日前，工信部批復了《電動汽車用鋅空氣電池行業標準》，其中對鋅空氣電池的要求、試驗方法等諸多方面均作了明確規定，最終標準則有望于11月正式出爐。

早在去年6月，由電動車輛分標委組織起草的汽車行業標準《電動汽車用鋅空氣電池》，就已完成征求意見稿。而在經過了一年多對鋅空氣電池標準的繼續深入研究和完善之后，此次批復無疑宣布鋅空氣電池在電動汽車領域的規范化應用，進入到了最后的讀秒階段。

以氫氧為“食”綠色安全

從2011年國內首輛鋅空氣電動公交車正式下線，到2012年在武漢實現規模化量產，再到如今首個行業標準即將正式實施，短短三年時間，鋅空氣電池可謂實現了三級跳，一下從人們的認知邊緣走向了新能源汽車的實用前沿。

不過，不少人對鋅空氣電池的概念還是感到陌生。所謂鋅空氣電池(zincairbattery)，又稱鋅氧電池，主要是利用活性炭吸附空氣中的氧或純氧，來作為正極活性物質；而以鋅作為負極，以氯化銨或苛性堿溶液作為為電解質的一種原電池。

事實上，鋅空氣電池的發明已有100多年的歷史，最早是應用于鐵路信號燈等電源之上。與傳統電池相比，鋅空氣電池最大的特點就是綠色環保。由于電池工作過程中，負極上的鋅僅與電解液中的OH-和空氣中的氧氣相接觸而發生化學反應，所以在整個放電過程中，并不會產生任何污染大氣的物質。

此外，鋅空氣電池還以能量密度著稱，其每公斤發電量能夠達到0.3KWH，較鋰電池高出一倍。也就是說，雖然重量只有鋰電池的一半，但鋅空氣電池的續航里程卻是鋰電池的兩倍之多，且蓄電量的增大，也不會使鋅空氣電池更易爆炸。而由于僅使用空氣中的氧及價格相對低廉的鋅，鋅空氣電池的成本也降了下來，據悉其量產后的售價僅為鋰電池的1/3。

以國內首個鋅空氣電動公交車為例，每充一次電大概可行駛約300公里，最高時速可達每小時80公里。因此有業內人士認為，鋅空氣電池可以被稱為真正意義上的可循環使用的、清潔無污染的化學電源。

“一次性”和“動力低”成硬傷

如此綠色、高效、安全、低價的鋅空氣電池，為何遲遲沒有在市場上露面呢？

按理說，早在100多年前就已出現的鋅空氣電池，即便是當時技術不達標，但只要研發能夠得以延續，應該不會被后來的鉛酸電池、鎳鉻電池，亦或現在的鋰電池所取代。之所以出現如今鋰電池一統天下的局面，鋅空氣電池確實有著自己的硬傷。而這一致命缺陷就是不可充電，即鋅空氣電池屬于一次性電池。雖然也有企業研發過可充放的鋅電池，但極為有限的充放電次數，與其他電池相比，顯然滿足不了市場需求。

不少業內專家表示，如今人們提到的鋅空氣電池并不是真正意義上的充電電池，而是需要定期更換材料（鋅）才能維持運行。就像傳統燃油車需要加油一樣，一旦不能提供原料鋅，就不能實現連續工作，儲能、放電也就無從談起。

除了空氣和金屬鋅，鋅空氣電池還需要其他微量元素參與化學反應，而這些微量元素的價格也都不低。因此雖然原料的價格是省下了，但從電池組投入應用的整體產出來看，鋅空氣電池的性價比并沒有想象中的那么高。

雖然在諸多種類的金屬空氣電池中，只有鋅空氣電池得到實用，但動力技術上的瓶頸一直制約著其真正投入實際應用，比功率是其中之一。實際上，“比功率”就是用來衡量一輛車瞬間爆發力的。據悉，鋅空氣電池的比功率很低，最高時速只能達到80公里，連完成加速和爬坡等動作都比較吃力，更談不上規模化應用于轎車上了。這也就是長久以來，人們為何只會在助聽器等小型器件中看到鋅空氣電池身影的原因。

電池“混用”或是良策

那么，是不是鋅空氣電池即便規模化投產，也不會有太大用武之地呢？

雖然目前新能源汽車主要的動力源還是由鋰電池把控，但續航能力差、充電時間長等缺陷，一直都是消費者吐槽的焦點。新能源車充電要十幾甚至二十幾個小時，充滿電后跑不長，無法讓用車者滿意。

而鋰電池的缺陷，恰恰可以由鋅空氣電池來彌補。據悉，如今有相關部門在研發中，車輛能夠根據實際路況和車速，靈活采用不同的電池組合加以應對。如果車輛以30至40公里每小時的速度行駛在路況較好的路面時，就使用鋅空氣電池；而碰到爬坡上坎的路面時，就切換到鋰電池提供電力。

在如今政府新一輪新能源汽車優惠政策的影響下，新能源車的普及也只是時間問題。

燃料電池瘋炒難掩5瓶頸難以“上位”鋰電池

最近，一則燃料電池汽車消息引起了大家關注。據外電報道，豐田汽車日前表示，其氫燃料電池系統單價將從當前原型的百萬美元級別削減至約5萬美元，首款豐田氫燃料電池車將在2015年前后上市。

大家對FCV如此關注，應用前景迷人是主要原因之一。一位業內專家說：“到目前為止，還沒有哪一項能源生成技術像燃料電池那樣將諸多優點集于一身。”人們憧憬未來美好生活，今后在城市中，不再被汽車尾氣困擾。

燃料電池將化學能直接轉換為電能，具有較高的能效，不會因為燃燒產生大量廢氣與廢熱，能量轉換率約為傳統內燃機的3倍以上。目前，直接使用氫氣的系統效率超過50%，如果將燃料電池排放的廢熱加以回收利用，能量利用率超過85%，傳統內燃機的熱效率大約為20%~30%。

燃料電池具有環境親和性。部分燃料電池會排放二氧化碳，但遠低于燃燒汽油的排放量（約為其1/6）。氫燃料電池的排放只有水，真正做到了無污染。

人們對新能源汽車的續駛里程極為關注，純電動汽車在這方面廣受詬病。FCV不存在這個問題，國外相關機構研究表明，一加侖汽油與一公斤氫氣行駛里程相當。

豐田將上市的FCV為4座轎車，價格約為7萬美元，日本政府補貼2萬美元后價格降至約5萬美元（約合人民幣30.91萬元）；豐田的FCV充一次氫可行駛約700km（JC08模式）；使用了可令粒徑為數μm的鉑類催化劑在不凝結狀態下涂布的電極形成技術，為提高輸出功率密度作出了巨大貢獻，等等。豐田研發的FCV技術進步確實不小。

燃料電池汽車的應用前景迷人，豐田又拿出了具有推廣價值的車型，似乎，FCV的道路變得平坦了。事實上并非如此，燃料電池或是美麗的“謊言”。

筆者一直與燃料電池圈的數位研究人員長時期接觸，了解到燃料電池汽車的難點主要在5個方面：催化劑、膜、儲氫、系統復雜性和制氫。前面4個與FCV本身有關系，制氫牽扯到配套供應體系。

FCV的催化劑要用貴金屬鉑制造。資料顯示，鉑金在世界市場上售價為每盎司（約28克）1,380美元，這使得以往幾家汽車企業拿出來做實驗的FCV高達百萬美元。豐田采用鍍層技術，把鉑的用量降到100克，技術進步很明顯。但是，一位業內專家說，鉑金的儲量非常少，全部供給汽車業使用可能都不夠。

全球汽車保有量已經超過10億輛，即使按照豐田的說法，未來達到一輛車使用20克，意味著需要鉑金2萬噸。資料顯示，世界鉑族元素礦產資源總儲量約為3.1萬噸，其中，鉑金總儲量約為1.4萬噸。很顯然，燃料電池汽車必須擺脫對鉑金的依賴，才有廣闊的發展空間。另外，隨著鉑金用量不斷增加，價格直線上漲，一位業內人士說，近5年來，鉑金價格上漲了近5倍，研發人員在FCV上降低成本的努力在某種程度上被價格上漲抵消了。

那則消息沒有提到膜、儲氫和系統復雜性，既然豐田將于2015年推出FCV，相信這幾個問題，他們已經解決了。但是，有一個問題繞不過去，就像我們使用傳統汽車必須加注燃油一樣，FCV的氫氣從何處來？

FCV對氫氣的純度要求較高，如果氫氣純度不高，鉑催化劑會中毒。專家指出，氫氣純度一般要求達到99.99%，有些要求達到99.9999%。一般工業制氫純度為99%，每提高一個數量級，成本增加很多。

目前，FCV使用的氫氣主要來源于化工副產品和天然氣重整。

先來說化工副產品制氫，既然這些氫氣是化工副產品得來，那么其成本大部分被主產品承擔了，當然價格比較便宜，人們使用FCV加注氫氣的成本就不太高，體現出FCV既經濟又環保的優勢。但是，化工副產品制氫的數量有限，當FCV大規模投入使用，化工副產品制氫還能滿足需求嗎？

再來看天然氣重整制氫。姑且不說這個方法能耗較高，生產周期長，看看幾個城市天然氣出租車排隊2小時加氣的景象，不難想象，未來大規模使用FCV會陷入居民生活使用與FCV爭奪氣源的尷尬境地。從另一個角度看，用天然氣重整制氫滿足FCV的使用，也不見得比直接燃燒天然氣更環保、更經濟。

唯一可滿足FCV大規模使用的氫氣來源只有電解水，但是，這個方法需要耗費大量的電能，成本非常高。

目前，FCV的使用空間取決于幾種工業制氫量與FCV使用量的平衡點，這個平衡點在哪里？希望專業人士解答這個問題。FCV有迷人的應用前景，是未來的發展方向，要想大規模使用，只有等到可控核聚變技術成熟后，那時候，電解水的成本將變得非常低。

深度解讀未來汽車動力源：燃料電池VS鋰電池

幾個月前，特斯拉CEO“給力哥”Elon·Musk在德國接受外媒采訪時將燃料電池（FuelCell）稱為“傻瓜電池”（FoolCell），并表示：“他們非常愚蠢，就算從理論上實現燃料電池的最佳性能，也無法同今天的鋰離子電池抗衡。”他還指出鋰離子電池還有很大潛力沒有發掘。

而另外一方面，通用汽車和豐田等多家車企巨頭各自同合作伙伴簽訂合作開發燃料電池協議，計劃未來數年內推出燃料電池車投入實用。早在2011年豐田就在東京車展上就亮相了FCV-R氫燃料電池概念車，今年東京車展則將展出量產型號。豐田公司同寶馬簽署協議在四個領域進行合作，其中就包括燃料電池。

除了豐田，通用汽車和本田汽車宣布將聯合開發下一代燃料電池技術，以便2020年投放到市場。韓國現代汽車已經率先投產燃料電池車，福特、戴姆勒和雷諾-日產正合作開發燃料電池技術。

豐田表示，即將量產的燃料電池車售價大約接近寶馬5系或者特斯拉ModelS，大約為5萬美元左右，一次加注燃料續航里程高達300英里（483公里）。因而性價比具有較高的競爭力。

那么到底是特斯拉的給力哥對，還是豐田以及一眾車廠對，為什么會有燃料電池和鋰離子電池之爭，未來電動車的動力之源會是什么呢？我們來做一個深度解讀。

電動車和傳統汽車

現在林林總總的電動車，其實是傳統汽車的一個延續，人們做的，只是把傳統汽車動力部分、燃油部分換成了電機和電池。

電動車的歷史其實非常非常悠久，1839年，蘇格蘭的羅伯特·安德森給四輪馬車裝上了電池和電動機，將其成功改造為世界上第一輛靠電力驅動的車輛。內燃機汽車的發明時間則要推遲到四十余年之后的1885年10月，卡爾·奔馳設計制造了世界上第一輛三輪汽油汽車，同年戈特利布·戴姆勒也制造出了一部四輪汽油汽車。兩人各自成立了自已的汽車公司，1926年兩家合并為戴姆勒-奔馳汽車公司。

電動車在歷史上經歷過三個發展期，1885年到1915年是電動車的第一次黃金時期。這一期間，由于內燃機技術相當落后，行駛里程短，故障多，維修困難，不及電動車，因此電動車在這一時期被普遍認可。當時美國總統的座駕就是電動車，而不是內燃機汽車。

第二個階段是60年代，中東戰爭引發石油危機的大背景下，美國通用汽車公司與福特汽車公司分別研發了新型電動汽車。雪鐵龍、標致則將現有車型改裝成小型電動汽車。以此為契機，全球掀起了電動車熱潮。

第三個階段是20世紀90年代后，隨著鋰電池技術的進步，成本的降低，電動車的性能有了巨大提升。最終實現了特斯拉、日產等的量產電動車。

從電動車的歷史可以看出，電動車和傳統的內燃機汽車，實際上是平行發展，互相競爭的關系。當電動車的性能、成本、用戶體驗高于內燃機汽車的時候，電動車就有一個黃金發展期，而當內燃機技術進步，體驗超過電動車時，電動車就歸于沉寂。

電動車性能的關鍵因素：動力電池

對于電動車來說，性能、成本、用戶體驗能否壓倒內燃機汽車，關鍵在于動力電池。

我們知道，汽車能跑，是因為發動機和變速箱工作，給汽車提供動力，電動車能跑是電池和電動機提供動力。電機技術經過百年的發展，已經非常非常成熟。

無論是單位重量的功率、還是效率、壽命、成本、控制，都遠遠優于發動機。同等功率的電機往往比發動機便宜，壽命更長，維護保養也更簡單。理論上電動車應該遠比內燃機汽車更有競爭力，而問題的關鍵就卡在電池上。

眾所周知，汽車運動是需要能量的，內燃機汽車的能量來自于汽油或者柴油的燃燒，熱能轉化成動能。而電池通過電機，把電能轉化成動能。而現在電動車遇到的問題就是同樣的重量，同樣的體積，電池提供的能量遠遠低于汽油和柴油，也就是能量密度低。

所以，同樣跑300公里，汽油車只需要30升的油箱，只需要20多公斤汽油，而即使采用了先進鋰離子電池的電動車，也要600多公斤的巨大電池包，還不算保護電路，電池包本身的保護的重量。

如果用鉛酸電池，則需要1噸到2噸的沉重電池包，而一輛家用轎車正常的重量也不過1噸多。

除了能量密度，電池還有一個功率密度的概念，動力電池能夠釋放的最大電流是有限的，電壓是有限的。即使電動機功率很高，電池瞬間放電能力不行，也會影響電動車的性能。

動力電池的分類

目前，電動車用的動力電池種類其實非常多，但是真正實用化的并不多。因為很多電池都有這樣或者那樣的問題。世界上大部分廠商都選擇了鋰電池，細節材料上有使用三元鋰電池的，有使用磷酸鐵鋰的，有使用錳酸鋰的，但是它們都可以歸結到鋰電池的范疇，需要充電放電，有循環次數。

氫燃料電池和鋅空氣電池都不是充電電池，是靠消耗其他材料（氫氣，鋅）產生電能，需要添加其他材料才能維持運行，更類似傳統燃油車加油的概念。

還有幾種比較另類的電池，一般當作動力電池的輔助使用。下面我們就來詳細說說各類電池的特點和用于汽車的優劣。

錳酸鋰電池，日本企業用的很多，優點是低溫性能比較好，低溫電量損失沒有磷酸鐵鋰那么嚴重，價格也便宜，安全性不如磷酸鐵鋰，但是還不錯。但是材料本身不太穩定，容易產生氣體。

小結：

從目前的技術看，氫燃料電池、鋅空氣電池都需要新建一個產業鏈來支撐，這需要很長的時間和大量的投資，而且兩者都有弱點，競爭力很弱，很長一段時間不會有什么希望。

飛輪電池性能優異，但是價格昂貴，如果能找到大幅度降低成本的辦法，飛輪電池是最適合電動車的，可惜目前還沒有找到的跡象。這就決定未來很長一段時間，飛輪電池只能出現在一些超高價的豪華車和超跑上。

鋰電池從發明以來，隨著技術的進步和產業化的擴充，每年都有小幅度的降價和容量提升。

特斯拉在2012年以后火爆，并不是特斯拉的技術領先多少，日本在2005年就開發出來了性能比特斯拉ModelS更優異的Eliica，但是當時鋰電池的高昂價格注定這個產品只是試驗品。

比亞迪正在開發性能不遜色于特斯拉ModelS的E9，而做為電動車和燃油車過度的插電混合動力車，比亞迪秦馬上上市，寶馬混合動力的i3、i8都要上市，保時捷918也已經預訂。這背后就是2013年鋰電池的價格已經降低到一個可以接受的范圍。

未來幾年，隨著鋰電池價格的進一步下降和容量的進一步提升，電動車、插電混合動力車會越來越便宜，性能越來越好，電動車取代燃油車的進程才剛剛開始。