锂电池好还是燃料电池好,谁会最终成为新能源汽车的动力?

红尘乐悠悠


锂空气电池,可能的终极方案。

电动汽车以其结构简单,动力充沛,节能环保(有争议)被各汽车企业追捧,但里程焦虑问题,充电问题,电池后处理问题是目前绝对无法回避的问题。

那电动汽车的电池问题,出路在何方呢?根据国家相关部门提供的信息,锂空气电池可能是终极方案,当然氢燃料电池是另外一个路径,完全不同于锂空气电池。

目前电动汽车电池的能量密度方面,特斯拉的最高,在170瓦每公斤,什么概念呢?粗略估算,电池能量密度必须达到300瓦每公斤后,按照每辆车30~40度电能存储能力,电车的车重基本相当于燃油车。但30~40度电的行驶里程远远不及燃油车的行驶里程。

预计2025~2030年左右,锂空气电池技术基本能达到产业化水平,能量密度在700瓦每公斤。这样和燃油车同样的车重,行驶里程相当。什么是锂空气电池呢?锂空气电池是一种用锂作负极,以空气中的氧气作为正极反应物的电池。锂空气电池比锂离子电池具有更高的能量密度,因为其阴极(以多孔碳为主)很轻,且氧气从环境中获取而不用保存在电池里。

放电过程:负极的锂释放电子后成为锂阳离子(Li+),Li+穿过电解质材料,在正极与氧气、以及从外电路流过来的电子结合生成氧化锂(Li2O)或者过氧化锂(Li2O2),并留在正极。锂空气电池的开路电压为2.91 V。

很遗憾,这个技术又是日本领先,我们国家在国家自然科学基金委、科技部和中科院等的大力支持下,中国科学院长春应化所也在全力研发。小编倒是愿意等到2025,买一台可以行驶800公里,车重在2吨以下的电动汽车。






汽车江湖菜


看好锂电池,锂电池对电能转化率高,同时不需要新建任何的化工厂,或者专门的电解工厂,只要在现有框架下发展。

燃料电池车,其实德国人早在80年代末就做出样车,并上路行驶了,而丰田只是一个后入者,唯一贡献就做出复合材料的气罐,其他的结构和80年代的设计差不多,只是我们有了更好的动力电池。燃料电池车还有一个问题就是他本身是一个增程式电动车,动力来源于动力电池(不是燃料电池),丰田设计时候还保留了充电口。这样问题又回到原点,为什么不能直接用锂电池?很多人会说续航里程,其实燃料电池车不可能仅仅增加气罐开增加续航里程的,因为车上能够比较安全的位置即现在汽车油箱的位置,空间就这么点,也无法扩大。其他地方不是已经安装设备,就是不安全。

最后就是安全问题,现在作为动力气体的CNG爆炸事件非常多,完成了非常多的伤亡,而CNG压力只有氢气罐的1/4,对于压力更高的氢气罐,使用率更高之后产生的事故是非常多的。同时所有压力容器必须2年一检。

一下是cng爆炸事故的例举

成都一出租车在加气站爆炸的哥当场死亡(2004.7.10),

石家庄一加气出租车路上突然“爆炸” (2006-01-04 ),

成都一出租车发生自燃气罐爆炸(2006-01-18 ),

兰州一出租车在加气站内爆炸司机受伤(2007.1.15),

汕头出租车爆炸3 人被烧死无逃生迹象(2007 年06 月12 日),

成都两辆公交车自燃一名司机严重烧伤(2007 年08 月05 日),.

山东东营加气站CNG 气瓶爆炸事故 3 死2 伤( 2007 年10 月16 日),

国内首次 CNG 钢制内胆缠绕气瓶的爆炸(2007 年11 月1 日),.

昌吉市发生一起CNG 气瓶爆炸事故 2 死1 伤(2008 年3 月15 日),

南充出租车加气途中爆炸(2008 年9 月16 日),

这个只是小部分事故,就让人触目惊心,如果是压力更高,更容易爆炸燃烧的氢气罐?

日本人已经下车,开始大力发展充电桩,丰田已经准备推出大量纯电动车了。



rokel


三元锂电池是小型乘用新能源汽车使用的动力电池,使用锂电池的车肯定是要用电才能驱动的,否则只是一个空壳。这类车使用的电则来自火电、风电、水电、光伏、核能等等模式发电带来的电能。

燃料电池的概念则不同,所谓燃料电池特指【化学发电器】本身是不储能的,所以这类汽车首先要有这台化学发电器,其次仍要有储能电池。大力推行燃料电池的日系车一般用镍氢储能电池,但这种电池记忆效应严重成本也较高已经是很落后的电池,所以近期的一些日系燃料电池汽车也改用三元锂电池作为储能电池,那么这种结构的如何获得电能呢?

燃料电池汽车的电能来自化学反应,这类车还有若干储氢罐,车辆的能源来自以燃料电池(化学发电器)通过与液态氢的化学反应获得电能,之后将电能充入锂电池组,再由电能供应电机驱动车辆行驶。


看明白之后这两类车的本质区别就很简单了,锂电池汽车的电来自各种类型的发电站,而燃料电池汽车的电来自车辆本身。一个依靠外力、一个依靠自给自足,谁更环保、更符合新能源汽车定位?

如果这样简单的理解可能傻子都会绝对燃料电池汽车更环保,但要搞清楚这种汽车想要通过【化学反应发电】的前提是必须有【氢】,氢能不是可以自然获取的能源,获取氢能再用氢能驱动汽车,这是个巨大的浪费。

制氢的方式有:电解水制氢、石油热裂合成气、天然气制氢、水煤气法制氢,这几种方式里除了电解水看似环保,其他三种用作制氢的能源貌似可以直接做燃料使用,所以没有必要用这些能源制造氢再去驱动汽车,一定要这样做的话那是喜欢脱裤子放屁。

而电解水获得一公斤氢气理论值需要39.7度电,实际算上转化损耗需要接近60度电,之后把制造好的氢用在燃料电池汽车上通过化学法电器转化还会有一次损耗。这个问题看明白之后再看真实续航能力,有本田的Clarity这台车为例,储氢罐的容量为5KG高压氢气,获得这五公斤的氢实际需要消耗300度左右的电能,这样就很好判断哪种类型的车更有意义了:

以300度电的消耗可以驱动这台氢燃料电池汽车跑出600公里的里程

把这300度电给一台锂电池汽车使用,纯电续航工况法计算在400公里的汽车电池容量在60度左右,简单的算术:300÷60=5、5X400=2000(公里)

获得能让氢燃料电池行驶600公里的氢需要消耗可以让锂电池汽车行驶2000公里电,如果实力没有问题的话很容易判断谁更有价值。至于某些群体叫嚣在风电光伏电站附近建设制氢站消耗浪费的电能,建设一个制氢站动辄数亿,而作为储能电池最完美类型的磷酸铁锂电池1300/kwh而且没有污染,算一算成本考虑一下为什么要建站吧。


氢+燃料电池+三元锂电池是所谓燃料电池的完整形态,所以假设锂电池污染严重燃料电池汽车也一模一样。

日本人推行这种汽车原因是在白金点火时代日本企业为了垄断市场把控全球发动机行业命脉囤积了全球储量超过7成的铂金,但在囤积之后白金点火时代完结进入电喷时代,日本人的狼子野心没有得逞,不过铂还可以通过制氢消耗,所以日本企业预计再一次愚弄全球,是否选择被戏耍自己判断吧。

(注:液态氢的能量密度是同体积TNT炸药的55倍,5KG的高压氢气等于多少可以自行计算,这种车应该在日本本土做严格碰撞测试之后再考虑是否上市)



天和Auto


现在不过是一些试图阻拦中国电动车市场发展的外国势力,雇佣大量水军对中国愚蠢的老百姓进行洗脑,并且第一批被洗脑的愚蠢老百姓自我感觉自己不是蠢猪,而试图把洗脑产物反刍出来,供其他蠢猪当美食消化。

有个关键差别,燃料电池不属于电池,锂电池属于电池。

燃料电池只是一种电的发电形式,催化发电形式,可以微型化的发电形式。

新能源车只要是不利用内燃机,通过热能转换成动能,就算新能源。

因此燃料电池也算新能源,因为它是催化过程,而不是直接点火,不是以热能形式转化动能。

但真正要推广的新能源,是电能的新能源,是以集中发电,传输电能,个体储存电能为形式的新能源汽车。

而不是个体发电的汽车。

所以不管锂电池如何,燃料电池一万年也不可能推广使用,只能做补充,配角,玩玩而已。

而电池,不管是锂电,铅电,硅电,钠电,铁电,只要是储存电力的即可,至于哪种电池最后胜出,这无所谓。

只不过现在是锂电有重大的优点,例如能量密度高,安全,可靠,其他能实用种类的化学电池还没发现。

我们现在实际上就是淘汰了铅电,用锂代替铅,实际上正极负极和溶液都有变化,不排除未来使用其他原理和方式的电池,但基础的,存电是不可更改的。

只要不符合这个形式的一切电池,都是垃圾,都不可能被推广应用。


枫林沙洲


我认为氢燃料电池和锂电池电动车在未来相当长时间内会并存发展,至于哪个最终会成为主流,我觉得充电电动车才是符合大趋势的,原因如下:

1、氢燃料电动车的优势是,绝对环保,来源于水,排出的还是水,可以说对环境无任何污染,这是最大的优势。劣势是,系统复杂度高,目前成本太高,痛点很多,发展的路还很长。但是还是很有前景,随着成本问题、安全问题、加氢便利性问题一点点解决,未来有一天会有一席之地的。国家目前也在出一些政策支持氢燃料电动车的发展,只要国家支持说明还是很有前景的。

2、充电型电动车,经过近10几年发展,目前已经进入到规模化应用的阶段了。充电电动车的最大优势当然是可以充电,也就是说可以把任何可发电的原生能源用到车子上,这个优势可以说决定了它的未来。

3、回到能源本身去看,我们把眼光放到50年以后吧,可以想象一下50年以后都会有哪些原生能源,首先是油和煤炭等污染严重的化学能会逐渐被淘汰,取而代之的必是一些清洁能源,比如太阳能、风能、水电能等,最重要也是最具备潜力的能源,其实是核聚变。

4、车只是能源应用的一个细分领域,最终车的形态如何,很大程度上取决于未来社会主流能源的产生方式和存在形式,电能毫无疑问是未来唯一的中间能源,也就是说任何原生能源都将转化为电能,目前的汽车,只是把原油这一种能源运用起来,显然局限性很大,那什么样的车才能把所有的原生能源都利用起来?毫无疑问是充电车。

5、我们再来看看未来世界能源的生态系统。首先是各种清洁能源会大力发展,这符合环境保护的人类大局,也就是说未来会有很多各种清洁能源发电系统,社会电力会高度发达。智能电网会高度发达,全球范围内会变成一个超大的超高压输电网络,毫不夸张的说,未来哪个国家牛,首先要看这个国家的电力出口能力,电力贸易会成为重要的贸易项目。储能行业会高度发展,为什么,因为高度发达国家的电力冗余需要储存和储备,甚至以后每个大厦、工厂都需要一个超大UPS。

6、放在这个大的背景下,再来看看车,未来的车会是什么形态?一目了然了,必须是能迅速接入到超级电网的充电车,更远的未来,随着技术的发展,甚至车开在路上都在充电,这不是不可能的,或者是无线电力系统直接供电,就像现在的手机信号一样,无线充电信号无处不在,而电池或许只是起到一个缓冲作用。

7、这么看的话,全面电力化,是能源发展的大趋势,汽车也毫无疑问是要符合这个趋势的,所以,充电型电动车才是最符合大趋势的,氢燃料电池是无法充电的,即便有所发展,最终也会被淘汰。

8、诚然,作为充电电动车目前的主流,锂电池电动车目前还存在诸多问题,你可以说续航短,充电难等等,那你可知道燃油内燃机刚刚发明时的时候,内燃机器的局面比现在的锂电要差得多,原油开采成本高,炼油技术差,内燃机热效率低,可靠性差,材料发展跟不上等等,再看看今天。所以呀,未来电池技术会大力发展,锂电也或许会被更好的充电池取代,但趋势不会变。


车际散人


不论是什么类型的电池,铅酸电池、三元锂电池、锰酸锂电池、钛酸锂电池、磷酸铁锂电池,都是存储电能的容器,简称电池。特点是本身并不能产生电能,要依靠外来电力充电储能:电能→化学能→电能。而燃料电池则是一个小型的发电装置,它只需要加入燃料就能产生电能并输出驱动电力机械,电器。从运行流程来说,燃料电池不能储存电能,它应该与小型汽柴油发电机,小型核发站《核燃料电池》同类,只不过它使用了相对清洁的燃料《氢》,唯一废弃物是水,没有污染而已。但商业化推广使用为时太早,相关基础配套设施也未成熟,实用化还有一段路要走!故目前能使用的只有铅酸电瓶、各种锂电池……











高原砂


先说一下我的身份,首先我是一个锂电池汽车的用户,车子已经开了两年4万公里。其次,我是一个注册安全工程师。所以我就从这两个身份方面进行一个反馈。

锂电池汽车使用两年之后,给我的感觉还是比较不错的。说实话,两年前的车子,无论是续航还是价格,都不让人满意。甚至现在市场上那些高续航的汽车,让我蠢蠢欲动。但是非常低的使用成本我是很满意的。当然我知道未来几年锂电池汽车价格还会大幅下降,所以暂时也没有换车的准备。两款车现在来对比的话,锂电池汽车充电很方便,而燃料电池汽车想搭建一套系统,其实是非常难的。两者在能源上最大的区别就在于系统性的支持。

具体来讲,就是搭建一个随时都可以充电或者是加气的系统。锂电池汽车大部分是支持家用充电,也就是家用电源,直接就能够充电。这件事本身给构建系统带来的成本压力非常小。以我为例 ,家里车买了两年,但几乎没有在外面充过电。都是在家楼下的充电桩。由于充电桩是我自己的(有车位),所以成本非常非常的低。每天上下班开车的成本只有坐地铁的一半。

反观搭建一套氢气作为能源的汽车充气系统,其实是非常困难的。想象中氢气的获得,只取非常方便,但是很可惜,氢气属于甲类爆炸品,很容易就构成重大危险源。在城市中间分布,其危险性还是要考虑到。以国内的重大危险源判定标准来看,汽油达到5000吨构成重大危险源,而清洗构成重大危险源,只需要十吨。

其实汽油车的全套加油系统能够建设到今天这么好用了几十年的时间。说真的,不是很容易的事情。而充电系统的搭建非常的简单,成本也非常低。如果地方政府现在直接改变地方的城市汽车停车费收费标准,要求收费停车场配建10%的充电桩。我相信不出五年就能完成社会化的充电系统。

最后我重申一下我的立场。如果你现在在一个限号的城市,而且能有固定的车位(长租)一辆电动汽车非常适合你。如果你现在的城市并不限号,我觉得可以再等几年。


飞翔的弱智


首先,从行业发展现状看,锂电池已经经过多年市场检验,大量应用在纯电动车上,而且随着电池密度的不断升高,续航里程也大幅提升,这也就要求电池性能越高,从规模应用来看,目前市场锂电池占据优势。

然后,从能源战略来看。锂电池相应的基础设施只是充电桩,电能在我国已经不存在制约,而充电桩投资较小,不受环境的影响;燃料电池则需要配套制氢和加氢技术的限制,就拿单个加氢站建设看,投资往往在几百万。

最后,我们从技术来看,氢燃料电池还不成熟。所有国家氢燃料电池仍然处于研发前期阶段,虽然有很多像丰田、现代等企业推出了燃料电池车,但是技术普及是需要时间的。

最后,就是氢燃料电池肯定是环保的,对环境的污染较小,而锂电池报废对环境污染很大,而且现在也没有形成统一的规范和流程。


汽车角


如果必须二选一的话,我认为是燃料电池。

之所以这么认为,源于锂电池的能量密度不够理想,即使是我国目前在乘用车当中广泛采用的三元锂电池,续航里程与充电时间,也远远达不到燃油车的水平。虽说电动车的续航里程有所进步,但燃油车也在进步,15年前的燃油车加满一箱油能跑五六百公里,如今已经能跑七八百公里甚至八九百公里了。

其次,三元锂电池存在安全隐患。之前的磷酸铁锂电池安全性好一些,可由于能量密度低,续航里程差。

再有就是寿命问题。三元锂电池理论寿命大概是1200次(完全充放),以此估算,大概是6-10年。对于汽车来说,这样的寿命实在太短了。至少比内燃机短了许多。

相比之下,燃料电池在续航里程、补充能量时间、寿命等方面,优于锂电池。

当然,燃料电池也有难题,比如制氢就是个很大的障碍。再有,它的安全性也是个不容忽视的问题,


星爷说车


这样说吧,没有绝对的二选一。目前燃料电池的基础设施(加氢站等)太薄弱,根本没办法大规模推广,几年内很难推广开。即使燃料电池汽车能大规模推广,还是需要锂离子电池的。这是因为燃料电池是一种发电机,没有能量存储功能,启动、加速等需要高功率的情况,其功率响应没那么快,还是需要电池等预先存储好能量的储能设备提供功率补充,而且刹车等需要能量回收的情况下,也需要电池吸收存储回收的能量。燃料电池汽车顶多是对电池容量的需求没有纯电动汽车那么大,但还是需要电池辅助的,不能完全离开。个人认为未来燃料电池汽车应该更像现在的插电式混合动力汽车,只是把目前的燃油发动机部分系统换成燃料电池发电系统,但动力电池还是需要的,电池包容量和目前的PHEV所用电池包容量相当。


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