最近,有朋友問我,電動(dòng)車電池是選鉛酸電池好,還是鋰電池好。其實(shí),對(duì)于這個(gè)問題,沒有絕對(duì)的肯定性。我們先來看看各自的優(yōu)缺點(diǎn)再下定論。
與鉛酸電池相比,鋰電池的平均電壓更高,其能量密度高,換言之,同等大小的電池,鋰電池容量更多。另外,鋰電池相對(duì)輕巧,攜帶方便,而壽命相對(duì)要長很多。此外,鋰電池的高低溫適應(yīng)性更強(qiáng),受溫度影響因素較小,且更加綠色環(huán)保。
當(dāng)然,鋰電池也有三個(gè)缺點(diǎn),其安全穩(wěn)定性相對(duì)而言比較差,要是操作不當(dāng),很容易發(fā)生爆炸的風(fēng)險(xiǎn)。另外,鋰電池不能大電流放電且生產(chǎn)要求條件高,成本更高。
而與鋰電池相比,鉛酸電池的價(jià)格相對(duì)便宜,大眾更容易接受。此外,鉛酸電池的高倍率放電性能更好。最重要的是鉛酸電池回收價(jià)格比鋰電池更高。
不過,鉛酸電池也有自己的缺點(diǎn),比如重金屬容易造成環(huán)境污染;與
鋰電池相比,鉛酸電池能量密度更低;而且其使用壽命不及鋰電池。
雖然,鋰電車有很多優(yōu)勢(shì),但以目前而言,鉛酸電動(dòng)車為主,其主要的因素是技術(shù)的不完善,雖然一些鉛酸巨頭和電動(dòng)車巨頭都開始研發(fā)鋰電產(chǎn)品,但是作為一項(xiàng)新涉足的領(lǐng)域,很多企業(yè)目前都在不斷摸索和探索之中,而初期的產(chǎn)品往往可能無法達(dá)到成熟的地步。
鉛酸蓄電池是化學(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,鉛酸蓄電池大量應(yīng)用,較長時(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,
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。
(1)鉛酸蓄電池的比較優(yōu)勢(shì)
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、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(HEV)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)格超過新電池的 30%,因此鉛酸蓄電池的綜合成本更低。
③再生利用比較優(yōu)勢(shì)
鉛酸蓄電池組成簡(jiǎn)單,再生技術(shù)成熟,回收價(jià)值高,是最容易實(shí)現(xiàn)回收和再生利用的電池。全球再生鉛產(chǎn)量已經(jīng)超過原生鉛產(chǎn)量,美國廢鉛酸蓄電池鉛的再利用率已超過 98.5%,我國廢鉛酸蓄電池的再利用率也達(dá)到 90%以上。鎘鎳電池、氫鎳電池、鋰離子電池多為小型電池,且組成復(fù)雜,再生成本高,回收難度大,再生產(chǎn)業(yè)難以實(shí)現(xiàn)市場(chǎng)化運(yùn)營。目前,前述電池全球的平均回收比例不足 20%,特別是鋰離子電池,多數(shù)國家尚未實(shí)現(xiàn)有效回收和再生。
(2)鉛酸蓄電池的不足
①能量密度偏低
傳統(tǒng)的鉛酸蓄電池質(zhì)量和體積能量密度偏低, 能量密度只有為鋰離子電池的1/3 左右,氫鎳電池的 1/2 左右,并且體積較大,不適宜在質(zhì)量輕、體積小的場(chǎng)合使用。未來,鉛酸蓄電池能量密度仍有較大的提高空間,尤其是泡沫碳等采用新材料、新技術(shù)的鉛酸蓄電池。
②循環(huán)壽命偏短
傳統(tǒng)鉛酸蓄電池循環(huán)壽命較短,理論循環(huán)次數(shù)為鋰離子電池 1/3 左右。鉛酸蓄電池的循環(huán)壽命提高的空間仍然比較大,特別是新材料、新結(jié)構(gòu)和新技術(shù)的鉛酸蓄電池,如雙極性鉛酸蓄電池、鉛碳電池等。
③產(chǎn)業(yè)鏈存在鉛污染風(fēng)險(xiǎn)
鉛是鉛酸蓄電池的主要原材料,鉛占電池質(zhì)量的 60%以上,全球鉛酸蓄電池的用鉛量占總用鉛量的 80%以上。鉛為重金屬,鉛酸蓄電池制造產(chǎn)業(yè)鏈(包括原生鉛冶煉、電池制造、電池回收、再生鉛冶煉)存在較高的鉛污染風(fēng)險(xiǎn),管理不善會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染和對(duì)人體健康產(chǎn)生危害。
4、鉛酸蓄電池與環(huán)保
鉛酸蓄電池制造是用鉛的主要行業(yè),其產(chǎn)業(yè)鏈在原生鉛冶煉、蓄電池生產(chǎn)、廢舊蓄電池回收、再生鉛冶煉存在鉛污染風(fēng)險(xiǎn),但是該產(chǎn)業(yè)鏈全過程的鉛污染可以實(shí)現(xiàn)有效控制。鉛污染防治的技術(shù)較為成熟, 國外已有成套有關(guān)原生鉛和再生鉛冶煉的技術(shù)和設(shè)備可以提供,國內(nèi)的鉛冶煉技術(shù)基本成熟,包括鉛酸蓄電池制造在內(nèi),只要按規(guī)范配置先進(jìn)的環(huán)保設(shè)備,環(huán)保設(shè)備正常運(yùn)行,基本不會(huì)造成鉛污染事件的發(fā)生。在鉛酸蓄電池制造領(lǐng)域,先進(jìn)的清潔化、自動(dòng)化、機(jī)械化生產(chǎn)裝備,以及先進(jìn)的環(huán)保技術(shù)與裝備,得到了廣泛的應(yīng)用,使得鉛煙鉛塵、水中鉛化合物得到有效處理,鉛污染得到有效控制。先進(jìn)生產(chǎn)工藝有:一爐多機(jī)板柵鑄造工藝、鉛錠冷切技術(shù)、自動(dòng)化包片與刷片、內(nèi)化成工藝等。先進(jìn)環(huán)保工藝有:高效脈沖式鉛塵處理器、 多級(jí)濕式鉛煙處理器、 堿霧噴淋式酸霧處理器、 廢水中水回用系統(tǒng)等。過去我國頻繁發(fā)生的鉛污染事件主要是由于相關(guān)法規(guī)、 政策不夠完善和全過程管理不足造成的。主要表現(xiàn)在五個(gè)方面:一是冶煉廠之間的無序競(jìng)爭(zhēng),特別是小冶煉、非法冶煉廠為了以低價(jià)爭(zhēng)奪市場(chǎng),采用土法冶煉的方法,無環(huán)保設(shè)施或設(shè)施運(yùn)行不正常;甚至也有一些大冶煉廠為了降低成本,存在環(huán)保治理不規(guī)范的現(xiàn)象,造成原生鉛企業(yè)污染事件的發(fā)生。二是鉛酸蓄電池制造業(yè)小廠數(shù)量眾多,其生產(chǎn)裝備落后,無法配置齊全和先進(jìn)的環(huán)保設(shè)備和衛(wèi)生防護(hù)設(shè)施,不利于環(huán)境保護(hù)和資源利用。三是鉛酸蓄電池回收完全處于無組織回收狀態(tài),這是造成鉛、酸污染的重要環(huán)節(jié)。四是廢舊蓄電池大量流向小型再生鉛廠,因環(huán)節(jié)管理失控,造成經(jīng)常性環(huán)境污染事件的發(fā)生。五是動(dòng)力鉛酸蓄電池存在鎘污染風(fēng)險(xiǎn)。
美國也是全球鉛酸蓄電池生產(chǎn)大國之一, 年用鉛 200 多萬噸, 由于法規(guī)健全、控制鉛污染的措施得力,實(shí)現(xiàn)了鉛使用的閉路循環(huán),從原生鉛冶煉、電池制造、再生鉛冶煉實(shí)施“從生到死”的跟蹤,生產(chǎn)者、運(yùn)輸者、運(yùn)營者、產(chǎn)品擁有者以及各級(jí)政府“共同各自承擔(dān)責(zé)任”,使鉛酸蓄電池產(chǎn)業(yè)鏈的鉛污染得到了有效控制。近年來,隨著國內(nèi)相關(guān)法規(guī)和行業(yè)政策規(guī)范的逐步頒布和嚴(yán)格執(zhí)行,鉛酸蓄電池企業(yè)環(huán)保意識(shí)的逐漸增強(qiáng),污染治理技術(shù)的不斷進(jìn)步,行業(yè)主要企業(yè)的鉛污染也已得到有效防治。特別是經(jīng)過國家工信部、環(huán)保部組織進(jìn)行的行業(yè)準(zhǔn)入核查、行業(yè)規(guī)范條件核查、行業(yè)環(huán)保核查,行業(yè)企業(yè)環(huán)保狀況得到顯著的改善。與其它的有害金屬相比,鉛污染可控可防,鉛中毒也可治,一定程度的鉛中毒或血鉛超標(biāo)是可以逆轉(zhuǎn)的,可以通過食療、藥物調(diào)節(jié)等得到恢復(fù)。
(二)行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)情況
1、行業(yè)供求狀況及變動(dòng)原因
(1)全球鉛酸蓄電池市場(chǎng)供求狀況
在全球市場(chǎng)范圍內(nèi),鉛酸蓄電池由于其技術(shù)成熟、安全性高、循環(huán)再生利用率高、適用溫帶寬、電壓穩(wěn)定、組合一致性好及價(jià)格低廉等優(yōu)勢(shì),在電池市場(chǎng)占據(jù)主導(dǎo)地位。2015 年,全球鉛酸蓄電池市場(chǎng)規(guī)模占全球電池市場(chǎng)規(guī)模的 54.67%。
鉛酸蓄電池作為全球市場(chǎng)份額最大的電池類型, 全球市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)仍將保持持續(xù)增長。2015 年全球鉛酸蓄電池市場(chǎng)規(guī)模較上年增長 1.57%,達(dá)到 432.08 億美元,預(yù)計(jì)未來 5 年將基本維持 1%-2%增長速度。