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1、铅酸电池与锂电池生死较量的 4 个焦点电动自行车的发展状态一直是行业关注的焦点。由于铅污染的原因，人们普遍认为锂电车相较铅酸车更为环保。记者走访北京、天津、广州、深圳、江苏等一线城市发现，锂电车持续畅销，增长在 15%-30%不等，总体占比接近 20%。究竟拥有巨大品牌及渠道优势的铅酸电池与锂电池之间的较量谁会更胜一筹，今天小编就给大家进行四点浅析。价格翻番 成本难控锂电作何发展据了解，一般的铅酸电池的单价在 300-600 元之间，而据调研结果显示，目前锂电自行车的电池组单价在 1000 元左右，单产品本身锂电池就较铅酸电池高出一倍多。为了能够与传统铅酸一较高下，所以只能降低电池容量来降低锂
2、电池的成本，降低容量也就意味着降低锂电车的续航里程，这使得大部分以电动车作为代步工具的人群往往不会选择锂电车。然而，若想打破这一尴尬局面就必须降低锂电池成本，技术便成为至关重要的一步，开发更节能的驱动成为难点。锂电池略胜一筹 能效转化高据了解，铅酸电池一般深充深放电 400 次以内，有记忆，寿命在两年左右。相比较之下，锂电池耐用性较强，消耗慢，充放超过 500 次，并且无记忆，一般寿命在 45 年。质保寿命与价格对消 难分高下目前市场上主流电池是 48 伏，如果更换的话，铅酸电池 450 元左右，质保期为 1 年;锂电池价格相对较贵，需要 1000 元左右，但是质保期为两年。就质保折算下来，两
3、者是不相上下的。消费者的选择，就全凭各自喜好。锂电池运输成本成本低 铅酸电池渠道优势强一般铅酸电池组重量是 16-30 公斤，体积较大;锂电池一般在 2.53 公斤，体积相对较小，所以骑行轻便、搬运方便。首先，锂电池轻巧，携带方便，运输成本也非常的低廉，再者，传统铅酸电池企业具备优良的运营商信息渠道、资质认证，以及多年来与运营商悉心维护的客户关系。这些都是初入运营商供应体系的锂电厂商不具备 的。上述人士表示，对于目前锂电厂商而言，要想打入到已经稳定的供应链体系需要较长的市场培育和客户积淀，并非一朝一夕可以实现。总而言之，2014 年是锂电发展的高峰期，尽管 2013 年一线城市的锂电份额占比还
4、不到20%，今年锂电的发展势头有望在一线城市达到并超过 20%的市场份额。传统铅酸电池与锂电池面对新一轮的市场激战，铅酸电池企业在传统业务积累下的品牌、渠道等优势将集中凸显，而锂电的技术不完善正是研发型企业瞄准的焦点，一旦成功将称霸市场。最终行业态势如何，还要看两方交战。燃料电池疯炒难掩 5 瓶颈 难以“上位”锂电池最近，一则燃料电池汽车消息引起了大家关注。据外电报道，丰田汽车日前表示，其氢燃料电池系统单价将从当前原型的百万美元级别削减至约 5 万美元，首款丰田氢燃料电池车将在 2015 年前后上市。大家对 FCV 如此关注，应用前景迷人是主要原因之一。一位业内专家说：“到目前为止，还没有哪一
5、项能源生成技术像燃料电池那样将诸多优点集于一身。”人们憧憬未来美好生活，今后在城市中，不再被汽车尾气困扰。燃料电池将化学能直接转换为电能，具有较高的能效，不会因为燃烧产生大量废气与废热，能量转换率约为传统内燃机的 3 倍以上。目前，直接使用氢气的系统效率超过 50%，如果将燃料电池排放的废热加以回收利用，能量利用率超过 85%，传统内燃机的热效率大约为20%30%。燃料电池具有环境亲和性。部分燃料电池会排放二氧化碳，但远低于燃烧汽油的排放量(约为其 1/6)。氢燃料电池的排放只有水，真正做到了无污染。人们对新能源汽车的续驶里程极为关注，纯电动汽车在这方面广受诟病。FCV 不存在这个问题，国外相
6、关机构研究表明，一加仑汽油与一公斤氢气行驶里程相当。丰田将上市的 FCV 为 4 座轿车，价格约为 7 万美元，日本政府补贴 2 万美元后价格降至约 5 万美元(约合人民币 30.91 万元);丰田的 FCV 充一次氢可行驶约 700km(JC08 模式);使用了可令粒径为数 m的铂类催化剂在不凝结状态下涂布的电极形成技术，为提高输出功率密度作出了巨大贡献，等等。丰田研发的 FCV 技术进步确实不小。燃料电池汽车的应用前景迷人，丰田又拿出了具有推广价值的车型，似乎，FCV 的道路变得平坦了。事实上并非如此，燃料电池或是美丽的“谎言”。笔者一直与燃料电池圈的数位研究人员长时期接触，了解到燃料电池
7、汽车的难点主要在 5个方面：催化剂、膜、储氢、系统复杂性和制氢。前面 4 个与 FCV 本身有关系，制氢牵扯到配套供应体系。FCV 的催化剂要用贵金属铂制造。资料显示，铂金在世界市场上售价为每盎司(约 28 克)1,380 美元，这使得以往几家汽车企业拿出来做实验的 FCV 高达百万美元。丰田采用镀层技术，把铂的用量降到 100 克，技术进步很明显。但是，一位业内专家说，铂金的储量非常少，全部供给汽车业使用可能都不够。笔者一直与燃料电池(Fuel Cell)圈的数位研究人员长时期接触，了解到燃料电池汽车的难点主要在 5 个方面：催化剂、膜、储氢、系统复杂性和制氢。前面 4 个与 FCV 本身有
8、关系，制氢牵扯到配套供应体系。FCV 的催化剂要用贵金属铂制造。资料显示，铂金在世界市场上售价为每盎司(约 28 克)1,380 美元，这使得以往几家汽车企业拿出来做实验的 FCV 高达百万美元。丰田采用镀层技术，把铂的用量降到 100 克，技术进步很明显。但是，一位业内专家说，铂金的储量非常少，全部供给汽车业使用可能都不够。全球汽车保有量已经超过 10 亿辆，即使按照丰田的说法，未来达到一辆车使用 20 克，意味着需要铂金 2 万吨。资料显示，世界铂族元素矿产资源总储量约为 3.1 万吨，其中，铂金总储量约为 1.4 万吨。很显然，燃料电池汽车必须摆脱对铂金的依赖，才有广阔的发展空间。另外，
9、随着铂金用量不断增加，价格直线上涨，一位业内人士说，近 5 年来，铂金价格上涨了近 5 倍，研发人员在 FCV 上降低成本的努力在某种程度上被价格上涨抵消了。那则消息没有提到膜、储氢和系统复杂性，既然丰田将于 2015 年推出 FCV，相信这几个问题，他们已经解决了。但是，有一个问题绕不过去，就像我们使用传统汽车必须加注燃油一样，FCV 的氢气从何处来?FCV 对氢气的纯度要求较高，如果氢气纯度不高，铂催化剂会中毒。专家指出，氢气纯度一般要求达到 99.99%，有些要求达到 99.9999%。一般工业制氢纯度为 99%，每提高一个数量级，成本增加很多。目前，FCV 使用的氢气主要来源于化工副产
10、品和天然气重整。先来说化工副产品制氢，既然这些氢气是化工副产品得来，那么其成本大部分被主产品承担了，当然价格比较便宜，人们使用 FCV 加注氢气的成本就不太高，体现出 FCV 既经济又环保的优势。但是，化工副产品制氢的数量有限，当 FCV 大规模投入使用，化工副产品制氢还能满足需求吗?再来看天然气重整制氢。姑且不说这个方法能耗较高，生产周期长，看看几个城市天然气出租车排队 2 小时加气的景象，不难想象，未来大规模使用 FCV 会陷入居民生活使用与FCV 争夺气源的尴尬境地。从另一个角度看，用天然气重整制氢满足 FCV 的使用，也不见得比直接燃烧天然气更环保、更经济。唯一可满足 FCV 大规模使
11、用的氢气来源只有电解水，但是，这个方法需要耗费大量的电能，成本非常高。目前，FCV 的使用空间取决于几种工业制氢量与 FCV 使用量的平衡点，这个平衡点在哪里?希望专业人士解答这个问题。FCV 有迷人的应用前景，是未来的发展方向，要想大规模使用，只有等到可控核聚变技术成熟后，那时候，电解水的成本将变得非常低。深度解读未来汽车动力源：燃料电池 VS 锂电池几个月前，特斯拉 CEO“给力哥”ElonMusk 在德国接受外媒采访时将燃料电池(Fuel Cell)称为“傻瓜电池”(Fool Cell)，并表示：“ 他们非常愚蠢，就算从理论上实现燃料电池的最佳性能，也无法同今天的锂离子电池抗衡。”他还指
12、出锂离子电池还有很大潜力没有发掘。而另外一方面，通用汽车和丰田等多家车企巨头各自同合作伙伴签订合作开发燃料电池协议，计划未来数年内推出燃料电池车投入实用。早在 2011 年丰田就在东京车展上就亮相了 FCV-R 氢燃料电池概念车，今年东京车展则将展出量产型号。丰田公司同宝马签署协议在四个领域进行合作，其中就包括燃料电池。除了丰田，通用汽车和本田汽车宣布将联合开发下一代燃料电池技术，以便 2020 年投放到市场。韩国现代汽车已经率先投产燃料电池车，福特、戴姆勒和雷诺-日产正合作开发燃料电池技术。丰田表示，即将量产的燃料电池车售价大约接近宝马 5 系或者特斯拉 Model S，大约为 5万美元左右
13、，一次加注燃料续航里程高达 300 英里(483 公里) 。因而性价比具有较高的竞争力。那么到底是特斯拉的给力哥对，还是丰田以及一众车厂对，为什么会有燃料电池和锂离子电池之争，未来电动车的动力之源会是什么呢?我们来做一个深度解读。电动车和传统汽车现在林林总总的电动车，其实是传统汽车的一个延续，人们做的，只是把传统汽车动力部分、燃油部分换成了电机和电池。电动车的历史其实非常非常悠久，1839 年，苏格兰的罗伯特 安德森给四轮马车装上了电池和电动机，将其成功改造为世界上第一辆靠电力驱动的车辆。内燃机汽车的发明时间则要推迟到四十余年之后的 1885 年 10 月，卡尔奔驰设计制造了世界上第一辆三轮汽
14、油汽车，同年戈特利布戴姆勒也制造出了一部四轮汽油汽车。两人各自成立了自已的汽车公司，1926 年两家合并为戴姆勒-奔驰汽车公司。电动车在历史上经历过三个发展期，1885 年到 1915 年是电动车的第一次黄金时期。这一期间，由于内燃机技术相当落后，行驶里程短，故障多，维修困难，不及电动车，因此电动车在这一时期被普遍认可。当时美国总统的座驾就是电动车，而不是内燃机汽车。第二个阶段是 60 年代，中东战争引发石油危机的大背景下，美国通用汽车公司与福特汽车公司分别研发了新型电动汽车。雪铁龙、标致则将现有车型改装成小型电动汽车。以此为契机，全球掀起了电动车热潮。第三个阶段是 20 世纪 90 年代后，
15、随着锂电池技术的进步，成本的降低，电动车的性能有了巨大提升。最终实现了特斯拉、日产等的量产电动车。从电动车的历史可以看出，电动车和传统的内燃机汽车，实际上是平行发展，互相竞争的关系。当电动车的性能、成本、用户体验高于内燃机汽车的时候，电动车就有一个黄金发展期，而当内燃机技术进步，体验超过电动车时，电动车就归于沉寂。电动车性能的关键因素：动力电池对于电动车来说，性能、成本、用户体验能否压倒内燃机汽车，关键在于动力电池。我们知道，汽车能跑，是因为发动机和变速箱工作，给汽车提供动力，电动车能跑是电池和电动机提供动力。电机技术经过百年的发展，已经非常非常成熟。无论是单位重量的功率、还是效率、寿命、成本
16、、控制，都远远优于发动机。同等功率的电机往往比发动机便宜，寿命更长，维护保养也更简单。理论上电动车应该远比内燃机汽车更有竞争力，而问题的关键就卡在电池上。众所周知，汽车运动是需要能量的，内燃机汽车的能量来自于汽油或者柴油的燃烧，热能转化成动能。而电池通过电机，把电能转化成动能。而现在电动车遇到的问题就是同样的重量，同样的体积，电池提供的能量远远低于汽油和柴油，也就是能量密度低。所以，同样跑 300 公里，汽油车只需要 30 升的油箱，只需要 20 多公斤汽油，而即使采用了先进锂离子电池的电动车，也要 600 多公斤的巨大电池包，还不算保护电路，电池包本身的保护的重量。如果用铅酸电池，则需要 1 吨到 2 吨的沉重电池包，而一辆家用轿车正常的重量也不过 1吨多。除了能量密度，电池还有一个功率密度的概念，动力电池能够释放的最大电流是有限的，电压是有限的。即使电动机功率很高，电池瞬间放电能力不行，也会影响电动车的性能。动力电池的分类目前，电动车用的动力电池种类其实非常多，但是真正实用化的并不多。因为很多电池都有这样或者那样的问
