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探寻转型之路 铅蓄电池往何处去?
http://cn.newmaker.com 12/3/2014 12:24:00 PM  中国工业报 记者 陈祎淼
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一场行业新技术交流会能聚齐业界精英的一般只有两个时候,一是行业野蛮增长时期,另一个就是危机来临之时。显然,日前在山东泰安举办的第三届全国铅蓄电池新技术研讨会便是在行业普遍遭遇压力的时候。

从4年前开始,中国铅蓄电池界就已开始思考这样一个命题:“下一步,铅蓄电池发展将向何处去?”那是第一届全国铅蓄电池新技术研讨会时就开始讨论的主题。4年后,我国铅蓄电池行业常规产品的产能严重过剩,导致企业利润大幅下降,新兴市场需求的高能先进铅酸电池开发滞后。转型升级、找寻出路的话题显得更为迫切。

仍在路上

超威集团总裁杨新新表示,铅蓄电池自1859年普兰特发明以来,经久不衰,155年以来为人类做出了巨大的贡献:汽车、船舶、坦克等需要它作为起动电源,电信移动、发电厂、计算机系统及自动控制系统等需要它作为备用电源,潜艇、电动自行车、电动三轮车、电动汽车等需要它作为动力电源,太阳能、风能发电系统以及分布式微网、智能电网又需要它作为储能电源。工业的飞速发展和市场的需求,一次又一次把它推向高潮。无论产值还是销售额,铅蓄电池占所有化学电源(包括铅酸蓄电池、锂离子电池、锌锰电池、碱性电池等)的60%以上,可以说是目前最有竞争力的化学电源。

山东圣阳电源股份有限公司董事长宋斌也表示,在未来一个时期内,因其性价比高、安全可靠、可回收再利用率达99%以上,以及其技术正持续进步和提升,铅蓄电池仍会居于二次化学电源的重要地位。2011年国内全行业铅酸蓄电池总产量是1.4亿kVAh,预计2015年将达到2.7亿kVAh水平,可见其需求的增长性和应用领域的广泛性。

但一个令人惋惜的事实是:目前中国动力电池领域的声音几乎一边倒地偏向锂电池,不管是国家政策还是企业战略,甚至于一些高校已经将原来的铅酸蓄电池专业变成了锂电池专业。而在多渠道的正名与呼吁后,这种认识仍难以改变。

中国电池工业协会副理事长、技术服务委员会主任王金良在接受记者采访时表示,铅酸蓄电池行业,其产品生命周期并没有达到顶峰,最近一段时间以来,超过了以前几十年的发展。将来会出现新的应用领域,四轮电动车如果放开就是新的机会,另外可再生能源储能系统、汽车起停电池都将为铅蓄电池行业带来新的机会。

在王金良看来,从行业和产品来看,并没有走到十字路口,走到了十字路口的是一些小的电动自行车动力电池生产企业,电动自行车行业近年来高速发展,大量投资蜂拥而至,现在产能出现严重过剩,有些企业确实走到了十字路口,这是由于产业发展不规范造成的,应该投的技术、装备没有投。

哈尔滨工业大学教授胡信国表示,我国铅酸蓄电池行业正处于转型升级的关键时期。转型升级主要是:一开发新型高性能电池;二是提高生产自动化水平;三是有蓄铅回收再利用;四是降低甚至消除环境污染。而在技术上,铅酸蓄电池行业要集中力量解决两大难题:一是在高倍率部分荷电状态下使用,寿命过短,负极严重硫酸盐化。比如在混合电动汽车、风能太阳能、储能等领域的应用。二是动态充电接受能力DCA差,导致电池应用在混合电动汽车时,制动能量回收受到损失。

宋斌表示,铅酸蓄电池行业和整个产业链,其经营发展模式需要转型升级,需要通过持续的“技术创新”、“产品升级”、“工艺优化”、“装备改良”、“节能降耗”、“绿色环保”和“循环再利用”,并结合国家支持的“两化融合”方向来打造出一个全新的铅酸蓄电池行业。

方向已定

王金良认为,铅酸蓄电池行业要健康可持续的发展,必须依靠先进装备,铅的使用要降到最低的限度。下一代铅蓄电池的发展方向是非铅板栅,用3D多孔碳,如泡沫石墨或泡沫碳,可减少用铅50%,而且低温性能好,循环寿命长。

胡信国表示,采用新技术,使电池的能量密度、循环寿命等主要性能有明显提高的新型密封铅酸蓄电池主要有几个方向:卷绕式电池、水平铅布电池、超级电池、铅碳电池、双极性电池、泡沫石墨电池、高温通信用铅酸蓄电池、混合动力汽车用起/停电池(ISS电池)。

以国内微混合动力汽车用起/停电池的开发为例,我国汽车保有量超过1亿辆,汽车起/停电池市场总需求量超过7000万只,需求规模呈逐渐加大趋势。国内许多电池厂商也将注意力瞄准中国汽车起停电源领域,风帆、江森、东宾国际已经走在前列。

风能、太阳能等可再生能源发电具有不连续、不稳定、不可控的特性,大规模储能系统可有效实现可再生能源发电的调幅调频、平滑输出、跟踪计划发电,从而提高电网对可再生能源发电的消纳能力。电动汽车产业的发展,需要高比能量、高可靠性、高安全性、长寿命、低成本的动力电池。随着可再生能源产业和电动汽车产业的发展,储能技术和产业受到各国的高度重视,各种新型电化学储能电池技术的研究开发不断取得进展。

大步快跑

目前,业界最看好的三种储能技术分别是铅炭、锂电和液流。其中,锂电成本相对较高,一致性问题仍然存在;液流技术成本更高;而铅炭电池看来还是近期最切实可行的储能技术路线,预计在未来5~10年内都将是主流。

铅炭电池是铅酸电池的创新技术,相比铅酸电池有着诸多优势。铅炭电池有以下优势:一是充电快,提高8倍充电速度;二是放电功率提高了3倍;三是循环寿命提高到6倍,循环充电次数达2000次;四是性价比高,比铅酸电池的售价有所提高,但循环使用的寿命大大提高了;五是使用安全稳定,可广泛地应用在各种新能源及节能领域。

王金良表示,铅碳电池和超级电池产业化步伐正在加快。从国外来看,江森自控(美国)公司在AGM电池中添加碳作为新一代起停电池——加强型AGM电池(EFM),循环寿命达AGM电池的2倍,已给市场供货近2年,用户有奔驰、宝马、奥迪、通用等。日本古河、日立公司开发的储能用掺碳电池70%DOD放电循环寿命达4000次以上;日本汤浅的掺碳起停电池已大量用于宝马mini,质保期由起动电池的2年提高至4年。Exide公司的卷绕起停电池启停寿命超过22万次。

国内企业也在大步快跑,先进铅酸蓄电池联合会创始人美国铅碳电池专家罗伯特·尼尔森受聘于超威集团,尼尔森是动力卷绕电池、泡沫碳板栅铅碳电池、HEV用铅碳电池、纯碳电极铅碳电池发明人,该公司已在碳材料和铅碳电池研发方面取得阶段性成果;超威集团还收购了德国MOLL公司,在河南生产AGM和EFM起停电池。双登集团铅碳起停电池获国家“强基工程”项目资助,已用于特种车辆,起停寿命超过16万次,通过德国博世系统标定,产业化目标起停寿命超20万次。南都电源“铅碳超级电池”获得国家多个示范工程项目的中标,累计销售达到10万kWh,并获得国家“强基工程”项目资助。

工信部消费品工业司副司长高延敏表示,铅酸电池行业未来要拟定技术路线图,以便更好地规划行业未来的发展方向。对于未来电池业的发展,高延敏建议要从行业层面和用户层面发展10种电池:从行业层面来说,未来要发展铅碳电池、减铅或半铅电池、低温电池、高温电池、混合电池;从用户层面来说,要发展快速充电电池、与信息化相结合发展智能电池、加强互换性的标准化电池、可让资源利用最大化环境影响最小化的绿色电池、有市场竞争力的品牌电池。

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