燃料電池與鋰離子電池對比下的優(yōu)勢與不足

　　有人在網(wǎng)上詢問“燃料電池相對于鋰離子電池有哪些優(yōu)勢和不足？”以下回答來自電池從業(yè)者。

　　要比較優(yōu)勢和不足，前提是在相同應(yīng)用目的前提下。

　　先將燃料電池和鋰電池作為對象比較不同和相同，然后才可針對不同的應(yīng)用比較優(yōu)勢和不足。

　　不同的工作方式燃料電池輸入化學(xué)能，輸出電能；鋰電池輸入電能，輸出電能。因之，燃料電池是能量轉(zhuǎn)化裝置，而鋰電池是儲能(電能)裝置。

　　相同的放電原理燃料電池和鋰電池對外輸出電能時(shí)不是熱機(jī)過程，而是等溫絕熱的電化學(xué)電源過程，故此效率高。

　　優(yōu)勢

　　1.當(dāng)邊界是地球上的人類社會時(shí)，對于未來能源結(jié)構(gòu)調(diào)整的意義，燃料電池>鋰電池在化石能占絕絕大部分一次能源份額的一二百年內(nèi)，如何提高從化石能到消費(fèi)終端有用功的效率，以及如何屏蔽特定的有用功形式與一次能源結(jié)構(gòu)的確定對應(yīng)，關(guān)鍵是能量轉(zhuǎn)化裝置（人們?nèi)菀最惐鹊焦I(yè)革命的蒸汽機(jī)的意義）的變革，而儲能裝置的作用往往是優(yōu)化能量利用的效率。

　　2.當(dāng)邊界是運(yùn)載工具特別是地面的汽車時(shí)，燃料電池驅(qū)動比鋰電池驅(qū)動更可能成為類似今天的汽車業(yè)態(tài)3分鐘以內(nèi)能量恢復(fù)，續(xù)駛里程超過400公里。化學(xué)反應(yīng)需要氧化劑、還原劑(俗稱燃料)和反應(yīng)場所，燃料電池汽車只需要攜帶兩樣燃料和反應(yīng)場所——燃料電池；而鋰電池汽車則需三樣都帶，又鋰電池中氧化劑、還原劑存放距離很近(當(dāng)前是靠百微米厚的隔膜)即使不工作也有自放電，再鋰電池為達(dá)成壽命循環(huán)往往淺充淺放，即不能每個(gè)循環(huán)都像傳統(tǒng)汽車那樣將油用干、將油加滿，故此真實(shí)使用時(shí)理論的續(xù)駛里程還要減半。這就是現(xiàn)在的燃料電池汽車有效續(xù)駛里程可達(dá)到600公里以上，而鋰電池汽車有效續(xù)駛里程一般地小于100。燃料電池汽車類似天然氣內(nèi)燃機(jī)汽車，反應(yīng)場所和燃料可以物理隔離，燃料加注實(shí)際是物理過程，要多快可以多快——只要經(jīng)濟(jì)上覺得上算，而鋰電池汽車能量恢復(fù)是充電過程，即電解反應(yīng)，需要控制要不然就會有副反應(yīng)發(fā)生，其燃料加注速度受到技術(shù)進(jìn)展程度的制約。

　　不足

　　1.當(dāng)邊界是便攜電子設(shè)備時(shí)，燃料電池由于氧化劑、還原劑、反應(yīng)場所分離，其系統(tǒng)集成簡化的難度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于已經(jīng)充分集成的鋰電池或者其他種類二次電池；

　　2.當(dāng)邊界是電網(wǎng)不間斷備份時(shí)，2ns的電子設(shè)備要求，燃料電池要把分離在外的氧化劑和還原劑送到電池內(nèi)幾乎是不可能達(dá)成的；

　　產(chǎn)業(yè)化程度燃料電池現(xiàn)在沒有產(chǎn)品制造業(yè)；而鋰電池針對便攜電子設(shè)備的現(xiàn)場電源已經(jīng)形成了批量制造業(yè)。但針對汽車，兩者都沒有形成產(chǎn)品制造業(yè)，共同的技術(shù)難點(diǎn)在于電化學(xué)反應(yīng)如何適應(yīng)電機(jī)的感性負(fù)載大動態(tài)需求。

　　容易被蠱惑的說法鋰電池汽車因?yàn)楝F(xiàn)在已經(jīng)存在鋰電池工業(yè)，會比燃料電池汽車更容易取代內(nèi)燃機(jī)汽車的歷史地位。道理上的謬誤產(chǎn)品開發(fā)是從客戶需求出發(fā)的，沒聽說割草機(jī)用的內(nèi)燃機(jī)通過升級改造就能成就汽車內(nèi)燃機(jī)的；經(jīng)驗(yàn)上的認(rèn)知蓄電池汽車，從1900年開始，鋰電池已經(jīng)是第四次浪潮了，好像還是不會成功在這個(gè)10年，這是件很難的事情。

　　最讓人憧憬的說法燃料電池發(fā)動機(jī)+鋰電池形成電電混合動力驅(qū)動汽車，可以1）提升2倍效率；2）車輛零排放；3）壽命和成本容易達(dá)成；4）擺脫汽車對原油資源的單一依賴。