新能源動(dòng)力電池鋰電池、燃料電池的優(yōu)缺點(diǎn)比較

來源：存能電氣  日期：2019-12-03 09:44  瀏覽量：次

　　新能源動(dòng)力電池鋰電池、燃料電池的優(yōu)缺點(diǎn)比較。新能源電池主要包括鋰電池、燃料電池，燃料電池是發(fā)電裝置，而鋰電池是儲(chǔ)能裝置。鋰電池在手機(jī)、計(jì)算機(jī)等設(shè)備中大量使用。燃料電池則是為了電動(dòng)/混動(dòng)車而誕生。下面存能電氣鋰電池廠家就對(duì)這兩類新能源電池的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行比較。

　　新能源動(dòng)力電池鋰電池、燃料電池的優(yōu)缺點(diǎn)比較

　　目前鋰電池的應(yīng)用最廣泛。根據(jù)材料的不同，鋰電池可分為磷酸鐵鋰電池、鈷酸鋰電池與三元聚合物鋰電池。

　　磷酸鐵鋰電池技術(shù)相對(duì)成熟、安全，但是也存在缺點(diǎn)，即能量密度低，電池一致性問題難以解決，精確性和穩(wěn)定性很難控制，雖然現(xiàn)大多數(shù)電動(dòng)汽車使用的是磷酸鐵鋰電池，但導(dǎo)致電動(dòng)汽車?yán)m(xù)航里程短，難以滿足消費(fèi)者需求；

　　鈷酸鋰電池相比于磷酸鐵鋰電池，雖然能量密度較大，但安全性較低，且成本高；三元電池能量密度高成本更低，但目前技術(shù)不成熟，導(dǎo)致安全性能不能得到保障。

　　燃料電池也是新能源電池發(fā)展的另一大熱點(diǎn)。氫燃料突出的特點(diǎn)就是無污染、效率高、可循環(huán)利用。氫作為一種燃料氣體，燃燒釋放的熱量是汽油發(fā)熱量的3倍，而燃燒的產(chǎn)物是水，完全無污染，因此氫作為燃料被認(rèn)為將會(huì)成為21世紀(jì)最理想的能源。但是燃料電池也存在成本高、氫氣來源有限、存在爆炸等安全隱患等缺點(diǎn)。

　　鋰電池和燃料電池的最大區(qū)別在于兩者的工作本質(zhì)不一樣。鋰電池是一個(gè)儲(chǔ)能裝置，通過可逆的電化學(xué)反應(yīng)實(shí)現(xiàn)電能的存儲(chǔ)和釋放，它必須儲(chǔ)能再放能，完全依賴于外部能量的供應(yīng)。燃料電池?zé)o需儲(chǔ)能，是一個(gè)電能生產(chǎn)裝置，它通過電催化反應(yīng)將燃料中的化學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能釋放出來，工作方式跟內(nèi)燃機(jī)比較類似。換句話說，鋰電池的能源轉(zhuǎn)換為電能到化學(xué)能再到電能，而燃料電池則是直接將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能。

　　鋰電池和燃料電池的優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比

　　①能量密度

　　鋰電池系統(tǒng)屬于封閉系統(tǒng)，由于受制于鋰元素特性，已目前在鋰電池中能量密度最高的三元鋰電池為例，其單體能量密度也僅為1.08MJ/kg。燃料電池系統(tǒng)屬于開放性系統(tǒng)，其能量密度實(shí)質(zhì)上取決于儲(chǔ)氫量，氫氣本身的能量密度為143MJ/Kg，而且目前燃料電池系統(tǒng)能量密度超過350wh/kg，未來隨著儲(chǔ)氫技術(shù)的進(jìn)步，能量密度提升仍有非常大的空間。

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　　鋰電池系統(tǒng)高功率放電與高續(xù)航里程無法兼容，功率密度提升有限。燃料電池系統(tǒng)作為一個(gè)開放動(dòng)力系統(tǒng)，輸出功率提升容易，附加的電池也不會(huì)增加過多重量，豐田Mirai功率密度達(dá)到了2036W/kg。

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　　不管是燃料電池系統(tǒng)還是鋰離子動(dòng)力電池，發(fā)生安全性事故的后果都是極其嚴(yán)重的。但是如果僅僅從系統(tǒng)控制的角度而言，筆者個(gè)人認(rèn)為，燃料電池在安全性影響因素的可控性方面要比鋰離子動(dòng)力電池相對(duì)而言更容易控制。

　?、墉h(huán)境溫度適應(yīng)性

　　當(dāng)前，鋰電池在零度以上的生活環(huán)境中性能不會(huì)受到到影響，但是零度以下出現(xiàn)的問題是其急需解決的難題。鋰電的低溫性能主要取決于溫度對(duì)電極材料的電導(dǎo)、離子擴(kuò)散系數(shù)以及電解液電導(dǎo)率的影響。

　　燃料電池在啟動(dòng)以后，由于電池本身的工作原理會(huì)放熱，即使是在很低的環(huán)境溫度下燃料電池電堆的溫度也會(huì)很快穩(wěn)定在80~90℃的正常工作溫度范圍。

　　隨著燃料電池的不斷發(fā)展，目前行業(yè)內(nèi)已經(jīng)形成了初步的共識(shí)，新能源汽車未來將是以鋰電池作為主動(dòng)力電池的新能源汽車和以燃料電池為主動(dòng)力電池新能源汽車共存的局面。

　　總結(jié)：燃料電池汽車是汽車電池的另一個(gè)重要方向，和鋰電池放在一起比較，燃料電池的優(yōu)缺點(diǎn)都很明顯。但是從長遠(yuǎn)的角度講，燃料電池和鋰電池哪種會(huì)在未來被廣泛使用還未可知。短期來看，鋰電池更適用，而長期來看燃料電池更加可持續(xù)。