燃料电池与锂离子电池对比下的优势与不足

　　有人在网上询问“燃料电池相对于锂离子电池有哪些优势和不足？”以下回答来自电池从业者。

　　要比较优势和不足，前提是在相同应用目的前提下。

　　先将燃料电池和锂电池作为对象比较不同和相同，然后才可针对不同的应用比较优势和不足。

　　不同的工作方式燃料电池输入化学能，输出电能；锂电池输入电能，输出电能。因之，燃料电池是能量转化装置，而锂电池是储能(电能)装置。

　　相同的放电原理燃料电池和锂电池对外输出电能时不是热机过程，而是等温绝热的电化学电源过程，故此效率高。

　　优势

　　1.当边界是地球上的人类社会时，对于未来能源结构调整的意义，燃料电池>锂电池在化石能占绝绝大部分一次能源份额的一二百年内，如何提高从化石能到消费终端有用功的效率，以及如何屏蔽特定的有用功形式与一次能源结构的确定对应，关键是能量转化装置（人们容易类比到工业革命的蒸汽机的意义）的变革，而储能装置的作用往往是优化能量利用的效率。

　　2.当边界是运载工具特别是地面的汽车时，燃料电池驱动比锂电池驱动更可能成为类似今天的汽车业态3分钟以内能量恢复，续驶里程超过400公里。化学反应需要氧化剂、还原剂(俗称燃料)和反应场所，燃料电池汽车只需要携带两样燃料和反应场所——燃料电池；而锂电池汽车则需三样都带，又锂电池中氧化剂、还原剂存放距离很近(当前是靠百微米厚的隔膜)即使不工作也有自放电，再锂电池为达成寿命循环往往浅充浅放，即不能每个循环都像传统汽车那样将油用干、将油加满，故此真实使用时理论的续驶里程还要减半。这就是现在的燃料电池汽车有效续驶里程可达到600公里以上，而锂电池汽车有效续驶里程一般地小于100。燃料电池汽车类似天然气内燃机汽车，反应场所和燃料可以物理隔离，燃料加注实际是物理过程，要多快可以多快——只要经济上觉得上算，而锂电池汽车能量恢复是充电过程，即电解反应，需要控制要不然就会有副反应发生，其燃料加注速度受到技术进展程度的制约。

　　不足

　　1.当边界是便携电子设备时，燃料电池由于氧化剂、还原剂、反应场所分离，其系统集成简化的难度远远大于已经充分集成的锂电池或者其他种类二次电池；

　　2.当边界是电网不间断备份时，2ns的电子设备要求，燃料电池要把分离在外的氧化剂和还原剂送到电池内几乎是不可能达成的；

　　产业化程度燃料电池现在没有产品制造业；而锂电池针对便携电子设备的现场电源已经形成了批量制造业。但针对汽车，两者都没有形成产品制造业，共同的技术难点在于电化学反应如何适应电机的感性负载大动态需求。

　　容易被蛊惑的说法锂电池汽车因为现在已经存在锂电池工业，会比燃料电池汽车更容易取代内燃机汽车的历史地位。道理上的谬误产品开发是从客户需求出发的，没听说割草机用的内燃机通过升级改造就能成就汽车内燃机的；经验上的认知蓄电池汽车，从1900年开始，锂电池已经是第四次浪潮了，好像还是不会成功在这个10年，这是件很难的事情。

　　最让人憧憬的说法燃料电池发动机+锂电池形成电电混合动力驱动汽车，可以1）提升2倍效率；2）车辆零排放；3）寿命和成本容易达成；4）摆脱汽车对原油资源的单一依赖。