看上去很美 燃料动力锂电池汽车为什么叫好不叫座？

目前，新能源汽车技术重要集中在两个方向：首先是锂离子电池汽车，比如人人熟知的汽车界的高帅富代表TSLA；其次是燃料动力电池汽车，如前几年韩国现代造出了全球首款量产版氢燃料电动汽车ix35FCV。

作为全球电动汽车研发和产业化领头人，日本新能源车企在电动汽车技术路线上和我国并不一致，他们的主流方向在燃料动力电池方面。在2014年十二月，丰田正式推出全燃料动力电池电动汽车Mirai；本田也将在今年推出新一代燃料动力电池汽车FCVClarity。

关于锂离子电池汽车和燃料动力电池汽车的路线之争由来已久，那么锂离子电池和燃料动力电池到底哪种动力系统更加合适未来的电动汽车行业？他们各自的优劣势在哪里？

燃料动力电池VS锂离子电池

（一）安全性能的较量

在能量密度、循环寿命、安全性能等这些技术指标中，最核心的要素是安全性。然而今年以来，锂离子电池汽车燃烧爆炸，锂离子电池厂起火事件不断。业内人士表示，锂离子电池汽车在生产和使用的过程中，安全性的问题已日渐凸显。

据了解，目前加强锂离子动力锂电池安全性重要通过热控制技术（pTC电极）、正负极表面陶瓷涂层、过充保护添加剂、采用电压敏感隔膜以及阻燃性电解液等方式，来改善锂电的安全性。

严格意义上说，这些措施都不可能从根本上解决锂离子动力锂电池的安全性问题，从目前情况来看锂离子动力锂电池在安全性问题上还没有妥善解决。上海攀业氢能源科技有限公司总经理董辉坦言，就算是非常优秀的BMS也不能完全解决锂离子动力锂电池安全性问题。

相关于锂离子电池，燃料动力电池的安全性则明显较高。据国外的综合测试结果表明，即使是在工作状态下对燃料动力电池堆进行穿刺短路，也不会引起电堆火灾和爆炸发生，这重要是因为电堆内部氢气的量并不大，而且氢气阀门可以迅速被切断。

所以，燃料动力电池汽车只有在遭受重大交通事故或者应力疲劳导致储氢瓶破损氢气泄漏的情况下，才有可能引发诸如爆炸这样的重大安全问题。

氢气泄露积累到爆炸下限浓度要将近10秒的时间，在氢气传感器的警报下乘客有一定的逃离时间。加上氢气的特点是非常轻，泄漏之后迅速上升，在通风良好的环境下很难发生爆炸。董辉解释道，氢气灌在使用之前都是要进行火烧、枪击等试验，合格之后才能使用，相关于锂离子电池汽车，燃料电动汽车在安全性能上更胜一筹。

（二）能量密度的较量

众所周知，当前新能源汽车大规模产业化所面对的第一大障碍，就是续航里程。续航里程是由动力锂电池系统所能够释放出来的电能决定的，近期政府提出一个硬性指标，就是到2020年，在满足安全性及其它技术指标前提下，锂离子电池能量密度需达到350Wh/Kg。

据获悉，要想使锂离子电池成为真正的高能量密度电池仅有两条道路：提高电池工作电压或者提高正负极材料的比容量。要想在能量密度上突飞猛进，锂离子电池的下一个突破点，可能在于做全固态锂离子电池。

而针对燃料动力电池能量密度，董辉表示，燃料动力电池是一种将存在于燃料和氧化剂中的化学能直接转化为电能的发电装置。燃料和空气分别送进燃料动力电池，电就被生产出来。从外表上看有正负极和电解质等，像一个蓄电池，但实质上它不能‘储电’而是一个‘发电厂’。

由此可见，燃料动力电池的能量密度并不取决于燃料动力电池电堆本身，而取决于其携带的氢气重量。而关于一个功率一定的燃料动力电池系统，其能量密度实际上是由储氢系统的储氢质量/体积百分比决定的。同等条件下，想要提高FC-EV续航里程必须采用更高效率的储氢系统。

TSLA电池能量密度是170Wh/Kg，目前锂离子可以做到220Wh/Kg左右，CATL称将会推出能量密度为300Wh/Kg的锂离子电池。而燃料动力电池可以很轻松达到600Wh/Kg，并且今后有望突破1000Wh/Kg。易津资本投资经理周道武提道。

（三）锂离子电池倍率和燃料快充问题

关于锂离子电池汽车而言，充电时间长成为阻碍其推广的重要因素之一，因此快充技术也成为众多锂离子电池厂研究的重要方向。TSLA85千瓦时电池使用超级充电站40分钟可充80%，保时捷也开发出800V快速充电技术，在15分钟内将MissionE电池充到80%。

快充固然很受用，但也引来弊端。董辉表示，充电时间大大缩减，也在不断地挑战着电池材料和电池设计的物理极限，甚至是威胁着电池的寿命。

除了快充之外，换电模式也是不错的选择，但将动力锂电池设计成可插拔式会带来整车结构强度问题以及电气绝缘方面的难题，当然还有尚未统一的电池标准。

在锂离子电池在排除万难解决充电问题的时候，燃料动力电池却可以轻轻松松的加注氢气。几乎所有的燃料电动汽车都可以实现在三分钟之内加满氢气，这关于锂离子电动汽车来说是可望而不可即的事情。

值得一提的是，得益于独特的开放式工作原理，燃料动力电池可同时兼备高能量和高功率的特性，这正是当下汽车对动力系统的最基本技术要求。

燃料动力电池发展为何受阻

从当前的国内市场发展来看，锂离子电池汽车的发展已经成为一个体系，而燃料电动汽车仅停留在研发阶段，产业方面几乎一片空白。而最重要的原因是，锂离子电池汽车相关于燃料电动汽车来说，其最大的优势就是成本低，不论是科研成本还是汽车造价成本都更具有优势。

在实地测量燃料电动汽车的经济性时，计算得出每跑1KM要花费0.6元左右；而锂离子电池汽车只需不到0.1元。相差如此悬殊，消费者自然会选择低成本的锂离子电池汽车作为出行工具。

在造车方面，2013年韩国现代下线的全球首款量产版氢燃料电动汽车ix35FCV，其最初售价高达85.5万人民币，这个价格可以买一辆非常牛逼的TSLA了，一般平民百姓如何消费的起？再比较一下国内的比亚迪电动汽车大多在20几万之间，锂离子电池汽车的价格优势可见一斑。

为何燃料电动汽车会贵到令人发指的地步？据周道武介绍，燃料动力电池昂贵重要有三个原因：①使用碳载铂催化剂，②隔膜被国外一两家隔膜公司垄断，③极板等小批量制作成本高。要想解决燃料电动汽车造价问题，首先得找到替代铂金属的材料，或者最大限度地降低铂金属使用量，从而降低成本。

目前来看，燃料动力电池技术已经基本成熟，阻碍其大规模应用的重要原因是成本高和配套基础设施建设不完善。周道武表示，一个普通的燃料电动汽车充电站所需成本在100-200万美元之间，而锂离子电池汽车充电站仅需10万美元。

据不完全统计，目前全球有超过200座加氢站投入实际使用，还有百余座正在筹建，这些加氢站大部分位于日本、德国和美国加州。我国仅在北京和上海各有一座示范加氢站。

燃料动力电池只有大规模应用才会进一步降低成本，形成一个良性循环。燃料动力电池的推动涉及很多方面，制氢（提纯）、储氢、运输、加氢站等，这个过程比锂离子电池汽车复杂，并且要的资金也更多。董辉表示，政府的推动用途非常重要，国外燃料动力电池汽车的成功应用也将会给国内资本和政府决策很好的引导用途。

氢气供应网络和燃料动力电池的大规模应用是相辅相成的，产业链的各方面都相互牵制相互促进。如工业废氢将是很好的氢气来源，但公司花钱提纯后使用端没打通，不能形成一个有价值的闭环，公司只能选择将废氢直接排放。周道武认为，大规模资本流入才能撬动这样大的一个产业。而在此之前，基础研究仍是非常重要的事情，开发低成本的催化剂、新型储氢材料等都会在一定程度加速氢燃料动力电池的进程。