钜大LARGE | 点击量：924次 | 2021年05月15日
未来是锂电池的天下还是铅酸电池的天下
目前，发展电动汽车是发展方向，从市场上和各个车企的投入方面都能看出其在电动车上下的力气。现在，各大汽车厂家所推出的纯电动汽车所使用的电池大多是锂电池，续航里程从100多公里到特斯拉的500公里不等，价格上比同级别的燃油汽车贵不少。
燃料电池汽车是汽车电池的另一个重要方向，和锂电池放在一起比较，燃料电池的优缺点都很明显。但是从长远的角度讲，燃料电池和锂电池哪种会在未来被广泛使用还未可知。
从上图的对比可以比较清楚的看出两者各自的优缺点，目前之所以看到更多的锂电池纯电动汽车主要是因为锂电池技术比较成熟，商业化更加成熟，使得锂电池的单价降下来了。此外，由于锂电池是直接充电，充电站可以在现有的电网的基础上进行配套即可，成本相对较低。
燃料电池最明显的优点是不需要漫长的充电过程，只需要几分钟的加氢气过程即可，丰田前段时间推出了充气5分钟，续航1000公里的燃料电池MPV，燃料电池汽车在这方面的前景可见一斑。燃料电池的另一个优点是无污染，相比锂电池在报废之后产生的各种有毒污染物可能带来的水污染，燃料电池主要产生水，使用结束后不存在这方面的问题。
未来哪种电池能占上风还取决于两种电池的瓶颈是否能被很好地解决，锂电池面临的关键技术有能量密度提升，安全性，热管理等；燃料电池面临着成本高、耐久性不足、冷启动困难、系统集成优化不足等瓶颈。短期来看，锂电池更适用，而长期来看燃料电池更加可持续。
目前燃料电池技术未能突破，电池成本居高，无法实现大规模量产 ，未来也可能有新技术出现，燃料电池产业还是存替代风险 ，加氢站等产业链发展都还比较缓慢。相比之下，锂电池应用除了动力，还有储能以及3C等应用领域。国家政策大力支持下，整车厂以及产业链均大举投入，可预见的5-10年内，锂电池动力汽车将成为市场主流。
锂电池
参考众多国际车企新能源汽车销量目标是到2025 年要占年度汽车总销量的10-25%，我们测算中长期全球动力电池需求年均增加60-120Gwh，如果参考中法英德印等国燃油车到2040 年全面退出，那么远期全球动力电池需求年均增加180-240GWh。全球动力电池现有产能主要分布在中日韩三国，新增动力电池产能有望集中在中国大陆，包括内资的CATL、比亚迪、国轩高科、沃特玛等的大规模扩产计划，外资车企采购国产电池、特斯拉国产化、外资电池厂家来华设厂都将推动电池产能在大陆扩张。
2017 年新能源汽车推广应用推荐车型目录基本保持着每月一批的节奏，发布趋势呈常态化。截至9 月份，车型目录已经公布8 批，合计共2,538 款车型，其中新能源乘用车款196（其中纯电动265），客车1,526 款（其中纯电动1,142款），专用车716 款（其中纯电动714 款）。
伴随新能源汽车销量增长，动力电池作为核心零部件也得到快速增长。从2015年新能源汽车销量大幅增长后，国内外动力电池市场也呈现爆发趋势，电池厂商的产能、出货量的大幅提升。
中国动力电池出货量占到全球的70%左右。据统计数据显示，2016 年全球动力电池企业出货量排名中，前10 排名中有7 家企业来自中国，依次为比亚迪、宁德时代、沃特玛、国轩高科、力神、比克以及中航锂电，合计市场份额为51%，而日本厂商松下的市场份额为16%，韩国厂家三星和LG 市占率合计仅为8%。
主流动力电池企业在2015-2020 年产能扩张及计划情况，2016 年新增产能约30-40GWh，而2017-2020 年仍将新增190-240GWh，年均平均新增50-60GWh，年均扩产目标较2016 年有大幅度提高，未来几年仍然是动力电池扩张高峰。
符合Exic IIB T4 Gc防爆标准
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%
在电池厂家产能快速扩张的同时，动力电池专用设备行业年均成倍增长。据GGII 统计，2014-2016 年国产锂电设备市场规模分别为38、75、130 亿元，年均同比接近100%增长，并预计到2020 年，国产设备规模达到285 亿元，国产化率提高到80%左右，相比2013 年年均复合增速为40%。
燃料电池
燃料电池主要分为质子交换膜燃料电池（PEMFC）、碱性燃料电池（AFC）、磷酸燃料电池（PAFC）、熔融碳酸盐燃料电池（MCFC）、固体氧化物燃料电池（SOFC）五种。这五种燃料电池各有优缺点，技术成熟度相当，而考虑到民用领域使用的广泛性，方便规模化生产应用的燃料电池最有机会打破燃料电池市场蓝海的“坚冰”。
产业链国产化是布局 FCV 的核心逻辑：对于其他企业来说，进入 FCV 行业需要面对诸多难题：FCV 技术门槛高；汽车行业属于重资产行业，对准入企业规模要求较大；行业发展早期必定需要持续资金投入，成本收回周期长；再者燃料电池相关产业链环节技术发展并不成熟导致投资风险较大。“中国制造 2025”明确提出了发展FCV 第一步需要实现关键材料零部件逐步实现国产化与燃料电池和电堆整车性能提升。
1. 安全性角度
燃料电池系统的安全隐患主要来自氢气的泄露与控制，而锂电池的安全隐患主要来自于链式反应（这种反应极快，不易控制）。燃料电池的安全隐患属于物理层面，锂电池的安全隐患属于化学层面，链式反应速度极其短暂，加上大型锂离子动力电池的BMS安全监控主要是依据电芯温度和电压/电流的变化。
所以就可控性角度说，锂电池的控制难度要比燃料电池大。不过如果遇到极端剧烈碰撞，燃料电池的危害程度则要更大。
2. 低温性能角度
总体而言锂电池的低温性能要比燃料电池差。
这是因为低温下电解液的粘度增大电导率下降，导致电池极化急剧增加。虽然燃料电池低温起步性能差，但随着启动后自身放热，电堆的温度会很快稳定在80-90℃的正常工作温度范围。
3. 成本角度
虽然燃料电池的无需依赖石油，理论上属于零排放（排出水），但氢气来源、存储、安全使用等复杂和严苛，导致氢燃料电池成本过高。
4. 补给时间
以氢燃料电池为例，补给时间很短，直接加氢仅需3~5分钟。而锂电池充电却很费劲，一般充电模式下需要3~8小时才能充满。
5. 续航里程
就现今锂电池技术而言，很难突破500km，但氢燃料电池储能密度高，且重量轻，续航里程普遍更远，超过500公里没难度，比如丰田Mirai氢燃料电池车续航里程就突破了500km。燃料电池在续航里程上更有优势，这是因为相比于锂离子电池，燃料电池的能量密度主要取决于其携带的氢气量，“油箱”越大，续航里程越大（简单理解是：锂电池是储电装置，而燃料电池是能量转化装置）。
虽然燃料电池相比锂电池有着诸多优点，但锂电池发展了百来年，工业化程度是前者不可企及的。除此外，燃料电池的技术壁垒要比锂电池大得多，而且加氢站、氢燃料运输等渠道的建立难度大。
总之，燃料电池的综合能力要高于锂电池，但实际使用困难重重。就短期来说，锂电池会是主流，而在更远的将来，还没有定数。
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