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鉛酸電池生命力旺盛 期待明天有更大的發(fā)展
來源:慧聰電子網(wǎng) 日期:2009-12-24 作者:全球電池網(wǎng) 點擊:
2009年10月18日,中國工程院院士、中國軍用化學電源研究與發(fā)展中心名譽主任楊裕生少將參觀考察了天能集團新型電池基地,并與天能集團董事局主席張?zhí)烊尉椭袊履茉措姵氐陌l(fā)展前景作了交流和探討,天能集團副總裁楊元玲、副總工程師任安福、投資總監(jiān)王志坤以及中國著名電化學專家曹高萍博士一起參加了討論。楊院士認為,要從國家、民族利益和經(jīng)濟發(fā)展的全局來考慮中國新能源電池的發(fā)展。鋰電池的未來發(fā)展前景很好,但目前存在的主要問題是電池的安全性和合格率,鉛酸電池可以在電動汽車和儲能電池領域大有作為,關鍵是要繼續(xù)做好技術進步和環(huán)境保護工作。

鉛酸電池生命力旺盛,可以有新的作為

楊院士介紹,鉛酸電池經(jīng)歷150年而不衰,在鎳-鎘電池、鎳-氫電池、鋰離子電池等新型電池相繼上市的幾十年中,仍能牢固地占據(jù)大部分市場份額;我國電動自行車年產(chǎn)近2000萬輛,絕大多數(shù)配用鉛酸電池;全世界的各種內(nèi)燃機車,每一輛都用一塊鉛酸電池,這絕非偶然。除了其技術成熟、廉格低價、安全性高等傳統(tǒng)的突出優(yōu)點外,與它近些年在競爭中發(fā)展了許多新技術密切相關,如三維及雙三維結構電極和全密封式、管式、水平式等新結構;使用新的鉛合金電極,可促進比能量逐漸提高,循環(huán)壽命可長達4500次(70%DOD)。鉛酸“超級電池”也是其中的一種最新技術。所以說,鉛酸電池沒有過時,鉛酸電池有新技術。

什么是鉛酸“超級電池”?所謂鉛酸“超級電池”,UltraBattery,是將超級電容器與鉛酸電池的并聯(lián)使用(可稱“外并”),進化為“內(nèi)并”(lead-acidbatterywithacarbonsupercapacitorcombination),就是將雙電層電容器的高比功率、長壽命的優(yōu)勢融合到鉛酸電池中,在保持“外并”提高功率、延長電池壽命優(yōu)點的同時,又能簡化電路,提高比能量,并降低總費用。它在我國已經(jīng)大發(fā)展的電動自行車和正在啟動的電動汽車中,將產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟效益和社會效益。鉛酸“超級電池”的關鍵技術有二,一是適合于硫酸電解液的高性能電容炭材料,二是電容炭與鉛負極的復合。

在綜合了各種新技術后,鉛酸電池的比能量可以提高到60-80wh/kg,功率可以提高到600-700w,這已經(jīng)接近鋰電池的技術指標。

863計劃應該支持鉛酸電池的技術發(fā)展

最近,美國總統(tǒng)奧巴馬宣布,撥款24億美元支持美國48個項目發(fā)展“下一代電池和電動車”生產(chǎn),其中就包括了鉛酸電池,分別安排3430萬美元和3250萬美元支持兩家公司發(fā)展鉛酸“超級電池”項目。令人矚目的是,該計劃沒有提到氫電池和燃料電池。

楊裕生院士呼吁這“外來的和尚會念經(jīng)”,能夠感動中國的“菩薩”,不再對鉛酸電池存有偏見,應該扎扎實實地支持一把鉛酸電池。楊院士建議中國863計劃應該明確支持鉛酸“超級電池”,不宜遲疑。為此,他建議政府拿出4500萬人民幣(相當于美國的1/10),支持2、3個產(chǎn)-研組合,再加上企業(yè)的1:1配套資金,用兩年的時間研制鉛酸“超級電池”及其電容炭,并形成一定規(guī)模的生產(chǎn)能力。這也是應對金融危機、拉動內(nèi)需的最好舉措之一。

鋰電池是未來的發(fā)展方向,但技術仍然有待提高

楊院士認為鋰電是個很好的發(fā)展方向,但目前首先要解決安全性和合格率問題。

鋰電的安全性一直為大家所擔心。2009年手機鋰電池在中國發(fā)生爆炸7次,死3人,從技術上來講,手機鋰電池相對簡單,沒有串聯(lián)、并聯(lián)的問題。據(jù)了解,手機鋰電池的能量大概是2wh,按照國際上的統(tǒng)計,爆炸的概率是千萬分之一,而一輛公交車鋰電池的能量大概是20萬wh,如果按瓦時數(shù)和手機鋰電池相比,爆炸的概率可能會是百分之一,這是不容忽視的問題。鋰電池行業(yè)要真正解決電池的安全問題,否則將來后果不堪設想。到底是好看重要,還是安全重要,行業(yè)人士要重視。

第二個是鋰電池的合格率問題。除了大容量鋰離子動力電池的技術要提升外,還要進一步提高正品率。

純電動汽車最為節(jié)能減排

發(fā)展電動汽車的瓶頸是觀念,而不是單純的技術。在各類電動汽車中,純電動汽車的優(yōu)勢最大:一是不用油,100萬輛純電動轎車每日約可替代汽油1萬噸;二是無污染;三是全費用(車價+能源價)有可能低于燃油汽車;四是結構簡單,無油路和水路,使用、維修方便;五是電池可在夜間利用廉價“谷電”和現(xiàn)成的電網(wǎng)線路充電,既推銷了“谷電”(主要是核電和風電),替電網(wǎng)“分散調(diào)峰”,又可節(jié)省大量建設儲能電站的經(jīng)費。

我國應該跨越式、優(yōu)先發(fā)展一次充電可行駛150-200公里左右的純電動汽車。

另外,應用于電動汽車的各種動力電池都有發(fā)展空間,各種電池要“各展所能,公平競爭”。

鉛酸電池在新能源規(guī)模儲能領域的競爭中具有優(yōu)勢

談到中國的新能源發(fā)展,楊院士指出,鉛酸電池在規(guī)模儲能領域的競爭中具有優(yōu)勢。在新能源儲能電池領域,其業(yè)內(nèi)人士已經(jīng)完成了鉛酸電池用于長循環(huán)壽命電力儲存系統(tǒng)試驗。該系統(tǒng)與總的供電系統(tǒng)相連,進行調(diào)峰運行。試驗的電力儲存系統(tǒng),3個機組最大功率分別為100kW、100kW、400kW,連續(xù)運行了兩年半,沒出現(xiàn)電池電壓的下降、電壓差異的增加等問題,系統(tǒng)運行良好。確認了鉛酸電池電力儲存系統(tǒng)的實用性。

同時,新能源儲能電池的發(fā)展必須要考慮成本和壽命,鉛酸電池性能穩(wěn)定,價格便宜。中國防化研究院軍用化學電源研究與發(fā)展中心已研究軍用電池十年,積累了電池需求論證、總體研究、技術開發(fā)的經(jīng)驗,特別關注大規(guī)模儲能電池技術的發(fā)展,尤其推薦鉛酸電池在此領域的應用。

鉛酸電池行業(yè)要注重防治鉛的污染

人們一說到鉛酸電池,往往必說鉛有污染環(huán)境的問題。其實鉛酸電池是所有電池中回收率最高的品種,而且大企業(yè)生產(chǎn)過程對鉛也已有嚴格控制。要切實解決的是鉛礦開采冶煉中和廢電池再生中的鉛、酸污染;只要環(huán)保部門認真負責抓緊,企業(yè)重視落實環(huán)保措施,問題并不難解決。

目前鉛電池行業(yè)要努力實現(xiàn)從鉛的開采、電池生產(chǎn)、舊電池回收利用的全封閉操作,這樣可以最大限度地減少鉛的污染。核電為什么沒有污染環(huán)境的擔心,因為核電的原料鈾從開采到回收,整個過程的環(huán)保都做得很好。鉛酸電池產(chǎn)業(yè)鏈可以借鑒核電生產(chǎn)的經(jīng)驗。

另外新的鉛酸“超級電池”內(nèi)的用鉛量比現(xiàn)有鉛酸電池大為減少,使用壽命延長又能減輕再生的工作量,這些均直接有利于減輕鉛的污染。

鉛酸電池的生產(chǎn)設備要實現(xiàn)國產(chǎn)化

最后,楊院士談到鉛酸電池的設備國產(chǎn)化問題。他說,現(xiàn)在新型鉛酸電池(比如管式電池)和舊電池回收業(yè)務的設備很多還是采用進口設備。進口設備價格昂貴,妨礙了大規(guī)模推廣應用。中國的電池企業(yè)在進口生產(chǎn)設備后,一定要考慮盡快實現(xiàn)設備的國產(chǎn)化。進口設備國產(chǎn)化是個很好的商機,也是推動中國電池行業(yè)技術進步的機會。設備的價格降下來后,企業(yè)都可以采用先進的不產(chǎn)生污染的設備。希望中國鉛酸電池行業(yè)人士一起努力,在從開采到舊電池回收整個過程中,盡早有計劃地推動設備的國產(chǎn)化。

    

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