锂电池与燃料电池生死战 电动车电池将走向何方？

　　丰田与特斯拉的合作危机引发看外界对于锂电池汽车的质疑。因与特斯拉公司的协议期满，丰田将于今年结束RAV4电动车的生产，特斯拉在与丰田合作的RAV4电动车项目中的生产活动也将于2014年终止。日前，丰田宣布2015年将其开发的燃料电池车正式推向市场，合作密切的丰田与特斯拉终止RAV4电动车项目的原因或在于此。

　　“合作危机”引出锂离子电池电动汽车的三大问题

　　一是间接污染依然不能避免。通过与氢燃料电池车对比，更加凸显传统锂离子电池电动汽车的污染问题。首先，目前锂离子电池充电的电力来源仍主要依靠火力发电方式，化石能源转化为电能的过程中会对环境造成污染；其次，锂离子电池的正负极材料、电解质溶液等物质对于环境和人体健康也有很大影响，美国已将锂离子电池归类为一种包括易燃性、浸出毒性、腐蚀性、反应性等有毒有害性的电池。因此，依靠锂离子电池运行的电动汽车还是会间接产生一定污染。

　　氢燃料电池车能够实现真正意义上的零污染。其原理是把氢输入到燃料电池中，氢原子的电子被质子交换膜阻隔，通过外电路从负极传导到正极，成为电能驱动电动机，质子却可以通过质子交换膜与氧化合为纯净的水雾排出。氢燃料电池车的燃料是氢和氧，通过电化学反应，而不是采用燃烧（汽、柴油）或储能（蓄电池）方式释放能量，生成物也只有清洁的水，有效降低了一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化合物、温室气体等能够对环境造成污染的气体的排放，实现真正意义的零污染。

　　二是续航能力普遍不足。续航能力不足是电动汽车的一大缺陷。电动汽车续航能力主要受限于电池的能量密度，目前国内电动汽车主要选用的是磷酸铁锂电池，其实际比容量仅达到140mAh/g左右。以进入《北京市示范应用新能源小客车生产企业及产品目录》的几款车为例，北汽E150EV的续航里程为130公里，上汽荣威E50为180公里，江淮为200公里，表现最好的比亚迪e6也仅达到300公里，与传统汽车续航能力相差甚远。目前代表全球最先进电动汽车的特斯拉MODEL S车型其续航能力虽然可达到502公里，但业界为其未来的提升空间并不看好。

　　氢燃料电池车不存在续航能不足的问题。由于氢燃料电池能够将化学能直接转换为电能，不需要经过热能和机械能（发电机）的中间变换，因此发电效率高，可以达到50%以上。氢燃料电池车行驶里程可轻松达到500-600公里。

　　三是充电时间长。电动汽车充电时间过长也是影响消费者兴趣的重要原因，以比亚迪e6为例，在大功率充电站充满也要2个小时，使用普通民用交流电充满则需要38个小时，而传统车加满一箱汽油最多不超过5分钟。氢燃料电池车加注燃料的时间与传统汽油车相差无几，加满燃料仅需3-5分钟。

　　

　　表1 比亚迪e6的主要充电方式 （注：55千瓦时电池充满后可提供300公里的综合工况续航里程）

　　综上所述，氢燃料电池车具备环保、续航能力强、加注燃料快等优点，能够解决当前锂离子电池电动汽车存在的三大问题，是未来电动汽车的重要发展方向。但从目前的实际情况看，因氢燃料电池制造成本居高不下、加氢设施建设难度大等问题，氢燃料电池车距大规模商业化还存在较大差距，传统锂离子电池电动汽车依然是当前新能源汽车的主流。

　　促进电动汽车发展的建议

　　发展清洁电能，降低电动汽车间接污染。一是建设太阳能、风能充电站，实现真正零污染。目前，我国太阳能充电站已经取得一定进展，2010年江西省电力公司投资建设的光伏屋顶汽车充电站在江西宜春竣工并已投入运营，为光伏充电站的发展奠定了基础；风能充电方面，可借鉴英国Ecotricity的先进经验，其建设的风能充电桩取得了很大成功。二是大力发展太阳能、风能、核能等发电项目，改善我国以化石燃料发电为主的电力结构，降低电动汽车间接污染。

　　加大研发力度，提升动力锂电池性能。重点加强锂电池正极材料的研发，特别是三元材料等的研发利用，提升动力锂电池能量密度。传统磷酸铁锂材料的理论比容量只有170mAh/g，三元材料的理论比容量则达到 278mAh/g，差距较大；同时，对比实际比容量来看，三元材料锂电池可达到170 mAh/g以上，比传统磷酸铁锂电池提高30%以上，具有广阔的发展空间。

　　快充与换电相结合，提高运行效率。对于非营运车辆，加强高压快速充电站的建设和技术突破，进一步缩短充电时间，调查显示，只有当电动汽车的充电时间缩短到10分钟以内才能够普遍被消费者接受；对于出租车、公交车等营运车辆，大力发展换电技术，统一规划建设市内换电站，做到合理布局，并进一步提升换电时间。