引领新能源汽车发展!锂电池、氢燃料电池和固态电池,花落谁家?


在阅读此文前,麻烦您点击一下“关注”,既方便您进行讨论与分享,又给您带来纷歧样的介入感,感激您的支持。


陪伴新能源车的兴起,电池行业履历了一系列的剧变,锂电池、氢燃料电池还有固态电池称为世界电池界的三大主流。而它们谁会成为新能源车的未来?

引领新能源汽车发展!锂电池、氢燃料电池和固态电池,花落谁家?

未来汽车的供能系统,各家公司设计和做法也有所分歧。是选择当前市场的主流锂电池,还是谋求加倍环保的氢燃料电池,亦或是新兴技术之一的固态电池?各方对此问题展开了剧烈的讨论。其中,锂电池、氢燃料电池还有固态电池作为争论的焦点。

引领新能源汽车发展!锂电池、氢燃料电池和固态电池,花落谁家?

从我国电池市场上看,三大电池各有上风。首先,中国见证了锂电池的突起,也是锂电池的最大受益者,在生产和消费量上都居于世界前列。

而氢燃料电池属于近两年我国发展的重点项目,今朝已经被列入“十四五”计划之中,相关的机构正在积极的投资扶植相关的根本设施。

引领新能源汽车发展!锂电池、氢燃料电池和固态电池,花落谁家?

预计到2030年,我国加氢燃料站的数量将会突破3000个。固然我国不是这一范畴的唯一者,从世界范围上看,世界发财国家和地域都制定了相应的氢燃料发展计划。因此,我们可以大胆的推断,两者间的竞争赛道已经建立。

引领新能源汽车发展!锂电池、氢燃料电池和固态电池,花落谁家?

在固态电池竞争上,我们今朝还没有研制全固态电池,可是包括比亚迪、宁德时代等一部分中国电池界的巨头,正在积极探索这一范畴。从世界范围上看,日产在2023年发布研制成功全固态电池,引起了世界范围内的高度关注。

今朝,电池界已经形成了三大主流趋势,固然对于它们谁是新能源车的未来,各界职员也有分歧的意见。

引领新能源汽车发展!锂电池、氢燃料电池和固态电池,花落谁家?

锂电池VS 氢燃料电池

首先,以特斯拉CEO埃隆 · 马斯克为首崇尚锂电池的企业,对氢燃料电池的推广使用公开报复,说这是“使人难以置信的愚蠢”。

早在2015年,马斯克在某次公开采访中,就暗示选择汽车的能量存储,氢燃料是一件很是愚蠢的事情,由于相较于甲烷和丙烷来说,它的制取和存储则费劲很多。

引领新能源汽车发展!锂电池、氢燃料电池和固态电池,花落谁家?

马斯克这番言论虽然有一定的偏颇性,可是也体现出氢燃料电池的问题所在。和普通锂电池相比,氢燃料电池的能源转化率相对较低。在它放电或者存储电的进程中,它需要履历取氢、分手氧气,尔后压缩氢气等一列的操纵。

引领新能源汽车发展!锂电池、氢燃料电池和固态电池,花落谁家?

以太阳能发电为例,由于需要履历这一繁琐的进程,相较于普通的电池存储来说,需要多一倍左右的能量和时间。

这个效率是马斯克及特斯拉最为鄙夷的,自然无法接管。以特斯拉所研发的BEV电池的效率,市面上最好的氢燃料电池,其效率甚至不及BEV电池的一半。

引领新能源汽车发展!锂电池、氢燃料电池和固态电池,花落谁家?

从市场的技术上看,氢燃料电池起步远远晚于锂电池的发展。

假如想要建立成熟的产业产业链以及相应的根本设施,需要延续发展数十年的时间。固然我们不成否认的是,燃料电池始终是人们研发的重点内容之一,可是氢气所需要的充电根本设施扶植,以及如何制备、存储大量的氢气等内容都处于滞后状态。

引领新能源汽车发展!锂电池、氢燃料电池和固态电池,花落谁家?

而且氢燃料和一般的燃料分歧,制备所需的高质量和大型的蓄压器,以及电池所需要的压力罐等相关的设备,都异常的昂贵。因此列国对于氢燃料电池的研究,多停留在实验室阶段,想要大范围的商用,本钱就是绵亘在公共眼前的第一道屏障。

引领新能源汽车发展!锂电池、氢燃料电池和固态电池,花落谁家?

此外,能源的发展和应用,更多的时候斟酌到的不可是本钱,有时候还会斟酌污染问题。

今朝氢燃料的制备主要以化石能源作为原料的热化学反应,在产业制氢上的应用最为普遍。可是无论是蒸汽转化还是水电解,都可能面临污染的问题。

有否决的声音,固然也会有赞同的声音。对于氢燃料电池,丰田以为未来的市场必定属于燃料电池。作为世界上首屈一指的车企,丰田多年来致力于研究以氢燃料电池作为电动汽车的动力源,它们以为这一操纵可以实现零排放的汽车战略。

引领新能源汽车发展!锂电池、氢燃料电池和固态电池,花落谁家?

而在其推出的mirai新能源汽车上,它们已经将氢燃料电池应用其中。对于丰田的新能源汽车来说,在氢燃料电池的内部就宛若带着一个庞大的发电站,通过增加氢气并操纵内部的化学反应,便可以源源不竭的获得能量。

因此,它省去了传统电池需要充电弊端,想要获得电力,仅需要添加氢气落后行化学反应即可产电。

引领新能源汽车发展!锂电池、氢燃料电池和固态电池,花落谁家?

同时,虽然在效率上氢燃料电池略逊色于锂电池,可是其续航能力却是锂电池所无法相比的。

有人曾经做过一个试验,同样的500千米续航,锂电池需要更长的充电时间,即即是使用超级快充,也需要1个半小时,而氢燃料电池的原料氢气,仅需要3分钟实现续航。同时能量密度上,而这不是一个体量级别,氢燃料电池远远跨越了锂电池。

引领新能源汽车发展!锂电池、氢燃料电池和固态电池,花落谁家?

综合来说,氢电池和锂电池各有益处,分歧的企业在这一方面均有涉猎。可是未来谁能取代对方,尚未可知。

但从今朝的市场散布上看,新能源汽车中主力仍然是锂电池,甚至在未来很长一段时间里,其依然会充任重要的脚色。

引领新能源汽车发展!锂电池、氢燃料电池和固态电池,花落谁家?

固态电池VS 锂电池

固态电池,被誉为下一代锂电技术的制高点。已经成为各大车企竞争的焦点点。从电池界的发展上看,电池的发展履历了液态、凝胶、半固态以及固态四大主要阶段,而在半固态迈入固态这一进程中,有一个准固态的发展阶段。

从整个电池行业发展的偏向,随着电池中的液体容量不竭的削减,我们的电池平安和性能会综合提升。

引领新能源汽车发展!锂电池、氢燃料电池和固态电池,花落谁家?

固然,实现全固态对于今朝技术水平来说,仍然是探索的阶段,例如我国的宁德时代,比亚迪等电池界的巨头此前已经研制出了固态电池,实际上就是处于准固态阶段,内部仍保存一部分的液体。

但在2023年开年之际,日本的日产公司宣告全固态电池项目成功,预计在未来两到三年的时间可以实现量产,并应用在电动车上。

引领新能源汽车发展!锂电池、氢燃料电池和固态电池,花落谁家?

需要特别留意的是,锂电池和固态电池均含有一定量的锂材料,因此从材料上看,两者的区别并没有那末的大。

但锂离子电池所采用的是液态电解质,和固态电池相比,其重量更高,平安性较差,使用寿命更短等多种问题。

引领新能源汽车发展!锂电池、氢燃料电池和固态电池,花落谁家?

单个锂电池自己所含有的能量并不算高,而且需要操纵多个电池组串联才能满足日常所需,这让本就质量偏重的锂电池雪上加霜。假如将锂电池应用在电动车上,其整体设计、安装以及制造方面,都可能花费庞大的本钱。

引领新能源汽车发展!锂电池、氢燃料电池和固态电池,花落谁家?

除却重量方面的上风,固态电池的平安性也更高。液态电解质具有可燃性,因此它在高温状态下,并不稳定,可能引发热失控的问题。

当这一问题发生时,意外也随之到来,轻则起火,重则引发火灾,甚至爆炸,威胁人类生命平安。在低温状态下,电解质溶液可能发生冻结,也影响了电池的整体续航力。

使用寿命上,由于液态电解质具有腐蚀性,在放电和蓄电进程中,可能会腐蚀电池的内部组件,发生晶枝,占用电池容量,破坏电池性能,影响电池的使用寿命。

引领新能源汽车发展!锂电池、氢燃料电池和固态电池,花落谁家?

而反观固态电池,由于其电解质为固态,通常以玻璃、陶瓷等材料充任电解质,具有高能量密度。

固然这种固态电池和传统锂离子电池具有高度相似性,充放电的原理也大致相同,仅是将内部的液态升级为固态,使得电池体积下降了一个维度。理论上,同体积的液态电池和固态电池,固态电池的容量是液态电池的两倍以上。

引领新能源汽车发展!锂电池、氢燃料电池和固态电池,花落谁家?

由于体积和重量的下降,同时结构也做了相应的精简,不用斟酌锂离子的检测装置的安装,以及相关保温系统。这给汽车底盘留出更大的空间,也给汽车组装提供一定的灵活性。使得车子整体续航能力大增。而充电速度,固态电池内部没有腐蚀性的问题,都使得电池使用的寿命更长。同时,固态电池的稳定性,让他不会发生诸如热失控和低温冻结等问题。

引领新能源汽车发展!锂电池、氢燃料电池和固态电池,花落谁家?

今朝,新能源车辆在严寒地域并不受欢迎,其中主要原因在于冬季严寒,可能会致使电动车无法使用的问题。而固态电池可以填补这一问题,进而带动新能源电车的推广和普及,推动世界环保事业的发展。

引领新能源汽车发展!锂电池、氢燃料电池和固态电池,花落谁家?

虽然固态电池的平安性比锂离子电池更高,可是这并不意味着固态电池没有危险。由于技术的限制,全固态电池的生产存在一定的技术困难。市面上大部分的固态电池均含有少部分的液体电解液。

这引起唯固态论的研究者和投资者们不解,在它们印象中,只有全固态的电池才是平安的。

可是研究显示,两者之间并没有绝对的关联性。而且电池中含有少量的液态电解液,并没有对电池的平安性造成太大的问题。

引领新能源汽车发展!锂电池、氢燃料电池和固态电池,花落谁家?

在后续分歧场景的测试中,即火灾、内部短路和机械故障三种情况下,液态电池和固态电池的平安情况。在火灾状态,固态电池没有发生热量,液态电池存在放热。两者在内部短路情况下,表示趋同,机械故障中,固态电池可能会开释更多的热量。

实验证实了固态电池虽然平安性更高,但并不意味着没有危险。同时,当前市面上的固态电池多为含有少量液体的固态电池。因此,其平安问题依然突出。

引领新能源汽车发展!锂电池、氢燃料电池和固态电池,花落谁家?

锂电池、氢燃料电池以及固态电池,究竟谁才是新能源车的未来。对于这个答案我们有待后续研究的展开情况。

固然今朝市场仍然是锂电池为王,而固态电池的技术问题,以及氢燃料电池的本钱和效率问题,需要时间渐渐解决。对此,我们只能说一句,敬请期待!

好了,本期内容到这里就竣事了,看完这期别忘了给我们点赞,关注和转发。谢谢您的支持,下期更出色!

原创文章,作者:宇宙观察室,如若转载,请注明出处:https://www.car-metaverse.com/202303/112158729.html

发表回复

您的电子邮箱地址不会被公开。 必填项已用*标注