本文是應(yīng)行業(yè)好友的盛情相約,在出差途中倉(cāng)促寫就的一篇應(yīng)景命題作文,提出了一些自己個(gè)人的看法,總的來(lái)說(shuō)文章寫得比較粗糙,某些觀點(diǎn)也許既不正確,也不全面,還希望廣大的行業(yè)專家學(xué)者和企業(yè)家朋友們批評(píng)指正。但是,這篇文章的目的就是起一個(gè)拋磚引玉的作用,引導(dǎo)我們叉車行業(yè)的人士就《鋰電已兵臨城下,鉛酸該如何應(yīng)對(duì)》這個(gè)話題展開廣泛的討論,各抒己見,共同努力,探索一條真正適合鉛酸電池企業(yè)持久發(fā)展的合理道路。
以上照片選自前蘇聯(lián)的電影《兵臨城下》,德軍來(lái)勢(shì)兇猛,咄咄逼人,蘇聯(lián)紅軍正在進(jìn)行大閱兵,鼓舞斗志。今年以來(lái),特別是從下半年開始,鋰電池在叉車行業(yè)的滲透力度突然加大,最為明顯的就是今年的上海CeMAT展會(huì)上,鋰電池已然成為了展會(huì)上最亮麗的風(fēng)景線,幾乎到了不談?wù)撲囯?,感覺(jué)自己已經(jīng)落后了,跟不上時(shí)代了。面對(duì)鋰電池如此發(fā)展迅猛的勢(shì)頭,鉛酸電池該如何應(yīng)對(duì)呢?我嘗試著從以下幾個(gè)方面來(lái)逐個(gè)分析。
一、鉛酸蓄電池的歷史與現(xiàn)狀
1.鉛酸蓄電池的歷史
鉛酸蓄電池是法國(guó)人普蘭特(G.Plante)在1859年發(fā)明的,到今天為止,已經(jīng)差不多有160年的歷史了。鉛酸蓄電池自從發(fā)明問(wèn)世并投入大規(guī)模的商業(yè)應(yīng)用以來(lái)一直在化學(xué)電源中占著絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)。不論是在交通、通信、電力、軍事還是在航海、航空各個(gè)經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域,鉛酸蓄電池都起到了不可缺少的重要作用。
雖然鉛酸蓄電池的歷史已經(jīng)很久了,但是,從整體來(lái)說(shuō),進(jìn)步并不算太大,無(wú)論是從材料學(xué),還是技術(shù)上,都沒(méi)有明顯的改變??赡苁倾U酸蓄電池企業(yè)日子太好過(guò)了的緣故,因?yàn)檫@么多年來(lái),一直沒(méi)有受到過(guò)其它產(chǎn)品的威脅,雖然偶爾會(huì)冒出一二個(gè)概念性的產(chǎn)品,但從來(lái)就沒(méi)有形成量產(chǎn),像今天的鋰電池一樣大規(guī)模應(yīng)用,因此,所有鉛酸電池的大部分企業(yè)都是把自己的絕大部分精力主要用于生產(chǎn)、市場(chǎng)營(yíng)銷,而在技術(shù)產(chǎn)品研發(fā)本身很少有所作為。而且,當(dāng)一個(gè)產(chǎn)品問(wèn)世時(shí)間太長(zhǎng)了,基本上已經(jīng)很少再有人去花時(shí)間、花精力、花金錢去研發(fā)了,就好比當(dāng)年傳統(tǒng)的白熾燈泡一樣,天下大局已定,再也沒(méi)有人去研究了,最后的結(jié)局就是讓其它光源取而代之。
2.鉛酸蓄電池的現(xiàn)狀
那么,鉛酸電池是否也會(huì)重復(fù)走白熾燈的老路的呢?原來(lái)是有這種可能性,但是,現(xiàn)在來(lái)分析,我看是不會(huì)的。原因是鋰電來(lái)了,而且已經(jīng)是到了兵臨城下的地步。因此,近年來(lái),鉛酸蓄電池在理論研究方面,在產(chǎn)品種類及品種、產(chǎn)品電氣性能等方面也都得到了一些的進(jìn)步。鉛酸蓄電池是工業(yè)化最早的二次電池,一百多年來(lái)該產(chǎn)業(yè)的發(fā)展仍然是方興未艾。其主要原因就是因?yàn)殂U酸蓄電池是化學(xué)電池中市場(chǎng)份額最大、使用范圍最廣的電池,特別是在起動(dòng)和大型儲(chǔ)能等應(yīng)用領(lǐng)域,在較長(zhǎng)時(shí)間尚難以被其他新型電池替代。鉛酸蓄電池價(jià)格較低,具有技術(shù)成熟、高低溫性能優(yōu)異、穩(wěn)定可靠、安全性高、資源再利用性好等比較優(yōu)勢(shì),市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)明顯。相對(duì)于其他電池金屬材料,鉛資源比較豐富,鉛儲(chǔ)量和再生鉛保證鉛酸蓄電池產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的年限相對(duì)較長(zhǎng),鉛酸蓄電池大量應(yīng)用,較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)不會(huì)造成鉛資源短缺。
鉛酸蓄電池不足之處在于:能量密度偏低、循環(huán)壽命偏短,主要原材料鉛是一類有毒物質(zhì),電池生產(chǎn)和再生鉛加工過(guò)程中存在鉛污染風(fēng)險(xiǎn),管理不善可能會(huì)對(duì)環(huán)境和人體健康造成危害。隨著新技術(shù)的突破和新結(jié)構(gòu)的應(yīng)用,鉛碳電池、雙極性電池、非鉛板柵電池等先進(jìn)鉛酸蓄電池的不斷問(wèn)世,改變了質(zhì)量能量比偏低、循環(huán)壽命較短等不足,并且隨著法規(guī)制度的逐步健全和管理水平的提升,鉛污染的風(fēng)險(xiǎn)也可防可控。為鉛酸蓄電池產(chǎn)業(yè)的持續(xù)發(fā)展注入了新的活力。在未來(lái),鉛酸蓄電池仍將在備用電源、儲(chǔ)能、起動(dòng)、動(dòng)力等應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)揮重要的作用。
二、鉛酸蓄電池的優(yōu)缺點(diǎn)
1.鉛酸蓄電池的優(yōu)點(diǎn)
①性能比較優(yōu)勢(shì)
目前,大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化的二次電池主要有鉛酸蓄電池、鎘鎳電池、氫鎳電池和鋰離子電池。鎘鎳電池含有劇毒元素鎘,已逐步被其他電池所替代。目前,市場(chǎng)上應(yīng)用最廣泛的電池為鉛酸蓄電池、鋰離子電池和氫鎳電池。相較于其他二次電池,鉛酸蓄電池主要有以下性能比較優(yōu)勢(shì):
A、實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)的時(shí)間最長(zhǎng)、技術(shù)最成熟的電池,性能穩(wěn)定、可靠,適用性好;
B、采用稀硫酸作電解液,無(wú)可燃性,電池采用常壓或低壓設(shè)計(jì),安全性好;
C、工作電壓較高、工作溫度范圍較寬,適用于混合電動(dòng)車等高倍率放電應(yīng)用;
D、能浮充電使用,淺充淺放電性能優(yōu)異,適用于不間斷電源(UPS)、新能源儲(chǔ)能、電網(wǎng)削峰填谷等領(lǐng)域;
E、大容量電池技術(shù)成熟,能制成數(shù)千安時(shí)的電池,為大規(guī)模儲(chǔ)能提供了便利。
②安全性能比較優(yōu)勢(shì)
鉛酸蓄電池具有很高的安全性,在高溫100度的情況下可以正常使用,本體不會(huì)發(fā)生爆炸、燃燒、污染這些問(wèn)題,對(duì)人身、設(shè)施安全非常有保證。
鉛酸蓄電池電壓穩(wěn)定性極高,這是緣由鉛酸蓄電池是二次電源中唯一一種兩極用同等材料做成的,同時(shí)電解質(zhì)也具有唯一性。所以鉛酸蓄電池具有很寬的使用溫帶,可在-50℃——+100℃溫度范圍內(nèi)可靠地使用。例如在北方冬天零下40℃、50℃情況下,汽車能很正常的啟動(dòng),在夏天南方高溫環(huán)境中即使汽車發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生更高的溫度也不會(huì)影響鉛酸蓄電池的正常使用。
③成本比較優(yōu)勢(shì)
鉛酸蓄電池是最廉價(jià)的二次電池,單位能量的價(jià)格是鋰離子電池或氫鎳電池的1/3 左右。此外,鉛酸蓄電池的主要成分為鉛和鉛的化合物,鉛含量高達(dá)電池總質(zhì)量的60%以上,廢舊電池的殘值較高,回收價(jià)格超過(guò)新電池的30%,因此鉛酸蓄電池的綜合成本更低。
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