鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:767次 | 2022年04月22日
鋰電池和燃料動(dòng)力鋰電池的區(qū)別有什么
動(dòng)力鋰電池系統(tǒng)將成百上千個(gè)單體電芯通過(guò)串并聯(lián)組裝在一起,整個(gè)電池系統(tǒng)的可靠性將被急劇放大。從目前國(guó)內(nèi)純電動(dòng)汽車(chē)所積累的很有限的使用數(shù)據(jù)來(lái)看,大型動(dòng)力鋰電池系統(tǒng)的可靠性相對(duì)而言還不能令人滿(mǎn)意。鋰離子電池可靠性問(wèn)題的根源在于前面討論過(guò)的安全性影響因素,而這幾個(gè)因素則是由嵌入式反應(yīng)的本質(zhì)特點(diǎn)所決定的。
在討論P(yáng)EMFC可靠性問(wèn)題之前,我們先看看燃料動(dòng)力電池的實(shí)際應(yīng)用情況。PEMFC實(shí)際上是在AFC(堿性燃料動(dòng)力電池)的技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。而AFC則是為宇航飛行量身定做的動(dòng)力源,上世紀(jì)七十年代美國(guó)聯(lián)合技術(shù)公司(UTC)首先將AFC電堆應(yīng)用于美國(guó)航天飛機(jī)而取得了成功,之后美國(guó)國(guó)際燃料動(dòng)力電池公司(IFC)生產(chǎn)的第三代AFC(標(biāo)稱(chēng)/極限功率7.0/12.0KW)后來(lái)成為美國(guó)航天飛機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)力源,可見(jiàn)燃料動(dòng)力電池技術(shù)本身具有極高的可靠性。
另外一個(gè)大規(guī)模使用蓄電池的特種領(lǐng)域就是常規(guī)。常規(guī)采用高能電池系統(tǒng)可以大大新增其水下活動(dòng)時(shí)間,無(wú)疑極具戰(zhàn)術(shù)價(jià)值。目前世界各國(guó)現(xiàn)役的常規(guī)的動(dòng)力蓄電池幾乎都是采用鉛酸電池,國(guó)際上還沒(méi)有鋰離子電池在現(xiàn)役常規(guī)(主動(dòng)力蓄電池)或者核動(dòng)力(輔助蓄電池)上裝艇的案例(雷天生命源稀土鋰離子電池不在筆者討論范疇)。
西方列強(qiáng)至今沒(méi)有在其新一代常規(guī)上列裝鋰離子動(dòng)力鋰電池系統(tǒng)的根本原因顯然不是出于價(jià)格考量,而重要是因?yàn)榇笮弯囯x子動(dòng)力鋰電池在可靠性尤其是安全性方面存在較大的隱患,并不能滿(mǎn)足苛刻的使用環(huán)境。
至于之前有媒體報(bào)道的日本最新型的蒼龍級(jí)常規(guī)上將首次使用鋰離子電池,后來(lái)澄清由于技術(shù)和預(yù)算問(wèn)題而放棄,而日本下一代常規(guī)已經(jīng)確定將使用PEMFC作為AIP(不依賴(lài)空氣推進(jìn)裝置)動(dòng)力。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
目前全球正在或者即將服役的AIP常規(guī)大多采用PEMFC作為主動(dòng)力鋰電池系統(tǒng)。1987年,德國(guó)海軍使用西門(mén)子公司(Siemens)的AFC電堆,成功改造了一艘206級(jí)試驗(yàn)艇,使其成為全球第一艘具備實(shí)戰(zhàn)能力的燃料動(dòng)力電池AIP。之后,德國(guó)持續(xù)發(fā)展了212和214兩級(jí)AIP(PEMFC電堆由Siemens和HDW聯(lián)合開(kāi)發(fā),2&TImes;120KW),目前已發(fā)展到最新型的216級(jí)。
俄羅斯、韓國(guó)、澳大利亞、以色列和意大利的新型常規(guī)都采用PEMFC燃料動(dòng)力電池AIP技術(shù)。我們可以想象,按照對(duì)可靠性和安全性的極高要求,大型PEMFC電堆單純就技術(shù)層面而言已經(jīng)發(fā)展到了高度完善可靠的程度。
而事實(shí)上,我們從AFC和PEMFC的發(fā)展歷程來(lái)看,燃料動(dòng)力電池從一開(kāi)始就是定位在大型動(dòng)力鋰電池而發(fā)展起來(lái)的,這跟鋰離子電池從小型的手機(jī)電池一步步發(fā)展到大型動(dòng)力鋰電池的道路是完全不相同的。
以上我們從幾個(gè)最重要的技術(shù)層面對(duì)鋰離子電池和燃料動(dòng)力電池進(jìn)行了比較分析。正如筆者在開(kāi)篇就指出的,二次電池是一個(gè)電能存儲(chǔ)裝置,而燃料動(dòng)力電池則是一個(gè)電能生產(chǎn)裝置,這個(gè)最本質(zhì)的差別就決定了兩者在應(yīng)用領(lǐng)域的不同定位。
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