鉛酸蓄電池是工業(yè)化最早的二次電池，自1859年發(fā)明至今已經有150多年的歷史，但是該產業(yè)的發(fā)展仍然方興未艾。

 

鉛酸蓄電池是化學電池中市場份額最大、使用范圍最廣的電池，特別是在起動和大型儲能等應用領域，在較長時間尚難以被其他新型電池替代。鉛酸蓄電池價格較低，具有技術成熟、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，市場競爭優(yōu)勢明顯。

 

相對于其他電池金屬材料，鉛資源比較豐富，鉛儲量和再生鉛保證鉛酸蓄電池產業(yè)可持續(xù)發(fā)展的年限相對較長，鉛酸蓄電池大量應用，較長時間內不會造成鉛資源短缺。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，電池生產和再生鉛加工過程中存在鉛污染風險，管理不善可能會對環(huán)境和人體健康造成危害。

 

隨著新技術的突破和新結構的應用，鉛碳電池、雙極性電池、非鉛板柵電池等先進鉛酸蓄電池的不斷問世，改變了質量能量比偏低、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，鉛污染的風險也可防可控。為鉛酸蓄電池產業(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、儲能、起動、動力等應用領域發(fā)揮重要的作用。

 

鉛酸蓄電池的比較優(yōu)勢和不足

 

(1)鉛酸蓄電池的比較優(yōu)勢

 

①性能比較優(yōu)勢

 

目前，大規(guī)模產業(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，市場上應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：

 

A、實現工業(yè)化生產的時間最長、技術最成熟的電池，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計，安全性好;

 

C、工作電壓較高、工作溫度范圍較寬，適用于混合電動車(HEV)等高倍率放電應用;

 

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)、新能源儲能、電網削峰填谷等領域;

 

E、大容量電池技術成熟，能制成數千安時的電池，為大規(guī)模儲能提供了便利。

 

②成本比較優(yōu)勢

 

鉛酸蓄電池是最廉價的二次電池，單位能量的價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，鉛含量高達電池總質量的60%以上，廢舊電池的殘值較高，回收價格超過新電池的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

 

鉛酸蓄電池組成簡單，再生技術成熟，回收價值高，是最容易實現回收和再生利用的電池。全球再生鉛產量已經超過原生鉛產量，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，且組成復雜，再生成本高，回收難度大，再生產業(yè)難以實現市場化運營。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，多數國家尚未實現有效回收和再生。

 

(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，不適宜在質量輕、體積小的場合使用。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、新技術的鉛酸蓄電池。

 

鉛酸蓄電池的比較優(yōu)勢和不足

 

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、新結構和新技術的鉛酸蓄電池，如雙極性鉛酸蓄電池、鉛碳電池等。

 

③產業(yè)鏈存在鉛污染風險

 

鉛是鉛酸蓄電池的主要原材料，鉛占電池質量的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險，管理不善會對環(huán)境造成污染和對人體健康產生危害。

 

3、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)，其產業(yè)鏈在原生鉛冶煉、蓄電池生產、廢舊蓄電池回收、再生鉛冶煉存在鉛污染風險，但是該產業(yè)鏈全過程的鉛污染可以實現有效控制。鉛污染防治的技術較為成熟，國外已有成套有關原生鉛和再生鉛冶煉的技術和設備可以提供，國內的鉛冶煉技術基本成熟，包括鉛酸蓄電池制造在內，只要按規(guī)范配置先進的環(huán)保設備，環(huán)保設備正常運行，基本不會造成鉛污染事件的發(fā)生。在鉛酸蓄電池制造領域，先進的清潔化、自動化、機械化生產裝備，以及先進的環(huán)保技術與裝備，得到了廣泛的應用，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。

 

先進生產工藝有：一爐多機板柵鑄造工藝、鉛錠冷切技術、自動化包片與刷片、內化成工藝等。先進環(huán)保工藝有：高效脈沖式鉛塵處理器、多級濕式鉛煙處理器、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法規(guī)、政策不夠完善和全過程管理不足造成的。

 

主要表現在五個方面：

 

一是冶煉廠之間的無序競爭，特別是小冶煉、非法冶煉廠為了以低價爭奪市場，采用土法冶煉的方法，無環(huán)保設施或設施運行不正常;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)小廠數量眾多，其生產裝備落后，無法配置齊全和先進的環(huán)保設備和衛(wèi)生防護設施，不利于環(huán)境保護和資源利用。

 

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，造成經常性環(huán)境污染事件的發(fā)生。

 

五是動力鉛酸蓄電池存在鎘污染風險。

 

美國也是全球鉛酸蓄電池生產大國之一，年用鉛200多萬噸，由于法規(guī)健全、控制鉛污染的措施得力，實現了鉛使用的閉路循環(huán)，從原生鉛冶煉、電池制造、再生鉛冶煉實施“從生到死”的跟蹤，生產者、運輸者、運營者、產品擁有者以及各級政府“共同各自承擔責任”，使鉛酸蓄電池產業(yè)鏈的鉛污染得到了有效控制。

 

近年來，隨著國內相關法規(guī)和行業(yè)政策規(guī)范的逐步頒布和嚴格執(zhí)行，鉛酸蓄電池企業(yè)環(huán)保意識的逐漸增強，污染治理技術的不斷進步，行業(yè)主要企業(yè)的鉛污染也已得到有效防治。特別是經過國家工信部、環(huán)保部組織進行的行業(yè)準入核查、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是可以逆轉的，可以通過食療、藥物調節(jié)等得到恢復。