燃料电池是一种将化学能直接转化为电能的装置,他的正极是氧电极,负极是氢或碳氢化合物或乙醇等燃料电极。催化剂在正极催化氧的还原反应,从外电路向氧电极反应部位传导电子;在负极催化燃料的氧化反应,从反应部位向外电路传导电子;电解液输送燃料电极和氧电极反应产生的离子,并且阻止电子的传递。电子通过外电路作功,并形成电的回路。只要燃料和氧不断地从装置外部供给电池,就有放电产物不断地从装置向外排出(氢氧燃料电池)。
新能源汽车因其节能和环保的特性被看好,但是其产业化面临大问题是居高不下的销售价格。从国外混合动力汽车看,同类型的混合动力和燃油型丰田凯美瑞差价达到8-10万元,而国内比亚迪纯电动车型E6与同类型的燃油车的差价更是高达20多万。虽然新能源汽车后期的运营和维护成本低廉可以逐步填平一次购置的差价,但是高额购置价格无疑成为阻碍新能源汽车产业化的重要障碍。
降低电池成本,一直都是产业内重要的解决方向。除了电池体系改善和使用寿命提升带来成本降低外,当前主要的降成本方案是规模化和回收资源化。以新能源汽车为成功的企业特斯拉来看,其使用18650圆柱电池(电池型号:直径18mm,长度65mm)因规模扩大从2007年到2012年成本约下降了40%左右。未来随着新能源汽车的普及动力电池的规模化生产,电池成本会进一步降低到2元/Wh以下,从而达到《节能与新能源汽车产业发展规划(2012-2020年)》中2015年的规划目标。
动力锂电池再利用是指介于新能源汽车和动力锂电池资源化的中间环节,通过对汽车使用后的动力电池进行拆解、检测和分类后的二次使用,实现动力电池梯级,从而实现动力电池30-60%的成本降低目的。一般来说,新能源汽车对动力锂电池报废的标准是电池容量低于80%,如果剩余容量还在70-80%电池直接进行资源化回收是的浪费,做好动力锂电池再利用对电池成本的降低尤为重要。
新能源汽车动力锂电池再利用领域主要瞄准ICT领域、家庭以及可再生能源发电储能等领域。虽然动力锂电池再利用实践在国内还未开展,但是在日本、美国已经有多年的示范经验。日韩从新能源汽车发展伊始就开始着力动力电池再利用的研究,这些前期研究工作给我国开展电池再利用研究提供了很好的借鉴。
命铅酸电池的循环寿命在300次左右,高也就500次,而生产的磷酸铁锂动力电池,好的电池循环寿命可达到2000次以上,标准充电(5小时率)使用,可达到2000次。同质量的铅酸电池是“新半年、旧半年、维护维护又半年”,多也就1~1.5年时间,而磷酸铁锂电池在同样条件下使用,将达到7-8年。综合考虑,性能价格比将为铅酸电池的4倍以上。