目前在交通運輸用動力源方面，主要有四種技術路線：鋰離子電池、氫燃(ran)料(liao)(liao)(liao)電(dian)池、超(chao)級電(dian)容和(he)鋁(lv)(lv)空氣(qi)電(dian)池。其(qi)中(zhong)鋰(li)離子電(dian)池、超(chao)級電(dian)容和(he)氫燃(ran)料(liao)(liao)(liao)電(dian)池得(de)到(dao)廣泛(fan)的應用，而(er)鋁(lv)(lv)空氣(qi)電(dian)池尚處(chu)于實(shi)驗(yan)室(shi)研究階段。能(neng)源補(bu)給方面(mian)，鋰(li)離子電(dian)池、超(chao)級電(dian)容適用于純電(dian)動汽車(che)，但是需(xu)要(yao)外部充電(dian)，而(er)氫燃(ran)料(liao)(liao)(liao)電(dian)池汽車(che)則(ze)需(xu)要(yao)外部氫氣(qi)加注，鋁(lv)(lv)空氣(qi)電(dian)池則(ze)需(xu)要(yao)補(bu)充鋁(lv)(lv)板和(he)電(dian)解液(ye)。

四大動力電池技術路(lu)線優(you)劣勢比較

氫燃料電池特性

（1）良好(hao)的環境相容性

氫燃料(liao)電(dian)(dian)池提供(gong)的(de)是高(gao)效潔凈能源(yuan)，其(qi)排放的(de)水不(bu)僅量(liang)少，而(er)且(qie)非常干凈，因而(er)不(bu)存(cun)在水污染問題。同時(shi)由(you)于(yu)燃料(liao)電(dian)(dian)池不(bu)像發動機(ji)那樣需要將熱(re)能轉換為(wei)機(ji)械能，而(er)是直接把化學能轉化為(wei)電(dian)(dian)能和熱(re)能，能量(liang)轉換效率高(gao)，噪音小。

（2）良好的操作性能

氫(qing)(qing)燃料電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)發電(dian)(dian)(dian)(dian)，不需(xu)要復雜(za)龐大(da)的(de)配置設備，電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)堆可(ke)以(yi)模塊化組裝(zhuang)。例如，一個(ge)4.5MW的(de)發電(dian)(dian)(dian)(dian)裝(zhuang)置可(ke)以(yi)有460個(ge)電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)組件組成，其發電(dian)(dian)(dian)(dian)廠占(zhan)地面積比(bi)火力(li)發電(dian)(dian)(dian)(dian)廠小得多。氫(qing)(qing)燃料電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)適合作為分(fen)(fen)散(san)發電(dian)(dian)(dian)(dian)裝(zhuang)置。另外與火力(li)、水力(li)和核能(neng)發電(dian)(dian)(dian)(dian)相比(bi)，氫(qing)(qing)燃料電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)電(dian)(dian)(dian)(dian)廠的(de)建(jian)設周期短，擴建(jian)容易，可(ke)以(yi)完全根據實(shi)際需(xu)要分(fen)(fen)期建(jian)設。同(tong)時氫(qing)(qing)燃料電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)的(de)運行質量(liang)高，應對負(fu)載(zai)的(de)快速變動(dong)（如高峰負(fu)載(zai)）特性優良(liang)，在數秒內就可(ke)以(yi)從低功(gong)率變換到額(e)定功(gong)率。

（3）高效的輸出(chu)性(xing)能

氫燃(ran)料(liao)電池工(gong)作時將燃(ran)料(liao)儲存的能量(liang)轉(zhuan)化為電和熱，轉(zhuan)換電能的效率(lv)在(zai)40%以上，而汽(qi)輪機只有1/3可以轉(zhuan)化為電。

（4）靈活(huo)的結構特性

氫燃料(liao)電(dian)(dian)池(chi)組(zu)裝非常靈活，功率(lv)大(da)小容易調配，與(yu)傳統發動(dong)機相比，由于氫燃料(liao)電(dian)(dian)池(chi)良好的(de)(de)模(mo)塊性可以(yi)在不增(zeng)加基礎設(she)施投資的(de)(de)基礎上(shang)，通過增(zeng)減單電(dian)(dian)池(chi)的(de)(de)片數(shu)即可輕松實(shi)(shi)現輸出功率(lv)和電(dian)(dian)壓(ya)的(de)(de)調整，所以(yi)建設(she)起(qi)來也很(hen)容易，而且(qie)比較容易實(shi)(shi)現對(dui)電(dian)(dian)網的(de)(de)調控。燃料(liao)電(dian)(dian)池(chi)的(de)(de)這(zhe)一特點提高了系統穩定性。

（5）氫的來源廣泛

氫(qing)(qing)(qing)作為二次(ci)能源，可通過(guo)(guo)多種方式獲得，如煤制(zhi)(zhi)氫(qing)(qing)(qing)、天然氣重整(zheng)制(zhi)(zhi)氫(qing)(qing)(qing)、電解水(shui)制(zhi)(zhi)氫(qing)(qing)(qing)等(deng)(deng)等(deng)(deng)。在(zai)化(hua)石能源被(bei)耗盡時，氫(qing)(qing)(qing)將成為世界上的主要燃料及能量(liang)。而采用太陽能電解水(shui)制(zhi)(zhi)氫(qing)(qing)(qing)，過(guo)(guo)程中沒有碳(tan)排放，可以認(ren)為氫(qing)(qing)(qing)是終極能源。

（6）存在的瓶頸

從現(xian)階段發(fa)展來看(kan)，氫燃料(liao)電(dian)池(chi)(chi)的普及遇到一(yi)定的瓶頸(jing)，如(ru)電(dian)池(chi)(chi)本身(shen)成(cheng)本較高，基礎設施尚未(wei)普及等(deng)。

鋰離子電池特性

（1）電壓平臺

鋰離子電(dian)池(chi)由于采用的正負(fu)極材料(liao)不(bu)同(tong)，其單(dan)體電(dian)池(chi)的工作電(dian)壓范圍為3.7~4V，其中應(ying)用規模較大的磷(lin)酸(suan)鐵(tie)鋰單(dan)體電(dian)池(chi)工作電(dian)壓為3.2V，是(shi)鎳氫電(dian)池(chi)的3倍(bei)、鉛酸(suan)電(dian)池(chi)的2倍(bei)。

（2）比能量大

當(dang)前乘用車鋰離(li)子(zi)動(dong)力電池的能(neng)量密度接近200Wh/kg，預(yu)計2020年(nian)達(da)到300Wh/kg。

（3）電池壽命短

由(you)于(yu)電(dian)化學材(cai)料特性的制約，鋰離子電(dian)池的循(xun)環次(ci)(ci)數沒有取(qu)得突破，以磷酸鐵鋰為(wei)例，單體電(dian)池循(xun)環次(ci)(ci)數可以達到2000次(ci)(ci)以上，成組后僅為(wei)1000次(ci)(ci)以上。無(wu)法滿足公(gong)交運行8年期限的要求(qiu)。

（4）對環境影響(xiang)較大

鋰離子電(dian)(dian)(dian)(dian)池采(cai)用(yong)輕(qing)金屬鋰，盡(jin)管不(bu)含汞、鉛等有害重金屬，被認為(wei)是綠色電(dian)(dian)(dian)(dian)池，對(dui)環(huan)境(jing)污(wu)染較(jiao)小。但實(shi)際(ji)上(shang)由(you)于其(qi)(qi)正負極材料、電(dian)(dian)(dian)(dian)解液包含鎳(nie)、錳(meng)等金屬物，美國已(yi)經將鋰離子電(dian)(dian)(dian)(dian)池歸類為(wei)一種(zhong)包含易(yi)燃、浸(jin)出(chu)毒(du)(du)性(xing)(xing)(xing)(xing)、腐蝕性(xing)(xing)(xing)(xing)、反應性(xing)(xing)(xing)(xing)等有毒(du)(du)有害性(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)池，是目(mu)前各類電(dian)(dian)(dian)(dian)池中包含毒(du)(du)性(xing)(xing)(xing)(xing)物質(zhi)最(zui)多的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)池，并且(qie)因為(wei)其(qi)(qi)回(hui)收再利用(yong)的(de)(de)工藝較(jiao)為(wei)復雜(za)導致成本較(jiao)高，因此目(mu)前的(de)(de)回(hui)收再利用(yong)率不(bu)高，廢棄的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)池對(dui)環(huan)境(jing)影響(xiang)較(jiao)大。

（5）成本依然較高

鋰離(li)子電(dian)(dian)池初期購置成(cheng)本(ben)高(gao)，以目前公(gong)(gong)交車(che)用(yong)動力電(dian)(dian)池主流(liu)產品(pin)磷酸鐵鋰電(dian)(dian)池為(wei)例，價(jia)格大(da)約在(zai)2500元(yuan)(yuan)/kWh，隨著(zhu)電(dian)(dian)動汽車(che)的普及，有望在(zai)2020年降低到(dao)1000元(yuan)(yuan)/kWh以下(xia)。由于單(dan)體電(dian)(dian)池成(cheng)組后(hou)循環(huan)次數的制(zhi)約，公(gong)(gong)交車(che)通常在(zai)3年左右即需要更換電(dian)(dian)池，運營(ying)單(dan)位(wei)成(cheng)本(ben)壓力較大(da)。

（6）對電(dian)網影響較大

首先大規模應用(yong)純(chun)電(dian)(dian)動(dong)汽車，由(you)于充(chong)電(dian)(dian)需求較大，充(chong)電(dian)(dian)設備對(dui)電(dian)(dian)網(wang)(wang)的(de)(de)諧(xie)波干擾將會凸顯，影響(xiang)電(dian)(dian)網(wang)(wang)的(de)(de)供電(dian)(dian)質(zhi)量；其次，在快充(chong)時，由(you)于是大倍率(lv)充(chong)電(dian)(dian)，因此充(chong)電(dian)(dian)功(gong)率(lv)較高(gao)（乘用(yong)車在50kW、客車在150~250kW左右），對(dui)電(dian)(dian)網(wang)(wang)的(de)(de)負(fu)荷沖(chong)擊較大。

因此，基于目前鋰(li)離子電池的技術(shu)水平(ping)來看，其電動(dong)汽車(che)方(fang)面的應(ying)用(yong)主要在行駛里程(cheng)小于200km的短途純電動(dong)汽車(che)中(zhong)。

超級電容器特性

（1）極(ji)高(gao)的(de)充放(fang)電倍率

超級(ji)電(dian)(dian)(dian)容具備較高的功(gong)率密度，可(ke)在(zai)短時(shi)間(jian)內(nei)(nei)放出幾(ji)百到幾(ji)千安(an)培的電(dian)(dian)(dian)流，充電(dian)(dian)(dian)速度快，可(ke)在(zai)幾(ji)十秒到幾(ji)分鐘內(nei)(nei)完(wan)成充電(dian)(dian)(dian)過程。超級(ji)電(dian)(dian)(dian)容公交車和有軌電(dian)(dian)(dian)車就是利用此特性在(zai)短時(shi)間(jian)內(nei)(nei)完(wan)成充電(dian)(dian)(dian)，驅動車輛前(qian)進。

（2）循環壽命長

超級電容的充(chong)放(fang)電過程損耗(hao)極小，因此(ci)在理論上(shang)其循(xun)環壽命為無窮，實際可達100000次以(yi)上(shang)，比電池(chi)高(gao)10~100倍。

（3）低溫性能較好

超(chao)級(ji)電(dian)容充放(fang)電(dian)過程中發生的電(dian)荷轉移大部分都在電(dian)極活性(xing)物質表面進行，所以容量隨(sui)溫(wen)度(du)衰(shuai)減非常小，而通常鋰離(li)子電(dian)池在低溫(wen)下容量衰(shuai)減幅度(du)甚(shen)至高(gao)達70%。

（4）能量密度太低

超級電(dian)(dian)(dian)容(rong)應用的瓶頸之一就是能量密(mi)度太低，僅(jin)為(wei)(wei)鋰(li)離子電(dian)(dian)(dian)池的1/20左右，約10Wh/kg。因此不(bu)能作(zuo)為(wei)(wei)電(dian)(dian)(dian)動汽(qi)車主電(dian)(dian)(dian)源(yuan)，大(da)多作(zuo)為(wei)(wei)輔助電(dian)(dian)(dian)源(yuan)，主要用于快速啟動裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)和(he)制(zhi)動能量回收裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)。

鋁空氣電池特性

（1）材料成(cheng)本低、能(neng)量(liang)密度高

鋁空氣(qi)電(dian)池的(de)負極活性(xing)材(cai)料是含量豐(feng)富的(de)金(jin)屬鋁，價(jia)格便宜，環保，正極活性(xing)物質是空氣(qi)中的(de)氧氣(qi)，正極容量可視無(wu)限大。因此鋁空氣(qi)電(dian)池具有質量輕，體積小，使用壽命長的(de)優勢。

（2）關鍵技術未取(qu)得突破，尚未走出實(shi)驗室

空(kong)氣(qi)電極(ji)極(ji)化(hua)和(he)氫(qing)氧(yang)化(hua)鋁(lv)沉降等問題(ti)是影響金屬空(kong)氣(qi)電池(chi)走向市場化(hua)的(de)重要(yao)障(zhang)礙，鋁(lv)空(kong)氣(qi)電池(chi)性(xing)能的(de)提(ti)高遇到很大的(de)瓶頸。目前(qian)尚處(chu)于實驗室階段，距(ju)(ju)離商業化(hua)推廣還有一段不(bu)小的(de)距(ju)(ju)離。