钜大LARGE | 点击量：612次 | 2021年08月08日
氢燃料动力锂电池要想商业化，首先要处理这三大难题
业内共识，氢能将在将来我国乃至全世界的能源及交通运输范畴扮演至关紧要的角色。我国工程院院士干勇称，我国市场巨大，氢能源技术前景广阔，预计在2050年将率先进入氢能源时代。而说到氢能的利用，就不能不提到其典型代表——氢燃料动力锂电池。
这么近，那么远！
在六月二十八日召开的氢能产业创新发展论坛上，我国电动汽车百人会理事长陈清泰称，2017年全国氢燃料动力锂电池商用车的产量达到了1226辆，氢燃料动力锂电池车开始进入试运行阶段。“但是，从试运行向产业化转型是一个十分艰难的过程，一些发达国家和跨国公司对此已经做了长期的努力，有的半途退出了，我国公司对此要有充足的准备。”
阻挡我国氢燃料动力锂电池车产业化转型的首要因素无疑是孱弱的核心技术。燃料动力锂电池系统是燃料动力锂电池车的核心，一般由电池堆、燃料解决器、空气压缩机等组成。全国政协副主席、我国科协主席万钢表示，虽然早在本世纪初我国就在氢燃料动力锂电池方面的研究做了一系列部署，但是在一些关键技术问题上目前并没有取得显著的进展，而且与国际水平差距分明。
“燃料动力锂电池用催化剂、质子交换膜等关键材料的开发，多停留于试验室和样品阶段。”万钢举例说，氢能燃料动力锂电池产业链薄弱，整车公司也没形成稳定的零部件供应体系。
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充电温度：0~45℃
-放电温度：-40~+55℃
-40℃最大放电倍率：1C
-40℃ 0.5放电容量保持率≥70%
目前氢燃料动力锂电池的发展阶段与十年前锂动力锂离子电池的发展阶段基本相近，任重而道远。随着各方面的重视和投入，氢燃料动力锂电池技术、性能将在将来几年有望取得重大冲破。有关我国而言，目前最要的，是把精力和耐心放在燃料动力锂电池的技术研发上。正如一位专家所说，“我们还很落后，应当回到试验室里持续研究，在关键问题没处理好之前，别喊什么商业化。”氢燃料动力锂电池虽然看起来已经离我们很近了，但要真正商业化其实还有相当一段路要走。
商业化先过三道关
燃油车、纯电动与油电混合动力、燃料动力锂电池车被称为是汽车产业实现清洁能源的三步曲。眼下动力锂离子电池业在获得难得发展机遇时，燃料动力锂电池业也迎来快速发展期。不过，由于种种制约，不少业内人士表示，国内燃料动力锂电池产业还处于商业化导入期，距离大规模使用还有相当长的一段距离。
面向将来，电池我国网认为氢燃料动力锂电池产业想要在众多技术路线较量中争得一席之地，非得在技术上、成本上取得优点，在商业模式上走得通。其商业化非得要过三道关：
第一个是技术关
在技术方面，国内燃料动力锂电池技术水平与国际先进水平仍存在较大差距。特别是质子交换膜、双极板、高压气瓶等核心部件，从目前领先和追赶的公司指标上就能看出来差距。比如电堆功率密度，国内产品大概在2kW／L左右，据悉国际先进水平已经达到了3kW／L左右；催化剂效率方面，国内每千瓦的铂用量大概0．3克，而国际的先进水平已经达到了0．06克以下；膜电极耐久性方面，国内动态工况实测寿命大概在3000小时左右，而据了解国外已经达到了9000小时……
第二个是成本关
有关燃料动力锂电池技术，目前最大的问题是要从能源供给转换的全局考虑，倘若没有实现从化石能源往氢能的整体转换，并在较大地域范围倾覆，就没方法进行大规模商业化使用。有关整车公司而言，市场规模就比较有限，要较大的量才能有效降低成本。
据北汽集团总经理张夕勇解析，目前从材料购置成本角度来看，国内商用车的电堆价格在每千瓦1．5万块钱左右，一个30千瓦的电堆价格在50万元左右，已经占到了整车价格的一半以上。而按目前1．2元一度电来算，同样性能的纯电动汽车动力锂离子电池的价格仅是其30％左右。“从将来发展来看，倘若要过成本关，非得通过技术升级和张大规模，大幅度降低电堆价格至每千瓦500元以下。”张夕勇说道。
第三个是场景关
勾勒出氢燃料动力锂电池汽车使用的场景，才能为氢燃料动力锂电池产业的发展指明方向。针对纯电动汽车与氢燃料动力锂电池汽车的成本优点，我国科学院院士、我国电动汽车百人会执行副理事长欧阳明高表示，续航里程在500公里以内，氢燃料动力锂电池轿车没有成本优点；续航里程在100公里以上，氢燃料动力锂电池商用车就具备成本优点。因此，锂离子电池系统更适合替代汽油机，氢燃料动力锂电池系统更适合替代柴油机。
在目前发展较好的商用车方面，万钢认为，从中远期来看，中型和重载货车是氢燃料动力锂电池产业的一个发展方向。“中型和重载货车的行驶里程长，环保要求高，想要处理这些问题，很好的方法就是燃料动力锂电池汽车。今天电动汽车的短板，完全可以用燃料动力锂电池汽车和氢能源来补足。”万钢说道。而干勇预计，到2050年将会有超过50％的重型卡车用氢燃料动力锂电池作为动力。
加拿大巴拉德动力系统公司总裁麦凯文也认为，包括商用卡车、大巴、有轨电车和海洋运输这四种重型运输市场是氢燃料动力锂电池非常好的使用场景。在他看来，“实际上这些场景可以实现聚集化加氢，所以不要这么多的加氢站。”
综合以上三道关，要想目前燃料动力锂电池商业化为时尚早，还面对着许多制约因素。随着将来几年国内氢燃料动力锂电池关键技术难题的破解和系统成本的大幅度下降，氢燃料动力锂电池汽车有望在部分地区和使用场景中迅速新增。而从长期来看，完善的产业链、更多公司主导和参与、行业标准及法规的建立、国际开放合作等将影响氢燃料动力锂电池在商业化道路上的进程。
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