當前，固態(tài)鋰電池和氫燃料電池兩大技術(shù)已成為新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要技術(shù)路線。二者爭鋒，各有利弊，我國新能源汽車布局該何去何從？國家新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略咨詢委員會天津研究院行業(yè)分析師對此作了淺析。

●鋰電池產(chǎn)業(yè)基礎雄厚，但固態(tài)電池技術(shù)有待升級

固態(tài)鋰電池技術(shù)是目前車用動力電池取得能量密度突破的重要方向。固態(tài)電池具備離子電導率高、機械強度高以及能量密度高等優(yōu)勢，受益于國內(nèi)鋰電池領域原有的技術(shù)積累和產(chǎn)業(yè)資源，可實現(xiàn)批量化生產(chǎn)且成本較低。固態(tài)電池在安全性與能量密度方面具備很大潛力，但是還需開展大量的研究工作改善電極/電解質(zhì)界面、固體電解質(zhì)加工以及化學穩(wěn)定性等問題，彌補其低溫條件下續(xù)駛里程銳減、充電困難、溫控系統(tǒng)能效高等缺陷。

●氫燃料電池性能優(yōu)勢明顯，但核心技術(shù)缺失、配套建設不足

氫燃料電池作為另一個發(fā)展分支同樣深受業(yè)界推崇。氫燃料電池具有重量輕、壽命長、能量密度高、補給時間短、續(xù)航里程更長以及不受環(huán)境影響等特點。但其關鍵部件質(zhì)子交換膜、催化劑、雙極板等核心技術(shù)長期被國外壟斷，嚴重制約產(chǎn)業(yè)發(fā)展，而且國內(nèi)尚未形成制氫、儲氫、加氫充分配套的氫能生態(tài)鏈，氫能基礎設施建設不足，短期內(nèi)難以大范圍推廣。

●兩種動力技術(shù)路線潛在應用優(yōu)勢各有不同

國內(nèi)新能源汽車發(fā)展環(huán)境復雜，需求各異，固態(tài)鋰電池和氫燃料電池兩種技術(shù)路線擁有各自的優(yōu)勢和短板，面向?qū)嶋H應用各顯潛力。

就能源分布、氣候、地域以及區(qū)域功能性差異來看，兩條技術(shù)路線分別有用武之地。首先，國內(nèi)煤礦資源分布不均，近50%的煤炭資源分布在華北地區(qū)，另有約30%的儲量在我國西北地區(qū)，而華東、西南等地區(qū)則少有煤炭資源。華北和西北地區(qū)電廠的多余產(chǎn)能可通過充電樁為固態(tài)鋰電池汽車提供動力來源，達到燃油代替和提高電力利用率雙重效果；據(jù)統(tǒng)計2018年我國平均棄風率為7%，主要集中在新疆、甘肅、西藏等地區(qū)，隨著制氫技術(shù)的發(fā)展，這些未被利用的資源可以轉(zhuǎn)化為氫氣，并以壓縮氣態(tài)儲氫、液化儲氫等方式儲存起來。因此當?shù)刎S富的可再生能源為發(fā)展氫燃料電池汽車提供了得天獨厚的條件。其次，現(xiàn)有固態(tài)電池技術(shù)暫無法滿足東北等高寒地帶的應用需求，而氫燃料電池可作為替代技術(shù)在這些地區(qū)優(yōu)先發(fā)展。再次，就地域條件而言，華東地區(qū)城市分布較為集中、發(fā)展迅速，用車數(shù)量持續(xù)上升且短途交通線密集，適宜發(fā)展固態(tài)鋰電池汽車。此外，港口加氫站集中布局難度相對較低，可針對停泊在港口的商用車進行轉(zhuǎn)型，在港口布局氫能產(chǎn)業(yè)；高速公路等沿線服務區(qū)也便于設立油氫混合站，打造氫能城際高速，實現(xiàn)加氫站與加油站、加氣站和充電站多站合一的布局。

根據(jù)汽車種類及用途的不同，兩種技術(shù)也各有所長。家用乘用車、公交車數(shù)量龐大，行程較短，更適合裝載高能量密度、小體積的固態(tài)鋰電池。而且相比氫燃料電池，固態(tài)鋰電池技術(shù)相對成熟，具備一定商業(yè)化基礎，可滿足乘用車及公交車的高需求量。商用車、物流車以及重型卡車需要充足的乘用空間和長續(xù)航能力，裝載固態(tài)鋰電池會占用空間并增加負重，而氫燃料電池本身質(zhì)輕，燃料借助外循環(huán)進入車體提供動力，在長途、重載方面實為取代燃油動力的首選。此外，加氫體系適合集中布局，與長途、重載車集中存放的特點不謀而合，這可以大大提升加氫站利用的效率，降低維護成本。

來源： 前沿材料