當(dāng)時(shí)鉛酸蓄電池還無法大規(guī)模生產(chǎn)，但越來越多的研究者已開始參與鉛酸蓄電池的研究。從此，鉛酸蓄電池開始處于因市場(chǎng)需求而促進(jìn)其研發(fā)的狀態(tài)，人們對(duì)它進(jìn)行不斷地研究和改進(jìn)，使其得到極大地發(fā)展。鉛酸蓄電池是迄今發(fā)展時(shí)間最長(zhǎng)，技術(shù)最成熟的電池技術(shù)。

 

1881 年， 富萊(Camille Alphonse Faure)和布魯希(Charles Francis Brush)二人制成涂膏式極板，即用鉛的氧化物和硫酸水溶液混合制成鉛膏涂在鉛板上，較好地防止了活性物質(zhì)的脫落，使鉛酸蓄電池的制造工藝有了很大進(jìn)步。1882 年賽隆(John Scudamore Sellon)采用鉛-銻(Pb-Sb)合金制造板柵，克服了由于充放電前后電極活性物質(zhì)體積膨脹、 收縮使得作為活性物質(zhì)載體的板柵發(fā)生變形的問題，大大提高了電池極板的強(qiáng)度，使鉛酸蓄電池的壽命有了較大提高。1970 年之前，鉛酸蓄電池的極板需浸在可流動(dòng)的硫酸中使用，在電池充電后期和過充電時(shí)，會(huì)發(fā)生電解水的副反應(yīng)，氫氣和氧氣可無障礙地釋放出來，這帶來電解液失水， 電池需定期維護(hù)的問題。 于是研究人員一直試圖研制“密封式”鉛酸蓄電池，希望能克服上述問題。1957 年德國(guó)陽(yáng)光(Sonnenschein)發(fā)明了 SiO2 膠體密封鉛酸蓄電池，即閥控式密封鉛酸蓄電池(valve-regulatedlead-acidbatteries，VRLA)的 Gel 技術(shù) 。 1971 年 美 國(guó) 蓋 茨 (Gates ) 公 司 發(fā) 明 了 吸 液 式 超 細(xì) 玻 璃 棉 隔 板(absorbedglassmat)即閥控式密封鉛酸蓄電池的 AGM 技術(shù)。Gel 技術(shù)和 AGM 技術(shù)的閥控密封鉛酸蓄電池，實(shí)際解決了電池內(nèi)部氧氣的復(fù)合循環(huán)問題，運(yùn)行及安全性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過之前的技術(shù)。VRLA 從 1973 年于小型電池實(shí)現(xiàn)商業(yè)化之后至今，在外形及尺寸上均有了較大的發(fā)展，因而廣泛適用于眾多領(lǐng)域，成為蓄電池產(chǎn)品中的重要組成部分。

 

(3)鉛酸蓄電池的分類

 

按照應(yīng)用領(lǐng)域劃分， 我國(guó)的鉛酸蓄電池主要可分為備用電源電池、儲(chǔ)能電池、起動(dòng)電池和動(dòng)力電池四大類。備用電源電池是主要用于通訊備用電源、不間斷電源(UPS)、應(yīng)急照明電源及其他備用電源的蓄電池。儲(chǔ)能電池指適用于供太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)備和風(fēng)力發(fā)電機(jī)以及其他可再生能源的儲(chǔ)能用蓄電池。 起動(dòng)電池是主要應(yīng)用于汽車、摩托車、燃油發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)、點(diǎn)火和照明的蓄電池。動(dòng)力電池主要應(yīng)用于電動(dòng)自行車、電動(dòng)特種車(電動(dòng)游覽車、高爾夫車、巡警車、叉車等)、低速電動(dòng)乘用車、混合電動(dòng)車等電動(dòng)車輛作為動(dòng)力。

 

 

 

按照電池中極板的結(jié)構(gòu)分為板式、管式和卷繞式等類別，分別稱為平板式電池、管式電池和卷繞式電池。此外，根據(jù)鉛酸蓄電池中電解液處于游離狀態(tài)和吸附(或固定)狀態(tài)，分為富液式蓄電池和貧液式蓄電池。貧液電池中，電解液吸附在玻璃纖維隔板中的蓄電池常設(shè)計(jì)成閥控密封式，稱為閥控式密封蓄電池;電解液用二氧化硅膠體固定的蓄電池稱為膠體電池。

 

3、鉛酸蓄電池的比較優(yōu)勢(shì)和不足

 

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(jīng)有 150 多年的歷史，但是該產(chǎn)業(yè)的發(fā)展仍然方興未艾。

 

 

 

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(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。