氢燃料电池VS锂电池，谁才是真正的王者？

一场以“双碳”为目标的能源革命席卷全球，市场对可再生能源的渴望可谓是空前绝后。新能源汽车作为这次变革的先锋队，电池的应用这个环节就变得尤其重要。很多朋友就问了，为什么电动汽车成了新能源的代名词，明明发电的主力还是火电，这样一来电动车对比汽油车不是排放更多的二氧化碳吗？而且还需要多次的能源转换，损耗量更大。即便如此特斯拉竟然还可以通过制造电动车获取碳积分，并买了大价钱。

是的，现在的电动车并没有为我们降低碳排放，反而因为能量转换与消耗的因素使得短期碳排放更大了。但大伙应该都清楚全面启动绿色可再生能源的目的就是为了代替传统石化能源吧？那么在我们生活中直接接触石化能源最多的地方就是汽车与家用石化气了，这个都了解吧，所以只要改变了机动车和烹饪能源的形态之后剩下的就只要解决发电的问题就可以了。这就是逻辑，所以电动车的普及应该成为新能源革命的一个里程碑。

既然是这样，那用什么电池作为电动车的动力来源就成了市场争论不休的热点。而凭借着技术比较成熟的锂电池在这场竞争中先拔头筹，目前电动车专用的锂电池有磷酸铁锂电池和三元锂电池两种。磷酸铁锂电动车的代表企业是比亚迪，而三元锂电动车的代表企业就是特斯拉，这两款电池的优劣特征都非常明显，磷酸铁锂比三元锂安全，而三元锂却比磷酸铁锂的能量密度更高。

一、锂电池

成熟的工艺技术也使得锂电池的应用非常广泛，包括手机、家电、电动车等都离不开它。尽管如此，我们依然无法回避锂电池目前存在的现实问题。

锂电池的优点很突出：

1．能量比较高。具有高储存能量密度，已达到460-600Wh/kg，是铅酸电池的约6-7倍；

2．使用寿命长，使用寿命可达到6年以上，磷酸亚铁锂为正极的电池1C（100%DOD）充放电，有可以使用10,000次的记录；

3．额定电压高（单体工作电压为3.7V或3.2V），约等于3只镍镉或镍氢充电电池的串联电压，便于组成电池电源组；锂电池可以通过一种新型的锂电池调压器的技术，将电压调至3.0V，以适合小电器的使用。

4．具备高功率承受力，其中电动汽车用的磷酸亚铁锂锂离子电池可以达到15-30C充放电的能力，便于高强度的启动加速；

5．自放电率很低，这是该电池最突出的优越性之一，一般可做到1%/月以下，不到镍氢电池的1/20；

6．重量轻，相同体积下重量约为铅酸产品的1/6-1/5；

7．高低温适应性强，可以在-20℃--60℃的环境下使用，经过工艺上的处理，可以在-45℃环境下使用；

8．绿色环保，不论生产、使用和报废，都不含有、也不产生任何铅、汞、镉等有毒有害的重金属元素和物质。

9．生产基本不消耗水，对缺水的我国来说，十分有利。

缺点也明显：

1．锂原电池均存在安全性差，有发生爆炸的危险。

2．钴酸锂的锂离子电池不能大电流放电，价格昂贵，安全性较差。

3．锂离子电池均需保护线路，防止电池被过充过放电。

4．生产要求高，成本高。

5．使用条件有限制，高低温使用危险大。记得前不久因为天气问题，北方一些地区出现了快递和送餐人员因为锂电池使用单次使用时长大幅度下降，使业务开展非常困难，出现了大量的客户投诉。这就是一个很贴切生活的例子。

且撇开优缺点不说，就目前锂电池面临的问题也是非常迫切的：

1、全球锂矿资源是非常有限的：

（1）据美国地质调查局（ＵＳＧＳ）截至2019年底的统计，全球已探明锂矿储量1400万-1700万吨左右（锂矿资源量8000万吨）
看上去挺多的，但真的是这样吗？以特斯拉为例，1台70kWh的Model S(图片|配置|询价)电池组中约有63kg的锂，预计到2030年，电动汽车和锂储能系统每年将需要2700 GWh的锂离子电池，也就是说，大约每年消耗243万吨锂，按照全球锂8000万吨的总量，目前的锂资源将在2050年前全部消耗掉。

（2）盐湖提锂这个方向是好的，海水里含有2300亿吨锂资源，通过太阳能提取方式的确可以使我们在一两百年内无需担心锂资源的衰竭，可这项技术目前还不成熟，距离可以全面实现批量产锂还要很长时间。

所以资源紧缺催生锂矿成本迅速提升也必将会使电池单价不断上升。

2、锂电池回收成为世纪难题，电解质处理不好会对水源产生巨大的污染。

直到2018 年，我国动力电池报废量约为17. 5 万吨，而由工业和信息化部公布的第一批符合《汽车动力蓄电池行业规范条件》的 5 家企业 2018 年实际回收的废旧动力蓄电池仅约 0. 55 万吨。

废动力电池的资源化回收工艺复杂，流程长，能耗高，而且在资源化回收过程中会产生的较多的污染物，同时人们对废动力锂电池回收意识薄弱，所以目前“锂回收”还处于技术研究阶段和产业化的初期。

从以上分析可以得出锂电池工艺成熟，使用环保，但由于锂矿资源缺乏加上回收成本高一定会迫使锂电池价格飞快上涨，这样对市场需求就形成了很大的制约作用。

二、氢燃料电池

那我们再来看看燃料电池，可用于燃料电池的气体比较多，目前主要研究与生产的方向是氢气燃料电池。工作原理是往电池里加入氢气和氧气，通过铂金做催化剂，使得结合产生电流与水。

所以我们可以看到，氢燃料电池对比锂电池具有非常突出的优点：

1、能源转换消耗极小，锂电池只是电的储存器，电力在通过发电、运输、储存后再充电等多次折腾，其消耗非常巨大。而氢电池则是一个小型发电站，把氢气直接转成电力，能源利用率极高；

2、加氢的速度远比充电的速度快，更符合续航长久、高效运输需求；

3、对环境无污染，基本实现碳的零排放；

而目前面临的问题也是比较现实的：

1、全球加氢站覆盖率极低，虽然我国目前大力推广加氢站建设，但也需要比较长时间才可以实现明显覆盖；

2、氢燃料电池需要以铂金作为催化剂，成本较高。每辆氢燃料电池汽车需要使用26g铂金，按照市场目前每克300元计算，一辆氢汽车的催化剂就要8000元人民币，所以氢能源车的造价要比锂电池车高出许多。

那么分析了这么多，总结一下，电动车专用电池经过了3代的发展，已经取得了突破性的进展。经历了第1代的铅酸电池，第2代的碱性电池（锂电池就是碱性电池），现在正式迎接以燃料电池为代表的第3代电池。它具有噪音低、无污染、寿命长、启动迅速、输出功率大和输出功率可随时调整等特性，非常适合用作交通工具的动力源。

那么，燃料电池与锂电池究竟谁才是王者？这不是显而易见了么？

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