鉛酸電池，路在何方——記首屆全國鉛蓄電池新技術(shù)研討會(huì)

本刊劉春娜

秦淮河畔，千年古都。2010年4月25日，首屆全國鉛蓄電池新技術(shù)研討會(huì)在南京雙門樓賓館召開。此次會(huì)議由中國電池工業(yè)協(xié)會(huì)和中國工程院能源與礦業(yè)工程學(xué)部主辦，江蘇雙登集團(tuán)具體承辦，并得到了防化研究院、江蘇省科技廳、江蘇省環(huán)保廳、泰州市人民政府、蘇州大學(xué)、南京工業(yè)大學(xué)的大力支持。

隨著電池技術(shù)的不斷進(jìn)步，各種新興電池不斷涌現(xiàn)，關(guān)于電池發(fā)展方向的分歧已經(jīng)出現(xiàn)，此次會(huì)議的召開對(duì)加深對(duì)鉛蓄電池新技術(shù)及其應(yīng)用前景的了解和認(rèn)識(shí)，加強(qiáng)國內(nèi)鉛蓄電池產(chǎn)、學(xué)、研的結(jié)合，集聚各方面的創(chuàng)新要素，有效地推動(dòng)鉛蓄電池新技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展，促進(jìn)我國鉛蓄電池水平的提高具有重要的意義。研討會(huì)邀請(qǐng)了國內(nèi)鉛酸電池行業(yè)內(nèi)知名專家及企業(yè)代表出席并做主題發(fā)言。研討會(huì)的主要參會(huì)代表為國內(nèi)鉛酸電池生產(chǎn)企業(yè)、大專院校、科研院所的專家等共200多人。

鉛蓄電池是最古老的二次電池，自1859年發(fā)明至今已有150多年的歷史，但其占據(jù)了二次電池一半以上的份額。在內(nèi)燃機(jī)起動(dòng)、備用和儲(chǔ)能等領(lǐng)域，其它電池目前尚無法替代。據(jù)中投顧問發(fā)布的《2009—2012年中國蓄電池行業(yè)分析及前景預(yù)測(cè)報(bào)告》顯示，在我國近億輛電動(dòng)自行車上，我國電動(dòng)自行車的動(dòng)力電池95%以上采用鉛酸蓄電池。電動(dòng)自行車作為欠發(fā)達(dá)國家的代步工具，近年來發(fā)展迅速，特別是我國，年平均增長率達(dá)到了174%，預(yù)計(jì)到2015年鉛酸電池產(chǎn)值將達(dá)到700億元，其中配套電池240億元。全球鉛蓄電池市場(chǎng)仍處于穩(wěn)定增長階段。鉛蓄電池產(chǎn)品如此長盛不衰，除技術(shù)成熟，性價(jià)比高、安全可靠、功率特性和原料再生性好等突出優(yōu)點(diǎn)外，還與它在競爭中技術(shù)不斷提高密切相關(guān)。近年來，為適應(yīng)儲(chǔ)能與動(dòng)力的需要，國外鉛蓄電池新技術(shù)不斷問世，如嵌入電容電極的“超級(jí)電池”使電池的功率特性提高；泡沫碳板柵使電池的比能量增加；新組分鉛合金使電池的循環(huán)壽命可長達(dá)數(shù)千次；環(huán)保型生產(chǎn)工藝正在改變鉛蓄電池“污染環(huán)境”的形象。在美國奧巴馬政府的經(jīng)濟(jì)刺激方案中，把新型鉛蓄電池定義為“下一代電池”，并撥巨款支持鉛蓄電池新技術(shù)的研究與產(chǎn)業(yè)化。雖然我國近幾年也引進(jìn)了一些鉛蓄電池新裝備，但鉛蓄電池新技術(shù)的研發(fā)在國內(nèi)受到冷落，與國外的差距拉大。

研討會(huì)舉行了簡短的開幕式，由中國電池工業(yè)協(xié)會(huì)張善梅理事長主持，防化研究院楊裕生院士、中國電池工業(yè)協(xié)會(huì)秘書長王敬忠、江蘇省雙登集團(tuán)總裁楊善基等在主席臺(tái)就座。

此次報(bào)告會(huì)共有三個(gè)方面，一是鉛酸電池的基礎(chǔ)研究方面，近年來發(fā)展的許多鉛酸電池新技術(shù)——泡沫炭板柵、泡沫鉛板柵、新型負(fù)極添加劑、超級(jí)電池新技術(shù)、鉛碳電池新技術(shù)、雙極陶瓷隔膜電池等；二是鉛酸電池環(huán)境治理和職業(yè)衛(wèi)生方面的信息，指出鉛酸電池生產(chǎn)中的污染是有治理技術(shù)的，也是能夠治理的；三是關(guān)于鉛酸電池的應(yīng)用方面的信息，包括鉛酸電池廠家的產(chǎn)品開發(fā)以及電池用戶的殷切希望，指出鉛酸電池在能源的可持續(xù)發(fā)展中能夠發(fā)揮很大的作用，給鉛酸電池的發(fā)展帶來了新的要求和新的機(jī)遇。具體報(bào)告題目和報(bào)告內(nèi)容有：超級(jí)電池新技術(shù)綜述（哈爾濱工業(yè)大學(xué)胡信國）、鉛蓄電池生產(chǎn)零污染工程的研究與實(shí)現(xiàn)（江蘇雙登集團(tuán)錢善高）、泡沫炭板柵新技術(shù)（防化研究院曹高萍）、新結(jié)構(gòu)的鉛蓄電池（華南師范大學(xué)陳紅雨）、鉛蓄電池減鉛添加劑的研究與應(yīng)用（上海交通大學(xué)楊立）、新型鉛蓄電池用泡沫鉛板柵的研究與應(yīng)用（哈爾濱工業(yè)大學(xué)戴長松）、鉛炭電池新技術(shù)綜述（南京航空航天大學(xué)張效剛）、全濕法回收廢鉛蓄電池的探討（浙江天能集團(tuán)任安福）、卷繞式鉛蓄電池的研究（江蘇雙登集團(tuán)楊寶鋒）、涉鉛職業(yè)衛(wèi)生防護(hù)與鉛蓄電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展的思考（蘇州大學(xué)化學(xué)電源研究所王金良）、耐腐蝕鉛合金新技術(shù)（山東理工大學(xué)王衛(wèi)國）、可再生能源發(fā)電對(duì)鉛電池的要求及市場(chǎng)預(yù)測(cè)（電力科學(xué)研究院電工所來小康）、鉛蓄電池快速充電技術(shù)（中國電動(dòng)車輛專委會(huì)技術(shù)服務(wù)中心郭自強(qiáng)）、電動(dòng)車對(duì)鉛蓄電池的要求及市場(chǎng)預(yù)測(cè)（北京科凌電動(dòng)車輛公司杜炬）、雙極陶瓷隔膜鉛蓄電池的開發(fā)（浙江天能集團(tuán)方明學(xué)）等。

哈爾濱工業(yè)大學(xué)胡信國教授在報(bào)告中介紹了鉛酸電池近年的一些突破，其中提到了第二代超級(jí)電池：VRLA-C電池（Pb-C電池）。Pb-C電池的優(yōu)點(diǎn)是可以利用鉛酸電池基礎(chǔ)進(jìn)行生產(chǎn)；消除了鉛酸電池負(fù)極引起的問題；在HRPSoC運(yùn)行下提高了循環(huán)壽命；價(jià)格低，是普通鉛酸電池的1.5倍；全部可以回收再生。他認(rèn)為對(duì)鉛酸電池過于樂觀和悲觀的論調(diào)都是不對(duì)的，希望鉛酸電池企業(yè)能夠聯(lián)合攻關(guān)。

華南師范大學(xué)陳紅雨教授在會(huì)上介紹說，隨著技術(shù)工藝和設(shè)備的更新?lián)Q代，鉛酸蓄電池逐步向清潔生產(chǎn)和節(jié)能減排方向發(fā)展；由于科技的進(jìn)步和技術(shù)的革新，出現(xiàn)了新種類和新結(jié)構(gòu)的鉛酸電池，這些都表明鉛酸電池正在蓬勃發(fā)展。

本刊記者李蔚還對(duì)胡教授和陳教授進(jìn)行了專訪，詳細(xì)內(nèi)容請(qǐng)見本刊相關(guān)報(bào)道。

防化院的曹高萍研究員對(duì)泡沫炭集流體新技術(shù)進(jìn)行了介紹，并提到了美國Firefly能源股份有限公司的泡沫炭集流體鉛酸電池技術(shù)。Firefly公司鉛酸電池的性能特點(diǎn)與其他先進(jìn)電池相比毫不遜色，而且環(huán)境更加友好。這也說明鉛酸電池是可以摘掉污染的帽子的。上海交通大學(xué)楊立教授的報(bào)告引起了廣大參會(huì)人員的格外關(guān)注，他描述的新時(shí)代的鉛酸電池研究目標(biāo)使大家看到了鉛酸電池的希望，他與日本小澤昭彌博士共同研制的楊-小澤活性添加劑所具有的優(yōu)良性能（如：可使汽車啟動(dòng)電池的壽命達(dá)到8～10年，使劣化電池的性能得到恢復(fù)、壽命延長等）成了人們矚目的焦點(diǎn)，在他的報(bào)告剛一結(jié)束，就有會(huì)議代表與其進(jìn)行熱切交流。

哈爾濱工業(yè)大學(xué)胡信國教授在報(bào)告中

江蘇雙登集團(tuán)的楊寶鋒、錢善高在報(bào)告中認(rèn)為，目前整個(gè)鉛蓄電池產(chǎn)業(yè)急需新技術(shù)、新工藝升級(jí)，如卷繞式電池、雙極性電池以及平板電池的改進(jìn)等，并介紹了針對(duì)卷繞式鉛酸電池的研究。他們還提到了關(guān)于鉛酸電池“零污染”工程的48字方針，即“遵守環(huán)保法規(guī)，重視污染預(yù)防；實(shí)施清潔生產(chǎn)，開發(fā)綠色能源；推行節(jié)能降耗，保護(hù)自然資源；改進(jìn)生態(tài)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)持續(xù)發(fā)展”，使大家深受啟發(fā)。在2008年8月15日召開的國家環(huán)境保護(hù)部常務(wù)會(huì)議上，江蘇雙登集團(tuán)榮膺業(yè)內(nèi)首家“國家環(huán)境友好企業(yè)”稱號(hào)。這是國家在環(huán)境保護(hù)方面授予的最高榮譽(yù)，雙登也成為迄今我國電池行業(yè)唯一獲此殊榮的企業(yè)?！皣噎h(huán)境友好企業(yè)”是國家對(duì)企業(yè)環(huán)保工作的最大肯定。在人們的印象中，生產(chǎn)鉛蓄電池就會(huì)污染環(huán)境。雙登集團(tuán)把環(huán)保理念貫穿于企業(yè)的規(guī)劃、設(shè)計(jì)和建設(shè)的全過程。集團(tuán)從國外購進(jìn)了世界上最先進(jìn)的蓄電池制造和檢測(cè)設(shè)備，同時(shí)還也引進(jìn)了全套鉛、酸廢水處理設(shè)備，還引進(jìn)了熔鉛爐、巴頓鍋和鉛粉回收室等，使整個(gè)鉛粉制造過程在密封的環(huán)境下進(jìn)行，控制了含鉛廢氣對(duì)環(huán)境的污染，實(shí)現(xiàn)了清潔生產(chǎn)。生產(chǎn)廢水全部收集至污水站處理，達(dá)標(biāo)后循環(huán)使用，實(shí)現(xiàn)了廢水“零排放”。生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的鉛煙、鍋爐煙氣、鉛塵等廢氣分別采用水幕除塵、布袋除塵等工藝進(jìn)行處理。產(chǎn)生的危險(xiǎn)固體廢物，像廢鉛渣、廢鉛泥、廢電池等，都送到有資質(zhì)的單位進(jìn)行綜合利用。集團(tuán)還從源頭上把住環(huán)保關(guān)，對(duì)原輔材料實(shí)施綠色采購。在采購時(shí)，雙登堅(jiān)持“可持續(xù)”和“綠色”導(dǎo)向，在采購合同評(píng)審時(shí)增加環(huán)保內(nèi)容，明確對(duì)方的環(huán)保責(zé)任和義務(wù)。對(duì)鉛錠、隔板等主要原材料的采購，則要派人到現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查供應(yīng)商的生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)和環(huán)境管理情況。雙登集團(tuán)之所以能實(shí)現(xiàn)綠色環(huán)保的目標(biāo)，一是多年來通過不斷加大投入，引進(jìn)國外先進(jìn)的生產(chǎn)和環(huán)保設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了全密封自動(dòng)化生產(chǎn)，減少了環(huán)境污染，并通過對(duì)電網(wǎng)治理，將生產(chǎn)過程中電池放電的電能返回到電網(wǎng)上，電網(wǎng)效率達(dá)到90%以上；二是針對(duì)鉛蓄電池行業(yè)主要污染含鉛、酸廢水及鉛塵，投資建設(shè)了鉛、酸廢水處理設(shè)備、廢水凈化池及鉛塵、鉛煙凈化系統(tǒng)、酸霧凈化裝置等，對(duì)污染進(jìn)行全方位控制；三是近年來投巨資對(duì)周邊環(huán)境進(jìn)行整治，清理河道兩條并進(jìn)行護(hù)坡綠化，極大地改善了周邊環(huán)境；四是設(shè)有專門的技術(shù)研發(fā)機(jī)構(gòu)，開發(fā)清潔的能源和原料，積極開發(fā)對(duì)環(huán)境友好的綠色產(chǎn)品，如高能環(huán)保膠體電池；五是通過公示欄、網(wǎng)站、信息交流會(huì)、社區(qū)環(huán)保信息公示等方式定期將公司的環(huán)境信息進(jìn)行公開，接受周圍居民和員工的環(huán)境監(jiān)督。雙登的經(jīng)驗(yàn)值得與會(huì)企業(yè)借鑒。

浙江天能集團(tuán)的任安福、方明學(xué)則從廢鉛回收及雙極陶瓷隔膜鉛蓄電池研發(fā)方面給各參會(huì)企業(yè)提供了有益的參考。任安福先生在廢鉛酸蓄電池鉛回收技術(shù)方面和大家進(jìn)行了探討，闡述了目前國內(nèi)外火法和濕法回收工藝的優(yōu)缺點(diǎn)，認(rèn)為濕法工藝的優(yōu)點(diǎn)日益適應(yīng)全世界環(huán)保要求，將是鉛回收產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主導(dǎo)方向，并提出預(yù)脫硫互補(bǔ)電解工藝；方明學(xué)先生則重點(diǎn)闡述了天能公司在雙極陶瓷隔膜鉛蓄電池方面的開發(fā)，描述了雙極蓄電池的特點(diǎn)與優(yōu)點(diǎn)，對(duì)雙極電池發(fā)展前景進(jìn)行了展望，認(rèn)為隨著技術(shù)的不斷改進(jìn)，其應(yīng)用范圍可延伸到汽車起動(dòng)、風(fēng)光儲(chǔ)能、電信、EV、HEV等領(lǐng)域，其各項(xiàng)優(yōu)勢(shì)顯著，發(fā)展前景非常廣闊。

江蘇雙登集團(tuán)的錢善高在作報(bào)告

防化院的曹高萍研究員（左）華南師范大學(xué)陳紅雨教授（右）

中國電池工業(yè)協(xié)會(huì)王金良先生在報(bào)告中講到了涉鉛職業(yè)衛(wèi)生防護(hù)，從政策方面給大家?guī)砹诵碌脑掝}，并對(duì)鉛蓄電池產(chǎn)業(yè)政策提出了一些具體建議，他介紹了美國關(guān)于鉛污染防治的法規(guī)和美國電池制造商新污染源排放標(biāo)準(zhǔn)，提出了國內(nèi)鉛蓄電池產(chǎn)業(yè)存在的主要問題，認(rèn)為鉛蓄電池將迎來“高速發(fā)展期”和新結(jié)構(gòu)、新材料和集成技術(shù)的新時(shí)代。他認(rèn)為，儲(chǔ)能-鉛蓄電池短期內(nèi)不可能被其他電池大規(guī)模替代，可再生能源的高速發(fā)展將給鉛蓄電池帶來新的發(fā)展機(jī)遇。

中國電力科學(xué)研究院的來小康先生和北京科凌電動(dòng)車輛股份有限公司的杜炬董事長則從電池用戶的視角對(duì)鉛酸電池提出了他們的希望。來小康先生具體闡述了可再生能源發(fā)電對(duì)鉛酸電池的要求，首先介紹的是電網(wǎng)對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)的需求變化，認(rèn)為儲(chǔ)能在未來電網(wǎng)中將無處不在。他說，儲(chǔ)能電池研發(fā)的聚焦點(diǎn)是電池動(dòng)態(tài)特性、SOC可監(jiān)控性、PSOC壽命分析、充/放電特性間的差異、提高可靠性的措施、降低成本和提高性價(jià)比等。當(dāng)前的現(xiàn)實(shí)需求是將儲(chǔ)能電池用于平抑可再生能源發(fā)電的功率波動(dòng)，如風(fēng)力發(fā)電需要應(yīng)對(duì)頻繁的功率輸入輸出，電池大部分時(shí)間處于淺充淺放（低DOD）的工作狀態(tài)，對(duì)電池的PSOC循環(huán)壽命要求較高；光伏發(fā)電需要應(yīng)對(duì)功率的陡升陡降，對(duì)電池的倍率性能要求較高。根據(jù)應(yīng)用需求，平抑可再生能源發(fā)電對(duì)鉛酸電池的要求主要在于循環(huán)壽命、倍率性能、可靠性等方面。杜炬董事長針對(duì)電動(dòng)車對(duì)鉛蓄電池的要求及市場(chǎng)預(yù)測(cè)進(jìn)行了闡述，他詳細(xì)描述了科凌公司對(duì)電動(dòng)汽車的研究及電動(dòng)車對(duì)電池的要求，對(duì)鉛酸電池用于電動(dòng)車的優(yōu)劣勢(shì)進(jìn)行了分析，同時(shí)也對(duì)電動(dòng)車用鉛酸電池市場(chǎng)進(jìn)行了預(yù)測(cè)，認(rèn)為各種電池之間的關(guān)系是相互依存、相互補(bǔ)充、相互促進(jìn)、相互競爭（但不為敵）的。他還認(rèn)為在電動(dòng)轎車和特殊用途的微、小型電動(dòng)車以及玩具車市場(chǎng)，鉛酸電池不可代替。

最后，中國工程院楊裕生院士作為本次會(huì)議的倡導(dǎo)者、推動(dòng)者、指導(dǎo)者對(duì)本次會(huì)議作了總結(jié)，他對(duì)會(huì)議的成功舉辦表示祝賀，對(duì)與會(huì)代表的支持表示感謝，希望能用新技術(shù)武裝鉛酸電池，為我國科學(xué)發(fā)展做出更大的貢獻(xiàn)。他說，本次新技術(shù)交流的目的就是讓我們自己全面了解鉛酸電池的現(xiàn)狀和自己的差距，看出努力的方向。楊院士提出了三個(gè)努力方向：一是要延長壽命。延長壽命是鉛酸電池節(jié)能減排的最有效途徑。未來人類依賴的是可再生能源，必須要通過規(guī)模儲(chǔ)能來調(diào)節(jié)可再生能源的連續(xù)性和穩(wěn)定性，就迫切需要長壽命電池，這樣才能最有效地降低蓄電成本，推動(dòng)可再生能源的發(fā)展。二是要摘掉污染的帽子。要嚴(yán)格控制生產(chǎn)許可證的發(fā)放，以高度的社會(huì)責(zé)任心，舍得必要的投入來治理污染，那些只搬遷工廠而不治理污染的做法很不好。鉛酸電池的污染還發(fā)生在落后的冶煉和廢舊電池的再生中，一些有效的新的回收技術(shù)應(yīng)當(dāng)加以很好的工程化和產(chǎn)業(yè)化。三是要提高比功率、比能量和其他性能。在過去電動(dòng)自行車的大發(fā)展當(dāng)中，鉛酸電池大顯神威，鉛酸電池要全面提高性能，才能在前景廣闊的電動(dòng)汽車中大顯身手，產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。我們要抓住這歷史性的機(jī)遇，就必須在技術(shù)上有突破?？傊?，要使鉛酸電池在各類電池的競爭中站住腳跟，要在中國消除對(duì)鉛酸電池的偏見，關(guān)鍵就在鉛酸電池技術(shù)的不斷進(jìn)步。我們?cè)谶@次研討會(huì)上看到了國內(nèi)鉛酸電池技術(shù)與國外的差距，因此，此次會(huì)上有很強(qiáng)烈的呼聲，一是請(qǐng)求各級(jí)政府部門重視鉛酸電池的發(fā)展，支持鉛酸電池的技術(shù)進(jìn)步，加大對(duì)鉛酸電池技術(shù)研究的投入；二是加強(qiáng)鉛酸電池產(chǎn)學(xué)研結(jié)合，充分發(fā)揮各自的優(yōu)勢(shì)，切實(shí)強(qiáng)化企業(yè)本身的研發(fā)力量，使企業(yè)真正成為技術(shù)創(chuàng)新的主力軍。

會(huì)場(chǎng)上大家積極提問，會(huì)場(chǎng)下學(xué)者們也熱烈討論交流。與會(huì)代表達(dá)成了共識(shí)，那就是鉛酸電池雖然不是朝陽產(chǎn)業(yè)，但也是有旺盛生命力的，鉛酸電池是老樹發(fā)新芽，沒有過時(shí)，也不會(huì)過時(shí)，鉛酸電池的明天會(huì)更加美好。本次會(huì)議在與會(huì)代表的掌聲中圓滿結(jié)束。