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鋰電池和燃料電池生死戰 電動車電池將走向何方?

鉅大LARGE  |  點擊量:255次  |  2020年11月27日  

摘要
豐田與特斯拉的合作危機引發看外界對于鋰電池汽車的質疑。因與特斯拉公司的協議期滿,豐田將于今年結束RAV4電動車的生產,特斯拉在與豐田合作的RAV4電動車項目中的生產活動也將于2014年終止。日前,豐田宣布2015年將其開發的燃料電池車正式推向市場,合作密切的豐田與特斯拉終止RAV4電動車項目的原因或在于此。

豐田與特斯拉的合作危機引發看外界對于鋰電池汽車的質疑。因與特斯拉公司的協議期滿,豐田將于今年結束RAV4電動車的生產,特斯拉在與豐田合作的RAV4電動車項目中的生產活動也將于2014年終止。日前,豐田宣布2015年將其開發的燃料電池車正式推向市場,合作密切的豐田與特斯拉終止RAV4電動車項目的原因或在于此。


“合作危機”引出鋰離子電池電動汽車的三大問題


一是間接污染依然不能避免。通過與氫燃料電池車對比,更加凸顯傳統鋰離子電池電動汽車的污染問題。首先,目前鋰離子電池充電的電力來源仍主要依靠火力發電方式,化石能源轉化為電能的過程中會對環境造成污染;其次,鋰離子電池的正負極材料、電解質溶液等物質對于環境和人體健康也有很大影響,美國已將鋰離子電池歸類為一種包括易燃性、浸出毒性、腐蝕性、反應性等有毒有害性的電池。因此,依靠鋰離子電池運行的電動汽車還是會間接產生一定污染。


氫燃料電池車能夠實現真正意義上的零污染。其原理是把氫輸入到燃料電池中,氫原子的電子被質子交換膜阻隔,通過外電路從負極傳導到正極,成為電能驅動電動機,質子卻可以通過質子交換膜與氧化合為純凈的水霧排出。氫燃料電池車的燃料是氫和氧,通過電化學反應,而不是采用燃燒(汽、柴油)或儲能(蓄電池)方式釋放能量,生成物也只有清潔的水,有效降低了一氧化碳、碳氫化合物、氮氧化合物、溫室氣體等能夠對環境造成污染的氣體的排放,實現真正意義的零污染。


二是續航能力普遍不足。續航能力不足是電動汽車的一大缺陷。電動汽車續航能力主要受限于電池的能量密度,目前國內電動汽車主要選用的是磷酸鐵鋰電池,其實際比容量僅達到140mAh/g左右。以進入《北京市示范應用新能源小客車生產企業及產品目錄》的幾款車為例,北汽E150EV的續航里程為130公里,上汽榮威E50為180公里,江淮為200公里,表現最好的比亞迪e6也僅達到300公里,與傳統汽車續航能力相差甚遠。目前代表全球最先進電動汽車的特斯拉MODELS車型其續航能力雖然可達到502公里,但業界對其未來的提升空間并不看好。


氫燃料電池車不存在續航能不足的問題。由于氫燃料電池能夠將化學能直接轉換為電能,不需要經過熱能和機械能(發電機)的中間變換,因此發電效率高,可以達到50%以上。氫燃料電池車行駛里程可輕松達到500-600公里。


三是充電時間長。電動汽車充電時間過長也是影響消費者興趣的重要原因,以比亞迪e6為例,在大功率充電站充滿也要2個小時,使用普通民用交流電充滿則需要38個小時,而傳統車加滿一箱汽油最多不超過5分鐘。氫燃料電池車加注燃料的時間與傳統汽油車相差無幾,加滿燃料僅需3-5分鐘。


表1比亞迪e6的主要充電方式(注:55千瓦時電池充滿后可提供300公里的綜合工況續航里程)


綜上所述,氫燃料電池車具備環保、續航能力強、加注燃料快等優點,能夠解決當前鋰離子電池電動汽車存在的三大問題,是未來電動汽車的重要發展方向。但從目前的實際情況看,因氫燃料電池制造成本居高不下、加氫設施建設難度大等問題,氫燃料電池車距大規模商業化還存在較大差距,傳統鋰離子電池電動汽車依然是當前新能源汽車的主流。


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