氢电池or锂电池 浅谈电动车电池未来发展

  • 2018年3月6日

不少朋友问到笔者电动车是否是未来汽车发展的方向,很显然从世界汽车发展状况来看,新能源汽车一定是发展方向,但是这个时候往往我会补充一句,电动车是未来发展方向,但是一定是氢燃料电池的电动车,而不是现在大多数电动车采用的锂电池。今天就来聊聊氢电池和锂电池的未来。

福田欧辉

偷换概念的当今电动车

在中国,目前绝大多数消费者买电动车的原因主要两个:一、为了占牌子,因为目前很多大城市对传统汽车实行了限购政策,一个车牌子的价格往往比一辆普通家骄要贵,而对新能源车的车牌往往限制比较少,很容易就得到车牌。二、为了补贴,国家近几年对新能源的车的补贴可谓是“丧心病狂”无论对厂商还是对购车者都拿出了大量的经费进行补贴。

很多人会说电动车环保,这一点笔者并不赞同,第一,电动车在行驶过程中的确环保,这一点毋庸置疑,但是大家有没有想过用电动车提供动力的电池有没有污染?现在绝大多数的电动车都是采用锂电池,就是我们常用的手机电池,这种电池在报废之后会产生非常严重的污染。废旧锂离子电池中的物质进入环境可造成重金属镍、钴污染(包括砷),氟污染,有机物污染,粉尘和酸碱污染。废旧锂离子电池的电解质及其转化产物,如 LiPF6,LiAsF6,LiCF3S03,HF,P201等,溶剂及其分解和水解产物,如 DME,甲醇、甲酸等,都是有毒有害物质。

第二,即使未来通过技术的改进和科学的回收降低了污染,那么请问电动车是不是需要充电?那电是哪来的呢?当然是发电厂,目前我国主要的发电厂还是通过火力发电,占比70%以上。火力发电必然对环节产生影响。而且电动车如果采用快充,所需要的电力资源是非常惊人的。

所以说电动车环保,只是指在形式过程中环保,拿到能源产业链上来说锂电池电动车并不环保,甚至有可能造成比传统汽车更加严重的污染。

氢燃料电池的优势

提到氢燃料电池大家可能比较陌生,但其实氢燃料电池的发展是早于锂电池的,早60年代末通用技术中心就研发了第一辆氢燃料电池汽车(FCV),随后的发展可以说顺风顺水,但之后为什么突然被通用公司搁置?这个话题我们之后在谈,相比锂电池,氢燃料电池的优势有以下几点:一、补充燃料速度快,现在快充充满一辆电动汽车也需要半小时以上,而且快充对电池的使用寿命会产生影响,普通充电基本需要6-8小时左右。而燃料电池车补充燃料基本上和传统汽车加油一样,只是加的是氢燃料。你在加油时甚至不会感觉你开的是一辆新能源车,对驾驶者影响非常小。

二、氢燃料电池的能量损耗较小,很多人发现在东北,开新能源车的人非常少,不是因为东北没有城市限购,而是因为气温,东北一年有长达4个月的低温冬季,夜间室外的最低温度都在零下20度一下,在这种气温条件下,锂电池非常容易流失电量,除非你每次都停在暖库,否则你会发现,你车的电池在充满电后很快就没电了。这个和手机在低温情况下容易瞬间关机是一个道理。这个技术问题一直是无法解决的。但是氢燃料电池就不会存在这种情况。氢燃料电池是使用氢这种化学元素,制造成储存能量的电池。其基本原理是电解水的逆反应,把氢和氧分别供给阳极和阴极,氢通过阳极向外扩散和电解质发生反应后,放出电子通过外部的负载到达阴极。不存在低温电量损失的情况。

氢燃料电池的劣势

说了这么多氢燃料电池的优势,其实目前氢燃料电池也是存在劣势,最核心的劣势就是价格,以日本这个氢燃料电池电动车发展最发达的国家来说,一个加氢站的造价高达4亿日元,如果不是国家财政补贴,那么加氢的成本相较加油的成本要高出三倍以上。这个显然是车主无法承担的。另外一个就是储存和运输燃料,氢元素是非常活跃的元素虽然能量转化率奇高但是一点大量存储发生危险的话破坏力巨大的,所以加氢站一般建在远离人居住的地方,即使在市区也要加装厚厚的隔离墙来放置危险发生,其实说到底最影响氢燃料电池发展的还是其高昂的价格,也就是在行驶过程的生态圈构建需要大量的金钱,氢燃料电池的成本是普通汽油机的100倍,这个价格是市场所难以承受的,相较之下锂电池就便宜的多了。但是随着时代的发展,在最近5年日本已经将生产FCV的成本降低了95%,相信随着量产车数量的曾加,这个成本还会被进一步的降低。

丰田Mirai

 

以上就是作者对于氢燃料电池和锂电池的一些看法,总体来看,氢燃料电池的未来发展趋势是要好与锂电池的,但是锂电池由于造价低,技术壁垒小,容易上手生产的原因,在短期内还是会占据主流的电动车领域。技术在不断发展,相信如果氢燃料电池电动车的行驶生态区成本能降低,一定会取代锂电池成为电动车的主要供能来源。

文: 张钊

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