要突破外國專利的“圍剿”和壓制，其制造出的汽車價位更要比使用油氣經濟，這樣才會使氫能源汽車進入尋常百姓家中。更何況鋰動力電池技術更新正在加速，駕駛里程和充電容量正在進一步加大，如高鎳三元鋰電材料已經可以讓電動車續航里程增加到500公里以上，特斯拉高配版甚至到了700公里，這也說明鋰動新能源的技術進步也很快。
今年1月16日工信部發布了《中華人民共和國工業和信息化部公告(2019年第5號)》，將《鋰離子電池行業規范條件(2018年本)》和《鋰離子電池行業規范公告管理暫行辦法(2018年本)》予以公告并征求意見。同時在今年年初全國科技大會上，由上海交通大學化學化工學院馬紫峰教授團隊與比亞迪等單位合作完成的“磷酸鐵鋰動力電池制造及其應用過程關鍵技術”榮獲2018年國家科技進步二等獎。從國家的政策到獎勵，都說明了國家對發展鋰電池的肯定。但氫能被譽為21世紀最具發展前景的二次能源，日本、歐洲、美國等在內的國家現在已經把氫能燃料電池作為一個非常重要的方向，并且制定了非常詳細的氫能產業發展路線圖。我們國家也沒有閑著，國家四部委在2018年2月就已經發布關于調整新能源汽車推廣應用財政補貼政策的通知等方面，也明確指出燃料電池汽車是重點發展方向。并且數據顯示，截至2018年底，已經有41家中國整車企業開始研發氫燃料電池汽車，運營及在建的加氫站分別有19座和45座，僅2018年氫燃料電池產業相關投資及規劃資金就超過850億元。
因此按照專家的觀點，筆者認為，未來新能源汽車的動力之源，不是誰替代誰的你死我活的絕對的替代，可能是一個兩強相存、齊頭并進的雙輪前進的時代。無論鋰電或者氫燃料電池，兩者在制造和使用過程中既有優勢又各有缺陷，偏向一方而損毀一方都不是正確的、科學的態度。一旦鋰電池與氫燃料電池結合，在不同的行業使用不同類型的新能源電池，可以使國內的新能源汽車布局更加合理完善，鋰電及氫燃料汽車的發展才會又穩又快。
上一篇：鈦酸鋰電池技術未來發展前景
下一篇：鹽"也能做超級電池
