讲解锂离子电池和燃料动力电池的优缺点

目前锂离子电池的应用最广泛。根据材料的不同，锂离子电池可分为磷酸铁锂离子电池、钴酸锂离子电池与三元聚合物锂离子电池。磷酸铁锂离子电池技术相对成熟、安全，但是也存在缺点，即能量密度低，电池一致性问题难以解决，精确性和稳定性很难控制，虽然现大多数电动汽车使用的是磷酸铁锂离子电池，但导致电动汽车续航里程短，难以满足消费者需求；钴酸锂离子电池相比于磷酸铁锂离子电池，虽然能量密度较大，但安全性较低，且成本高；三元电池能量密度高成本更低，但目前技术不成熟，导致安全性能不能得到保障。

燃料动力电池也是新能源电池发展的另一大热点。氢燃料突出的特点就是无污染、效率高、可循环利用。氢作为一种燃料气体，燃烧释放的热量是汽油发热量的3倍，而燃烧的产物是水，完全无污染，因此氢作为燃料被认为将会成为21世纪最理想的能源。但是燃料动力电池也存在成本高、氢气来源有限、存在爆炸等安全隐患等缺点。

从理论上讲，超级电容比锂离子电池、燃料动力电池各方面更优异，优点是充电速度快、效率高、放电效率快以及耐充，但其自身也存在两点缺陷：一是安全性，过快的充电速度和过高的放电效率导致安全性更难控制；二是较低的安全电压，这制约了其在驱动汽车上的应用。

根据以上三类新能源电池的优缺点比较来看，在短时间内锂离子电池仍占重要地位，而燃料动力电池和锂离子电池将并驾齐驱，超级电容在短时间内很难突破取代锂离子电池。未来随着技术的发展，燃料动力电池、锂离子电池、超级电容凭借其自身的优势，将在不同方面着重发展，而技术的融合也将促进新能源电池的进步。

锂离子电池系统属于封闭系统，由于受制于锂元素特性，已目前在锂离子电池中能量密度最高的三元锂离子电池为例，其单体能量密度也仅为1.08MJ/kg。燃料动力电池系统属于开放性系统，其能量密度实质上取决于储氢量，氢气本身的能量密度为143MJ/Kg，而且目前燃料动力电池系统能量密度超过350wh/kg，未来随着储氢技术的进步，能量密度提升仍有非常大的空间。

2.功率密度

锂离子电池系统高功率放电与高续航里程无法兼容，功率密度提升有限。燃料动力电池系统作为一个开放动力系统，输出功率提升容易，附加的电池也不会新增过多重量，丰田Mirai功率密度达到了2036W/kg。

3.安全性

不管是燃料动力电池系统还是锂离子动力锂电池，发生安全性事故的后果都是极其严重的。但是假如仅仅从系统控制的角度而言，笔者个人认为，燃料动力电池在安全性影响因素的可控性方面要比锂离子动力锂电池相对而言更容易控制。

4.环境温度适应性

当前，锂离子电池在零度以上的生活环境中性能不会受到到影响，但是零度以下出现的问题是其急需解决的难题。锂电的低温性能重要取决于温度对电极材料的电导、离子扩散系数以及电解液电导率的影响。

燃料动力电池在启动以后，由于电池本身的工作原理会放热，即使是在很低的环境温度下燃料动力电池电堆的温度也会很快稳定在80~90℃的正常工作温度范围。

随着燃料动力电池的不断发展，目前行业内已经形成了初步的共识，新能源汽车未来将是以锂离子电池作为主动力锂电池的新能源汽车和以燃料动力电池为主动力锂电池新能源汽车共存的局面。