出于對環(huán)境和未來能源危機的擔憂,國家和地方財政用于補貼新能源汽車的資金高達上百億元,意在培育自主品牌的新能源整車及零部件企業(yè)。其中,動力電池就是培育對象的重中之重。動力電池作為新能源汽車“心臟”,關于著新能源汽車跑能多遠。
隨著我國新能源汽車的快速發(fā)展,近兩年燃料電池的市場需求猛增,迎來了“黃金時期”。據數統(tǒng)計2015年我國新能源汽車產量達到37.9萬輛,動力電池整體出貨量達到157億瓦時,同比增長3倍多。
不過,在繁榮的同時,也暴露出一些新的問題。8月21日,以“安全保障創(chuàng)新引領”為主題的中國電動汽車百人會夏季論壇在河南鄭州舉行。論壇上,業(yè)內人士認為,隨著國家政策激勵制度的逐步退坡,行業(yè)普遍意識到,研發(fā)試驗能力偏弱、關鍵技術不足、燃料電池產業(yè)鏈不完整、低溫環(huán)境適應性差等問題將成為制約我國新能源汽車產業(yè)發(fā)展的障礙。尤其是電動汽車的安全問題,已成為橫亙在產業(yè)發(fā)展路上的首道關卡,甚至決定著產業(yè)最終的成敗。
燃料電池與固態(tài)電池優(yōu)勢
燃料電池(FuelCell)是一種將存在于燃料與氧化劑中的化學能直接轉化為電能的發(fā)電裝置。燃料和空氣分別送進燃料電池,電就被奇妙地生產出來。它從外表上看有正負極和電解質等,像一個蓄電池,但實質上它不能“儲電”而是一個“發(fā)電廠”。但是,它需要電極和電解質以及氧化還原反應才能發(fā)電。
近些年來電動汽車的頻繁亮相,人們早就習以為常,再加上政府的大力支持,汽車廠商都相繼推出了多款純電動和混合動力汽車,充電站的建設也日趨成熟。相比之下,同樣作為新能源的燃料電池汽車卻是幾度沉浮,雖然各方面性能都讓它有望成為內燃機汽車的替代者,但十多年前高昂的售價和人們對其可靠性的質疑,仍舊離我們很遠。
燃料電池的明顯優(yōu)勢:
①氫是世界上最多的元素,氫氣來源極其廣泛并且是可再生資源,所以用氫氣作為“燃料”似乎最合適不過。
②由于燃料電池是化學能直接轉換為電能,相比內燃機的燃燒作用不會產生大量廢氣與廢熱,轉化效率更可超過50%(內燃機轉化效率為10%),排放物也只有水,也不會對環(huán)境溫度造成影響。
③使用壽命長于電化學電池并且電池維護工作量很小。
④相比于純電動車的充電時間來說,燃料電池加注氫氣的時間很短,幾乎與內燃機汽車添加燃油時間相當,大約在3-5分鐘左右。
燃料電池的種類有很多種,但目前應用在汽車領域的多數為質子交換膜燃料電池。由于90年代質子交換膜燃料電池在技術上獲得了突破,奔馳于1994年生產了第一代燃料電池汽車necar1,此后眾多汽車廠家紛紛投入了燃料電池汽車的研發(fā)中。質子交換膜燃料電池發(fā)電效率高、輸出比功率高、使用壽命長、噪音低等特點讓其運用在汽車領域奠定了基礎。
固態(tài)電池是一種使用固體電極和固體電解液的電池。由于固態(tài)電池的功率重量比較高,所以它是電動汽車很理想的電池。2015年3月,英國戴森公司(Dyson)創(chuàng)始人詹姆斯·戴森首筆1500萬美元的投資投向了固態(tài)電池公司。
據其官方稱,Sakti3已制造出能量密度達1100瓦時/升的電池,這一能量密度幾乎是目前鋰離子電池的2倍。美國佛羅里達大學的電池專家、材料科學教授凱文·瓊斯(KevinJones)認為:如果電池蓄電量能像Sakti3提出的那樣多,那么電動汽車的購買和使用成本就有可能與普通汽車相同。
而且固態(tài)電池還有另一項優(yōu)勢——在事故中損壞時不易爆炸或起火。要知道的是,在此之前,在新能源汽車領域與特斯拉同樣享有盛名的菲斯科,后來之所以會破產并慢慢銷聲匿跡,在很大程度上就是因為其頻繁出現的電池起火事件以及其他故障。
總結
不管是燃料電池與固態(tài)電池也好,都要以安全第一為原則來研究、開發(fā),千萬別一味爭取補貼、一味追趕潮流等本末倒置而忽視安全等問題。