鉛酸蓄電池由于其安全穩(wěn)定、性價比高等優(yōu)點(diǎn)，在電池領(lǐng)域占據(jù)較高的市場份額，并被廣泛應(yīng)用于汽車啟動、通信領(lǐng)域、動力電池與儲能電池等領(lǐng)域?？v觀整個鉛酸蓄電池市場，從競爭數(shù)量、退出壁壘、同質(zhì)化程度，以及競爭層次來看，鉛酸蓄電池行業(yè)處于成熟階段，但行業(yè)整體素質(zhì)參差不齊，受到企業(yè)自身因素的局限，多數(shù)企業(yè)集中于低端產(chǎn)品，打價格戰(zhàn)，目前市場上現(xiàn)有企業(yè)競爭激烈。本文從鉛酸蓄電池的結(jié)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)地位與發(fā)展趨勢、回收與存在問題、解決對策、鋰電池威脅下鉛蓄電池生存空間遭擠壓、新能源汽車動力電池發(fā)展對鉛酸蓄電池行業(yè)的影響等多方面進(jìn)行深入剖析！ 蓄電池是1859年由法國人普蘭特（Plante）發(fā)明的，至今已有一百多年的歷史。自發(fā)明后，在化學(xué)電源中一直占有絕對優(yōu)勢。到20世紀(jì)初，鉛酸蓄電池歷經(jīng)了許多重大的改進(jìn)，提高了能量密度、循環(huán)壽命、高倍率放電等性能。然而，開口式鉛酸蓄電池有兩個主要缺點(diǎn)：①充電末期水會分解為氫，氧氣體析出，需經(jīng)常加酸、加水，維護(hù)工作繁重；②氣體溢出時攜帶酸霧，腐蝕周圍設(shè)備，并污染環(huán)境，限制了電池的應(yīng)用。 近二十年來，為了解決以上的兩個問題，世界各國競相開發(fā)密封鉛酸蓄電池，希望實(shí)現(xiàn)電池的密封，獲得干凈的綠色能源。鉛酸蓄電池技術(shù)經(jīng)過多年發(fā)展，其比能量、循環(huán)壽命、高低溫適應(yīng)性等問題已有所突破。目前我國正逐漸縮小與國際領(lǐng)先技術(shù)的差距，在部分核心技術(shù)方面已達(dá)到國際水平，并且越來越多地進(jìn)入國際市場。 鉛酸蓄電池的結(jié)構(gòu) 鉛酸蓄電池主要由正極板組?負(fù)極板組?隔板?容器和電解液等構(gòu)成,其結(jié)構(gòu)如下圖所示：   1.極板 鉛酸蓄電池的正?負(fù)極極板由純鉛制成,上面直接形成有效物質(zhì),有些極板用鉛鎳合金制成柵架,上面涂以有效物質(zhì)?正極(陽極)的有效物質(zhì)為褐色的二 氧 化 鉛,這層二 氧 化 鉛由結(jié)合氧化的鉛細(xì)粒構(gòu)成,在這些細(xì)粒之間能夠自由地通過電解液,將正極材料磨成細(xì)粒的原因是可以增大其與電解液的接觸面積,這樣可以增加反應(yīng)面積,從而減小蓄電池的內(nèi)阻?負(fù)極(陰極)的有效物質(zhì)為深灰色的海綿狀鉛?在同一個電池內(nèi),同極性的極板片數(shù)超過兩片者,用金屬條連接起來,稱為極板組或極板群?至于極板組內(nèi)的極板數(shù)的多少,隨其容量(蓄電能力)的大小而異?為了獲得較大的蓄電池容量,常將多片正?負(fù)極板分別并聯(lián),組成正?負(fù)極板組。 安裝時,將正、負(fù)極板組相互嵌合,中間插入隔板,就形成了單格電池?在每個單格電池中,負(fù)極板的片數(shù)總要比正極板的片數(shù)多一片,從而使每片正極板都處于兩片負(fù)極板之間,使正極板兩側(cè)放電均勻,避免因放電不均勻造成極板拱曲? 2.隔板 在各種類型的鉛酸蓄電池中,除少數(shù)特殊組合的極板間留有寬大的空隙外,在兩極板間均需插入隔板,以防止正?負(fù)極板相互接觸而發(fā)生短路?這種隔板上密布著細(xì)小的孔,既可以保證電解液的通過,又可以阻隔正?負(fù)極板之間的接觸,控制反應(yīng)速度,保護(hù)電池?隔板有木質(zhì)?橡膠?微孔橡膠?微孔塑料?玻璃等數(shù)種,可根據(jù)蓄電池的類型適當(dāng)選定?吸附式密封蓄電池的隔板是由超細(xì)玻璃絲綿制作的,這種隔板可以把電解液吸附在隔板內(nèi),吸附式密封蓄電池的名稱也是由此而來的? 3.容器 容器是用來盛裝電解液和支撐極板的,通常有玻璃容器?襯鉛木質(zhì)容器?硬橡膠容器和塑料容器四種?容器用于盛放電解液和極板組,應(yīng)該耐酸?耐熱?耐震?容器多采用硬橡膠或聚丙 烯塑料制成,為整體式結(jié)構(gòu),底部有凸起的肋條以擱置極板組?殼內(nèi)由間壁分成3個或6個互不相通的單格,各單格之間用鉛質(zhì)聯(lián)條串聯(lián)起來?容器上部使用相同材料的電池蓋密封,電池蓋上設(shè)有對應(yīng)于每個單格電池的加液孔,用于添加電解液和蒸餾水以及測量電解液密度?溫度和液面高度? 4.電解液 鉛酸蓄電池的電解液是用蒸餾水稀釋高純濃硫酸而成的?它的密度高低視鉛蓄電池類型和所用極板而定,一般在15℃時為1.200～1.300g/cm3?蓄電池用的電解液(稀硫酸)必須保持純凈,不能含有危害鉛酸蓄電池的任何雜質(zhì)?電解液的作用是給正?負(fù)電極之間流動的離子創(chuàng)造一個液體環(huán)境,或者說充當(dāng)離子流動的介質(zhì)?電解液的相對密度對蓄電池的工作有重要影響,相對密度大,可減少結(jié)冰的危險并提高蓄電池容量,但相對密度過大,則黏度增加,反而降低蓄電池容量,縮短使用壽命?應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)刈畹蜌鉁鼗蛑圃鞆S家的要求選擇電解液相對密度? 5.加液孔蓋 加液孔蓋用橡膠或塑料制成,旋在電池蓋的加液孔內(nèi)。 加液孔蓋上有通氣孔,可使蓄電池化學(xué)反應(yīng)中產(chǎn)生的氣體順利排出?加液孔蓋上的通氣孔應(yīng)經(jīng)常保持暢通,使蓄電池內(nèi)部的氫 氣與氧氣排出,防止蓄電池過早損壞或爆炸? 6.聯(lián)條 由于蓄電池各單格為串聯(lián)連接,因此不同極性的極柱要用聯(lián)條連接起來?聯(lián)條用鉛銻合金鑄成,有外露式?跨橋式和穿壁式三種,前者用在硬橡膠外殼和蓋上,后兩者用在塑料外殼和蓋上?外露式是指聯(lián)條外露在蓄電池的上面;跨橋式是指聯(lián)條下部在蓄電池的平面上或埋在蓋下,連接部分跨接在各單格電池的中間壁上;穿壁式是指在中間壁上打孔,使極板組柄直接穿過中間隔壁將各單格電池連接起來?穿壁式聯(lián)條的連接方式如下圖所示： 鉛酸蓄電池現(xiàn)狀 鉛酸蓄電池為世界上產(chǎn)量最大的電池產(chǎn)品，生產(chǎn)量占全部電池總量的50%，據(jù)了解，即便是在發(fā)達(dá)國家和地區(qū)，至今也仍大量生產(chǎn)和使用鉛酸蓄電池。近年來，鉛酸蓄電池行業(yè)在加快淘汰落后產(chǎn)能、提高產(chǎn)業(yè)集中度、促進(jìn)轉(zhuǎn)型升級和綠色發(fā)展方面，取得了顯著成績。但事實(shí)上，鉛酸蓄電池生產(chǎn)以及廢棄可能造成的環(huán)境污染問題仍然沒有得到根治。 面對鉛酸蓄電池可能帶來的鉛污染問題，一般來說企業(yè)只要嚴(yán)格遵循國家環(huán)保規(guī)定，是完全可以有效控制污染的。然而，這背后需要企業(yè)付出巨額的環(huán)保投入。據(jù)業(yè)內(nèi)專家介紹，由于鉛酸蓄電生產(chǎn)過程中極易產(chǎn)生污染，對環(huán)保設(shè)備要求極高。僅環(huán)保設(shè)備占到總投資額的20%~30%，建成之后還有不斷的后續(xù)環(huán)保投入。目前工廠每生產(chǎn)1萬千伏安時蓄電池的環(huán)保運(yùn)行費(fèi)用需要3萬到6萬元，而其銷售收入不過五六百萬元，利潤率很低，大多數(shù)企業(yè)凈利潤只有3%，最高也不會超過5%，所以在面對巨額的環(huán)保投入時，大量相關(guān)企業(yè)望而卻步，為了贏得更高的收益，選擇對環(huán)境問題視而不見。 鉛酸蓄電池用途廣泛，短期內(nèi)沒有更好的產(chǎn)品可以替代它。它也是電池行業(yè)中資源循環(huán)利用最好的產(chǎn)品，大部分的鉛酸蓄電池都可以被收集、循環(huán)利用，符合我國可持續(xù)發(fā)展的政策目標(biāo)。面對環(huán)保整治和相關(guān)行業(yè)規(guī)范政策的實(shí)施，以及鋰離子電池等新型電池在多個領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，由于自身的缺陷以及市場的發(fā)展，鉛酸蓄電池唯有積極轉(zhuǎn)型升級，才能夠站穩(wěn)腳。因而，我國鉛酸蓄電池行業(yè)轉(zhuǎn)型升級需求日漸迫切。 我國是全球最大的鉛酸蓄電池生產(chǎn)國、消費(fèi)國和出口大國。鉛酸蓄電池行業(yè)主要實(shí)行以銷定產(chǎn)，鉛酸蓄電池生產(chǎn)數(shù)量減去出口的數(shù)量大致為國內(nèi)消費(fèi)數(shù)量。2016年中國鉛酸蓄電池產(chǎn)量為22353萬千伏安時，國內(nèi)鉛酸蓄電池需求量為20168萬千伏安時，從2005年至2016年，國內(nèi)企業(yè)鉛酸蓄電池產(chǎn)量呈波動式增長，年均復(fù)合增長率達(dá)10.17%。預(yù)計(jì)到2018年國內(nèi)鉛酸蓄電池產(chǎn)量將達(dá)23598萬千伏安時，國內(nèi)鉛酸蓄電池需求量將達(dá)22015萬千伏安時。在“十三五”期間鉛酸蓄電池產(chǎn)量預(yù)計(jì)復(fù)合增長率為10.76%，預(yù)計(jì)到2022年國內(nèi)鉛酸蓄電池產(chǎn)量將達(dá)27359萬千伏安時，國內(nèi)鉛酸蓄電池需求量將達(dá)25879萬千伏安時。 鉛蓄電池產(chǎn)業(yè)地位與發(fā)展趨勢 鉛酸蓄電池由于其安全穩(wěn)定、性價比高等優(yōu)點(diǎn)，在電池領(lǐng)域占據(jù)較高的市場份額，并被廣泛應(yīng)用于汽車啟動、通信領(lǐng)域、動力電池與儲能電池等領(lǐng)域。分析認(rèn)為，鉛酸蓄電池將在行業(yè)不斷升級和下游需求擴(kuò)大雙重驅(qū)動下，保持一定增長幅度，未來10年內(nèi)鉛酸蓄電池仍將是電池市場的主流。從全球范圍來看，2015年鉛酸蓄電池市場規(guī)模為429.94億美元，這一市場規(guī)模仍將保持2%-5%的年增長率，預(yù)計(jì)到2022年全球市場規(guī)模將達(dá)到547億美元。2015年我國規(guī)模以上電池企業(yè)主營業(yè)務(wù)收入總額為4473.55億元，其中鉛蓄電池主營收入約1260億元，約占28.17%。2017年全國電池企業(yè)主營業(yè)務(wù)收入6538.3億元，其中鉛蓄電池主營收入約1195億元，約占18.28%?？梢娿U蓄電池銷售收入在整個電池行業(yè)中所占比例較大，盡管在儲能領(lǐng)域被鋰離子電池部分替代，但難以動搖鉛蓄電池的市場地位。 輕工業(yè)化學(xué)電源研究所曹國慶認(rèn)為，根據(jù)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，鉛蓄電池工藝技術(shù)重點(diǎn)發(fā)展拉網(wǎng)、連鑄連軋等擴(kuò)展式板柵制造和連涂極板制造技術(shù)，發(fā)展卷繞結(jié)構(gòu)鉛蓄電池和鉛碳電池等新型結(jié)構(gòu)鉛蓄電池。發(fā)展電池自動化生產(chǎn)裝備，發(fā)展廢舊電池回收再生利用技術(shù)與裝備，建立規(guī)范的廢電池回收體系，發(fā)展含鉛廢水深度處理技術(shù)，發(fā)展環(huán)保技術(shù)裝備與在線監(jiān)測技術(shù)裝備。隨著不斷提升清潔生產(chǎn)技術(shù)水平，鉛蓄電池仍將具有較好市場發(fā)展前景。 鉛酸蓄電池的回收與存在問題 近年來，雖然企業(yè)陸續(xù)建立了多個鉛酸蓄電池生產(chǎn)回收基地，但回收亂象還是頻發(fā)，帶來的環(huán)境污染問題更是一個接一個，這也讓廢舊鉛酸蓄電池回收中存在的問題暴露了出來。 回收的部分 鉛酸電池中鉛極板含量超過70%，市場上對鉛酸電池的回收也主要集中在這一部分。每只廢舊鉛酸電池一般含有20%左右的硫酸及懸浮的含鉛化合物，經(jīng)過靜置澄清的廢電解中含鉛達(dá)7-10g/L。 許多個體戶回收廢舊鉛酸電池后，簡單地將電池破碎，只將含鉛量較高的電極和柵板賣掉，而較難回收的含鉛酸液直接倒掉，這部分酸液及鉛對環(huán)境也造成了較大的污染。 回收的渠道 目前我國還沒有由蓄電池生產(chǎn)商或再生鉛生產(chǎn)廠家建成的全國性和區(qū)域性的回收網(wǎng)絡(luò)，廢舊鉛酸蓄電池正規(guī)回收的比率約 30%，個體及其他渠道占70%。這些個體渠道大多屬于不合法的三無企業(yè)，廢電池流向不規(guī)范的再生鉛企業(yè)是導(dǎo)致鉛污染的重要因素。 回收的數(shù)量 總體來看，我國廢鉛蓄電池?cái)?shù)量龐大，但廢鉛酸電池回收行業(yè)處于無序狀態(tài)。每年產(chǎn)生的廢鉛酸蓄電池總量大，而一般鉛酸蓄電池中含鉛量在70%-80%。據(jù)統(tǒng)計(jì)，超過90%使用過的鉛酸電池雖有回收，但由于回收機(jī)制的不健全，個體戶的泛濫，含鉛酸液絕大部分直接倒掉。初步估計(jì)，僅鉛酸電池回收環(huán)節(jié)每年就有大量的鉛直接排放到環(huán)境中 4. 回收的技術(shù) 目前，我國廢鉛蓄電池再生鉛廠絕大部分技術(shù)落后、規(guī)模小、能耗高，導(dǎo)致污染嚴(yán)重。鉛酸電池回收小企業(yè)主要采用傳統(tǒng)的小反射爐、鼓風(fēng)爐和沖天爐等熔煉工藝，板柵和鉛泥一起混煉，基本上未經(jīng)預(yù)處理工藝，甚至有些企業(yè)采用原始的土窯土爐冶煉，環(huán)境污染嚴(yán)重。 解決對策 鉛酸蓄電池在生產(chǎn)和回收過程中出現(xiàn)的污染現(xiàn)象屢禁不止，對于非法處理廢舊蓄電池的現(xiàn)象，不僅要求司法機(jī)關(guān)嚴(yán)厲打擊還要建立完整的回收利用機(jī)制，細(xì)化蓄電池的生產(chǎn)者、銷售者、消費(fèi)者的回收責(zé)任。國務(wù)院辦公廳印發(fā)《生產(chǎn)者責(zé)任延伸制度推行方案》，對鉛酸蓄電池等4類產(chǎn)品實(shí)施生產(chǎn)者責(zé)任延伸制度，要求引導(dǎo)生產(chǎn)企業(yè)建立產(chǎn)品全生命周期追溯系統(tǒng)。除此之外，電動交通工具的銷售者必須要承擔(dān)廢舊電池回收站的功能，對于送來的廢舊電池要做到來者不拒，不以消費(fèi)者是否在此購買商品為前提。銷售者還要承擔(dān)環(huán)保宣傳的責(zé)任，圖文并茂地說明非法處理廢舊蓄電池的危險性，政府應(yīng)該給予回收站相應(yīng)的補(bǔ)貼。 作為防止廢舊蓄電池污染環(huán)境的最后防線，消費(fèi)者的責(zé)任也必須細(xì)化，蓄電池的產(chǎn)品追溯系統(tǒng)要明確消費(fèi)者非法處理廢舊蓄電池的法律責(zé)任，蓄電池上要有明確的回收站地址，對于報(bào)廢期過后無正當(dāng)理由未將廢舊蓄電池環(huán)保處理的消費(fèi)者，環(huán)保執(zhí)法部門可以建立處罰制度進(jìn)行罰款或曝光。 同時，也要大力發(fā)展再生鉛業(yè)務(wù)。業(yè)內(nèi)人士建議鼓勵和支持具有產(chǎn)業(yè)鏈整合能力的綠色循環(huán)生產(chǎn)企業(yè)構(gòu)建全國廢舊鉛蓄電池規(guī)范化回收體系，打造廢舊鉛蓄電池生產(chǎn)、收集等全產(chǎn)業(yè)鏈整體解決方案，實(shí)現(xiàn)綠色制造、回收、轉(zhuǎn)移、處置，引領(lǐng)鉛蓄電池行業(yè)走生態(tài)文明、可持續(xù)發(fā)展之路。上海有色網(wǎng)近年來致力打造互聯(lián)網(wǎng)+的廢鉛酸蓄電池回收系統(tǒng)平臺，目前該平臺已被業(yè)內(nèi)多個企業(yè)成功應(yīng)用。