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(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。

 

(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(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(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(guò)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(guò)原生鉛產(chǎn)量，美國(guó)廢鉛酸蓄電池鉛的再利用率已超過(guò) 98.5%，我國(guó)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(yíng)。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(guó)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(lái)，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(guò)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(guó)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(guó)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(guò)去我國(guó)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(guò)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(wú)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(wú)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(wú)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(wú)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)。