比较分析锂离子电池和燃料动力电池的优缺点

2020-12-08      1855 次浏览

锂离子电池和燃料动力电池的优缺点。锂离子电池广泛应用于手机、电脑等设备。燃料动力电池适用于电动/混合动力汽车。利用氢气和氧气的化学反应出现电能,燃烧产物为水和极少量的二氧化碳,对环境几乎没有影响。那么电动汽车应该选择锂离子电池还是燃料动力电池呢?见下文。


锂离子电池。JPG


锂离子电池和燃料动力电池的优缺点


(1)成本


高成本和复杂的制氢工艺成为燃料动力电池发展的重要障碍。氢是通过电解或蒸汽重组得到的。但是这两种方法都很昂贵,生产同样质量的天然气的成本是生产氢的一半甚至三分之一。


锂离子电池的生产成本相对较低,而且易于重复使用,因此比其他便携式能源更划算。


(2)环境


燃料动力电池和锂离子电池对环境的影响都很小。前者燃烧水,不出现燃烧汽油/柴油出现的温室气体。锂离子电池放电产品可能是锂氧化物、氢氧化锂等,环境不会受到影响。此外,锂离子电池是可重复使用的。


基于以上几点,这两种电池已经成为电动汽车最受欢迎的电源。


(3)材料


聚合物膜被用作燃料动力电池的电极,以支持氢和氧的反应来发电。聚合物薄膜必须经过特殊处理才能承受高温和机械应力。锂离子电池中的锂离子可以吸收电荷,所以电池有储存电能的能力。锂离子重量轻,是汽车的理想动力源。


(4)潜在的


无论是燃料动力电池还是锂离子电池,都有很大的改进空间。假如燃料动力电池的成本能够降低,那么它们就可以真正成为汽油/柴油燃料的替代品。关于锂离子电池来说,假如能量密度可以进一步提高,循环寿命可以更长,也是很好的驱动能量。


(5)安全


温度控制对锂离子电池安全的重要性。与小型3C电池相比,大功率电池由于电池结构、工作方式、环境等因素,散热更加困难。因此,大功率电池系统的热管理设计至关重要。锂离子电池使用的有机溶剂是易燃的,闪点太低。不安全行为引起的热失控容易点燃燃点低的可燃液体成分,导致电池燃烧。


无论是燃料动力电池系统还是锂离子电池,一旦发生安全事故,后果都是极其严重的。然而,仅从系统控制的角度来看,我个人认为,就安全系数的可控性而言,燃料动力电池比锂离子电池更容易控制。


燃料动力电池汽车是汽车电池的另一个重要发展方向。与锂离子电池相比,燃料动力电池有明显的优点和缺点。但从长远来看,燃料动力电池或锂离子电池是否会在未来得到广泛应用还有待观察。


未来哪一种电池会占上风,取决于这两种电池的瓶颈能否得到很好的解决。锂离子电池面对的关键技术包括能量密度增强、安全性、热管理等。燃料动力电池面对着成本高、耐久性差、冷启动困难、缺乏系统集成和优化等问题。从短时间来看,锂离子电池更合适,而燃料动力电池从长期来看更可持续。


燃料动力电池是将氢、氧等可再生能源的化学能转化为电能的装置。其中,电抗器是燃料动力电池的动力源,电抗器性能的差异直接决定了燃料动力电池的输出功率。作为一种新能源电池,锂离子电池的输入/输出功率,其实首先是输入功率储备,等待使用,然后通过输出装置输出功率。因此,燃料动力电池是发电装置,而锂离子电池是储能装置。


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