如果我們仔細(xì)分析過去20年里，歐盟（EU）和美國(guó)能源部（DOE）在鋰電和燃料電池領(lǐng)域基礎(chǔ)研究和產(chǎn)業(yè)政策方面的變化，就可以很清楚地看到，鋰電和燃料電池其實(shí)是一對(duì)不折不扣的“歡喜冤家”。

事實(shí)上，鋰電池和燃料電池在過去的幾十年里都沒有真正“冷”過，只是重視的程度不同罷了。它們都是幾經(jīng)沉浮，你方唱罷我方登場(chǎng)，化學(xué)電源產(chǎn)業(yè)就是這么螺旋似地發(fā)展起來的。

本文作為鋰電行業(yè)知名作者JFD，通過回顧鋰電池及燃料電池的發(fā)展歷程，作者將探討：為什么中國(guó)和日本在發(fā)展純電動(dòng)汽車方面選擇了不同的技術(shù)路線？或者說鋰離子電池和燃料電池到底哪種動(dòng)力系統(tǒng)更加合適純電動(dòng)汽車？

新能源汽車是近些年在國(guó)內(nèi)發(fā)展起來的新興產(chǎn)業(yè)，2009年元月科技部、財(cái)政部、發(fā)改委、工信部聯(lián)合啟動(dòng)了“十城千輛節(jié)能與新能源汽車示范推廣應(yīng)用工程”，標(biāo)志著新能源汽車產(chǎn)業(yè)正式上升為國(guó)家戰(zhàn)略。

2012年，國(guó)務(wù)院出臺(tái)了《節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2012-2020）》，規(guī)劃對(duì)節(jié)能車、新能源車進(jìn)行了定義，并確定了實(shí)現(xiàn)的路徑與目標(biāo)。該規(guī)劃明確了我國(guó)新能源汽車的發(fā)展將以鋰離子電池純電動(dòng)汽車（LIB-EV）為主要方向。

最近幾年，鋰離子電池純電動(dòng)汽車在我國(guó)已經(jīng)成為新能源汽車的主流路線，當(dāng)前我國(guó)純電動(dòng)汽車基本上是乘用車以三元?jiǎng)恿﹄姵?/a>為主而商用車主要采用磷酸鐵鋰動(dòng)力電池的發(fā)展格局。

而作為全球電動(dòng)汽車研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化領(lǐng)頭羊的日本，在電動(dòng)汽車技術(shù)路線上與我國(guó)并不一致。2014年12月，全球第一大汽車公司豐田汽車（Toyota）正式推出了全球首款量產(chǎn)型燃料電池電動(dòng)汽車Mirai，這款車在日本的售價(jià)為723.6萬日元（折合人民幣38.3萬元，補(bǔ)貼售價(jià)為27.5萬元）。

緊跟其后，本田汽車（Honda）也在2015年下半年發(fā)布了其新一代燃料電池汽車FCVClarity。其實(shí)早在2014年5月，日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省就發(fā)布了《氫燃料電池車普及促進(jìn)策略》，從而制定了日本國(guó)內(nèi)氫燃料電池車行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

之后，日本政府在《實(shí)現(xiàn)氫社會(huì)政策建言》的議案中，提出了具體的氫燃料電池車普及目標(biāo)及政策支持方案。此外，日本日產(chǎn)（Nissan）、韓國(guó)現(xiàn)代汽車（Hyundai）、美國(guó)通用汽車（GM）、德國(guó)寶馬（BMW）和大眾（VW）也都在近兩年陸續(xù)發(fā)布了各自的燃料電池電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)化規(guī)劃。

我們可以看到，中國(guó)與日本（實(shí)際上也包括韓國(guó)和歐美主流車企）在純電動(dòng)汽車發(fā)展方向上選擇了不同的技術(shù)路線。兩田（Toyota和Honda）燃料電池電動(dòng)汽車量產(chǎn)的消息在國(guó)內(nèi)電動(dòng)汽車界引發(fā)了激烈的討論并且形成了兩種觀點(diǎn):

一種觀點(diǎn)認(rèn)為日本汽車界在純電動(dòng)汽車上走燃料電池路線是錯(cuò)誤（路線錯(cuò)誤論），例子就是當(dāng)前國(guó)際上火熱的美國(guó)Tesla純電動(dòng)汽車。

而另一種觀點(diǎn)則認(rèn)為，日本發(fā)展燃料電池汽車更多的是為了其特種產(chǎn)業(yè)服務(wù)，并且誤導(dǎo)中國(guó)電動(dòng)汽車發(fā)展方向（陰謀論）。

這些不同觀點(diǎn)暫且放下，面對(duì)Toyota和Honda燃料電池汽車小批量商業(yè)化生產(chǎn)的現(xiàn)實(shí)，我們當(dāng)下首先需要認(rèn)真思考的是為什么中國(guó)和日本在發(fā)展純電動(dòng)汽車方面選擇了不同的技術(shù)路線？或者說鋰離子電池和燃料電池到底哪種動(dòng)力系統(tǒng)更加合適純電動(dòng)汽車？

不管是鋰離子電池（Li-ionbattery，LIB）還是質(zhì)子交換膜燃料電池（ProtonExchangeMembraneFuelCell，PEMFC），都是非常專業(yè)高深的高科技領(lǐng)域，涉及到多學(xué)科的綜合。筆者對(duì)這兩種化學(xué)電源體系都有相當(dāng)?shù)牧私?，本文中筆者將拋開深?yuàn)W的電化學(xué)、固體化學(xué)以及電催化方面的科學(xué)原理，站在宏觀的角度深入淺出地從多個(gè)方面對(duì)這兩種化學(xué)電源體系進(jìn)行分析比較，希望能夠在純電動(dòng)汽車動(dòng)力源的問題上給廣大讀者提供一些不同的視野和角度。

對(duì)這兩種動(dòng)力系統(tǒng)進(jìn)行比較分析之前，我們首先要認(rèn)識(shí)LIB和PEMFC最本質(zhì)的特征，這樣才能認(rèn)識(shí)這兩種化學(xué)電源各自的適用領(lǐng)域。

從根本上而言，二次電池是一種能量存儲(chǔ)裝置，通過可逆的電化學(xué)反應(yīng)實(shí)現(xiàn)電能的存儲(chǔ)和釋放。衡量二次電池存儲(chǔ)電能能力的基本指標(biāo)是能量密度（Wh/Kg或者Wh/L）。而燃料電池則是一種電能生產(chǎn)裝置，它通過電催化反應(yīng)將燃料中的化學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能釋放出來。