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比較分析鋰離子電池和燃料動力電池的優缺點

鉅大LARGE  |  點擊量:1872次  |  2020年12月08日  

鋰離子電池和燃料動力電池的優缺點。鋰離子電池廣泛應用于手機、電腦等設備。燃料動力電池適用于電動/混合動力汽車。利用氫氣和氧氣的化學反應出現電能,燃燒產物為水和極少量的二氧化碳,對環境幾乎沒有影響。那么電動汽車應該選擇鋰離子電池還是燃料動力電池呢?見下文。


鋰離子電池。JPG


鋰離子電池和燃料動力電池的優缺點


(1)成本


高成本和復雜的制氫工藝成為燃料動力電池發展的重要障礙。氫是通過電解或蒸汽重組得到的。但是這兩種方法都很昂貴,生產同樣質量的天然氣的成本是生產氫的一半甚至三分之一。


鋰離子電池的生產成本相對較低,而且易于重復使用,因此比其他便攜式能源更劃算。


(2)環境


燃料動力電池和鋰離子電池對環境的影響都很小。前者燃燒水,不出現燃燒汽油/柴油出現的溫室氣體。鋰離子電池放電產品可能是鋰氧化物、氫氧化鋰等,環境不會受到影響。此外,鋰離子電池是可重復使用的。


基于以上幾點,這兩種電池已經成為電動汽車最受歡迎的電源。


(3)材料


聚合物膜被用作燃料動力電池的電極,以支持氫和氧的反應來發電。聚合物薄膜必須經過特殊處理才能承受高溫和機械應力。鋰離子電池中的鋰離子可以吸收電荷,所以電池有儲存電能的能力。鋰離子重量輕,是汽車的理想動力源。


(4)潛在的


無論是燃料動力電池還是鋰離子電池,都有很大的改進空間。假如燃料動力電池的成本能夠降低,那么它們就可以真正成為汽油/柴油燃料的替代品。關于鋰離子電池來說,假如能量密度可以進一步提高,循環壽命可以更長,也是很好的驅動能量。


(5)安全


溫度控制對鋰離子電池安全的重要性。與小型3C電池相比,大功率電池由于電池結構、工作方式、環境等因素,散熱更加困難。因此,大功率電池系統的熱管理設計至關重要。鋰離子電池使用的有機溶劑是易燃的,閃點太低。不安全行為引起的熱失控容易點燃燃點低的可燃液體成分,導致電池燃燒。


無論是燃料動力電池系統還是鋰離子電池,一旦發生安全事故,后果都是極其嚴重的。然而,僅從系統控制的角度來看,我個人認為,就安全系數的可控性而言,燃料動力電池比鋰離子電池更容易控制。


燃料動力電池汽車是汽車電池的另一個重要發展方向。與鋰離子電池相比,燃料動力電池有明顯的優點和缺點。但從長遠來看,燃料動力電池或鋰離子電池是否會在未來得到廣泛應用還有待觀察。


未來哪一種電池會占上風,取決于這兩種電池的瓶頸能否得到很好的解決。鋰離子電池面對的關鍵技術包括能量密度增強、安全性、熱管理等。燃料動力電池面對著成本高、耐久性差、冷啟動困難、缺乏系統集成和優化等問題。從短時間來看,鋰離子電池更合適,而燃料動力電池從長期來看更可持續。


燃料動力電池是將氫、氧等可再生能源的化學能轉化為電能的裝置。其中,電抗器是燃料動力電池的動力源,電抗器性能的差異直接決定了燃料動力電池的輸出功率。作為一種新能源電池,鋰離子電池的輸入/輸出功率,其實首先是輸入功率儲備,等待使用,然后通過輸出裝置輸出功率。因此,燃料動力電池是發電裝置,而鋰離子電池是儲能裝置。


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