铅酸电池，路在何方——记首届全国铅蓄电池新技术研讨会

本刊刘春娜

秦淮河畔，千年古都。2010年4月25日，首届全国铅蓄电池新技术研讨会在南京双门楼宾馆召开。此次会议由中国电池工业协会和中国工程院能源与矿业工程学部主办，江苏双登集团具体承办，并得到了防化研究院、江苏省科技厅、江苏省环保厅、泰州市人民政府、苏州大学、南京工业大学的大力支持。

随着电池技术的不断进步，各种新兴电池不断涌现，关于电池发展方向的分歧已经出现，此次会议的召开对加深对铅蓄电池新技术及其应用前景的了解和认识，加强国内铅蓄电池产、学、研的结合，集聚各方面的创新要素，有效地推动铅蓄电池新技术的应用与发展，促进我国铅蓄电池水平的提高具有重要的意义。研讨会邀请了国内铅酸电池行业内知名专家及企业代表出席并做主题发言。研讨会的主要参会代表为国内铅酸电池生产企业、大专院校、科研院所的专家等共200多人。

铅蓄电池是最古老的二次电池，自1859年发明至今已有150多年的历史，但其占据了二次电池一半以上的份额。在内燃机起动、备用和储能等领域，其它电池目前尚无法替代。据中投顾问发布的《2009—2012年中国蓄电池行业分析及前景预测报告》显示，在我国近亿辆电动自行车上，我国电动自行车的动力电池95%以上采用铅酸蓄电池。电动自行车作为欠发达国家的代步工具，近年来发展迅速，特别是我国，年平均增长率达到了174%，预计到2015年铅酸电池产值将达到700亿元，其中配套电池240亿元。全球铅蓄电池市场仍处于稳定增长阶段。铅蓄电池产品如此长盛不衰，除技术成熟，性价比高、安全可靠、功率特性和原料再生性好等突出优点外，还与它在竞争中技术不断提高密切相关。近年来，为适应储能与动力的需要，国外铅蓄电池新技术不断问世，如嵌入电容电极的“超级电池”使电池的功率特性提高；泡沫碳板栅使电池的比能量增加；新组分铅合金使电池的循环寿命可长达数千次；环保型生产工艺正在改变铅蓄电池“污染环境”的形象。在美国奥巴马政府的经济刺激方案中，把新型铅蓄电池定义为“下一代电池”，并拨巨款支持铅蓄电池新技术的研究与产业化。虽然我国近几年也引进了一些铅蓄电池新装备，但铅蓄电池新技术的研发在国内受到冷落，与国外的差距拉大。

研讨会举行了简短的开幕式，由中国电池工业协会张善梅理事长主持，防化研究院杨裕生院士、中国电池工业协会秘书长王敬忠、江苏省双登集团总裁杨善基等在主席台就座。

此次报告会共有三个方面，一是铅酸电池的基础研究方面，近年来发展的许多铅酸电池新技术——泡沫炭板栅、泡沫铅板栅、新型负极添加剂、超级电池新技术、铅碳电池新技术、双极陶瓷隔膜电池等；二是铅酸电池环境治理和职业卫生方面的信息，指出铅酸电池生产中的污染是有治理技术的，也是能够治理的；三是关于铅酸电池的应用方面的信息，包括铅酸电池厂家的产品开发以及电池用户的殷切希望，指出铅酸电池在能源的可持续发展中能够发挥很大的作用，给铅酸电池的发展带来了新的要求和新的机遇。具体报告题目和报告内容有：超级电池新技术综述（哈尔滨工业大学胡信国）、铅蓄电池生产零污染工程的研究与实现（江苏双登集团钱善高）、泡沫炭板栅新技术（防化研究院曹高萍）、新结构的铅蓄电池（华南师范大学陈红雨）、铅蓄电池减铅添加剂的研究与应用（上海交通大学杨立）、新型铅蓄电池用泡沫铅板栅的研究与应用（哈尔滨工业大学戴长松）、铅炭电池新技术综述（南京航空航天大学张效刚）、全湿法回收废铅蓄电池的探讨（浙江天能集团任安福）、卷绕式铅蓄电池的研究（江苏双登集团杨宝锋）、涉铅职业卫生防护与铅蓄电池产业发展的思考（苏州大学化学电源研究所王金良）、耐腐蚀铅合金新技术（山东理工大学王卫国）、可再生能源发电对铅电池的要求及市场预测（电力科学研究院电工所来小康）、铅蓄电池快速充电技术（中国电动车辆专委会技术服务中心郭自强）、电动车对铅蓄电池的要求及市场预测（北京科凌电动车辆公司杜炬）、双极陶瓷隔膜铅蓄电池的开发（浙江天能集团方明学）等。

哈尔滨工业大学胡信国教授在报告中介绍了铅酸电池近年的一些突破，其中提到了第二代超级电池：VRLA-C电池（Pb-C电池）。Pb-C电池的优点是可以利用铅酸电池基础进行生产；消除了铅酸电池负极引起的问题；在HRPSoC运行下提高了循环寿命；价格低，是普通铅酸电池的1.5倍；全部可以回收再生。他认为对铅酸电池过于乐观和悲观的论调都是不对的，希望铅酸电池企业能够联合攻关。

华南师范大学陈红雨教授在会上介绍说，随着技术工艺和设备的更新换代，铅酸蓄电池逐步向清洁生产和节能减排方向发展；由于科技的进步和技术的革新，出现了新种类和新结构的铅酸电池，这些都表明铅酸电池正在蓬勃发展。

本刊记者李蔚还对胡教授和陈教授进行了专访，详细内容请见本刊相关报道。

防化院的曹高萍研究员对泡沫炭集流体新技术进行了介绍，并提到了美国Firefly能源股份有限公司的泡沫炭集流体铅酸电池技术。Firefly公司铅酸电池的性能特点与其他先进电池相比毫不逊色，而且环境更加友好。这也说明铅酸电池是可以摘掉污染的帽子的。上海交通大学杨立教授的报告引起了广大参会人员的格外关注，他描述的新时代的铅酸电池研究目标使大家看到了铅酸电池的希望，他与日本小泽昭弥博士共同研制的杨-小泽活性添加剂所具有的优良性能（如：可使汽车启动电池的寿命达到8～10年，使劣化电池的性能得到恢复、寿命延长等）成了人们瞩目的焦点，在他的报告刚一结束，就有会议代表与其进行热切交流。

哈尔滨工业大学胡信国教授在报告中

江苏双登集团的杨宝锋、钱善高在报告中认为，目前整个铅蓄电池产业急需新技术、新工艺升级，如卷绕式电池、双极性电池以及平板电池的改进等，并介绍了针对卷绕式铅酸电池的研究。他们还提到了关于铅酸电池“零污染”工程的48字方针，即“遵守环保法规，重视污染预防；实施清洁生产，开发绿色能源；推行节能降耗，保护自然资源；改进生态环境，实现持续发展”，使大家深受启发。在2008年8月15日召开的国家环境保护部常务会议上，江苏双登集团荣膺业内首家“国家环境友好企业”称号。这是国家在环境保护方面授予的最高荣誉，双登也成为迄今我国电池行业唯一获此殊荣的企业。“国家环境友好企业”是国家对企业环保工作的最大肯定。在人们的印象中，生产铅蓄电池就会污染环境。双登集团把环保理念贯穿于企业的规划、设计和建设的全过程。集团从国外购进了世界上最先进的蓄电池制造和检测设备，同时还也引进了全套铅、酸废水处理设备，还引进了熔铅炉、巴顿锅和铅粉回收室等，使整个铅粉制造过程在密封的环境下进行，控制了含铅废气对环境的污染，实现了清洁生产。生产废水全部收集至污水站处理，达标后循环使用，实现了废水“零排放”。生产过程中产生的铅烟、锅炉烟气、铅尘等废气分别采用水幕除尘、布袋除尘等工艺进行处理。产生的危险固体废物，像废铅渣、废铅泥、废电池等，都送到有资质的单位进行综合利用。集团还从源头上把住环保关，对原辅材料实施绿色采购。在采购时，双登坚持“可持续”和“绿色”导向，在采购合同评审时增加环保内容，明确对方的环保责任和义务。对铅锭、隔板等主要原材料的采购，则要派人到现场调查供应商的生产现场和环境管理情况。双登集团之所以能实现绿色环保的目标，一是多年来通过不断加大投入，引进国外先进的生产和环保设备，实现了全密封自动化生产，减少了环境污染，并通过对电网治理，将生产过程中电池放电的电能返回到电网上，电网效率达到90%以上；二是针对铅蓄电池行业主要污染含铅、酸废水及铅尘，投资建设了铅、酸废水处理设备、废水净化池及铅尘、铅烟净化系统、酸雾净化装置等，对污染进行全方位控制；三是近年来投巨资对周边环境进行整治，清理河道两条并进行护坡绿化，极大地改善了周边环境；四是设有专门的技术研发机构，开发清洁的能源和原料，积极开发对环境友好的绿色产品，如高能环保胶体电池；五是通过公示栏、网站、信息交流会、社区环保信息公示等方式定期将公司的环境信息进行公开，接受周围居民和员工的环境监督。双登的经验值得与会企业借鉴。

浙江天能集团的任安福、方明学则从废铅回收及双极陶瓷隔膜铅蓄电池研发方面给各参会企业提供了有益的参考。任安福先生在废铅酸蓄电池铅回收技术方面和大家进行了探讨，阐述了目前国内外火法和湿法回收工艺的优缺点，认为湿法工艺的优点日益适应全世界环保要求，将是铅回收产业发展的主导方向，并提出预脱硫互补电解工艺；方明学先生则重点阐述了天能公司在双极陶瓷隔膜铅蓄电池方面的开发，描述了双极蓄电池的特点与优点，对双极电池发展前景进行了展望，认为随着技术的不断改进，其应用范围可延伸到汽车起动、风光储能、电信、EV、HEV等领域，其各项优势显著，发展前景非常广阔。

江苏双登集团的钱善高在作报告

防化院的曹高萍研究员（左）华南师范大学陈红雨教授（右）

中国电池工业协会王金良先生在报告中讲到了涉铅职业卫生防护，从政策方面给大家带来了新的话题，并对铅蓄电池产业政策提出了一些具体建议，他介绍了美国关于铅污染防治的法规和美国电池制造商新污染源排放标准，提出了国内铅蓄电池产业存在的主要问题，认为铅蓄电池将迎来“高速发展期”和新结构、新材料和集成技术的新时代。他认为，储能-铅蓄电池短期内不可能被其他电池大规模替代，可再生能源的高速发展将给铅蓄电池带来新的发展机遇。

中国电力科学研究院的来小康先生和北京科凌电动车辆股份有限公司的杜炬董事长则从电池用户的视角对铅酸电池提出了他们的希望。来小康先生具体阐述了可再生能源发电对铅酸电池的要求，首先介绍的是电网对储能系统的需求变化，认为储能在未来电网中将无处不在。他说，储能电池研发的聚焦点是电池动态特性、SOC可监控性、PSOC寿命分析、充/放电特性间的差异、提高可靠性的措施、降低成本和提高性价比等。当前的现实需求是将储能电池用于平抑可再生能源发电的功率波动，如风力发电需要应对频繁的功率输入输出，电池大部分时间处于浅充浅放（低DOD）的工作状态，对电池的PSOC循环寿命要求较高；光伏发电需要应对功率的陡升陡降，对电池的倍率性能要求较高。根据应用需求，平抑可再生能源发电对铅酸电池的要求主要在于循环寿命、倍率性能、可靠性等方面。杜炬董事长针对电动车对铅蓄电池的要求及市场预测进行了阐述，他详细描述了科凌公司对电动汽车的研究及电动车对电池的要求，对铅酸电池用于电动车的优劣势进行了分析，同时也对电动车用铅酸电池市场进行了预测，认为各种电池之间的关系是相互依存、相互补充、相互促进、相互竞争（但不为敌）的。他还认为在电动轿车和特殊用途的微、小型电动车以及玩具车市场，铅酸电池不可代替。

最后，中国工程院杨裕生院士作为本次会议的倡导者、推动者、指导者对本次会议作了总结，他对会议的成功举办表示祝贺，对与会代表的支持表示感谢，希望能用新技术武装铅酸电池，为我国科学发展做出更大的贡献。他说，本次新技术交流的目的就是让我们自己全面了解铅酸电池的现状和自己的差距，看出努力的方向。杨院士提出了三个努力方向：一是要延长寿命。延长寿命是铅酸电池节能减排的最有效途径。未来人类依赖的是可再生能源，必须要通过规模储能来调节可再生能源的连续性和稳定性，就迫切需要长寿命电池，这样才能最有效地降低蓄电成本，推动可再生能源的发展。二是要摘掉污染的帽子。要严格控制生产许可证的发放，以高度的社会责任心，舍得必要的投入来治理污染，那些只搬迁工厂而不治理污染的做法很不好。铅酸电池的污染还发生在落后的冶炼和废旧电池的再生中，一些有效的新的回收技术应当加以很好的工程化和产业化。三是要提高比功率、比能量和其他性能。在过去电动自行车的大发展当中，铅酸电池大显神威，铅酸电池要全面提高性能，才能在前景广阔的电动汽车中大显身手，产生巨大的经济效益和社会效益。我们要抓住这历史性的机遇，就必须在技术上有突破。总之，要使铅酸电池在各类电池的竞争中站住脚跟，要在中国消除对铅酸电池的偏见，关键就在铅酸电池技术的不断进步。我们在这次研讨会上看到了国内铅酸电池技术与国外的差距，因此，此次会上有很强烈的呼声，一是请求各级政府部门重视铅酸电池的发展，支持铅酸电池的技术进步，加大对铅酸电池技术研究的投入；二是加强铅酸电池产学研结合，充分发挥各自的优势，切实强化企业本身的研发力量，使企业真正成为技术创新的主力军。

会场上大家积极提问，会场下学者们也热烈讨论交流。与会代表达成了共识，那就是铅酸电池虽然不是朝阳产业，但也是有旺盛生命力的，铅酸电池是老树发新芽，没有过时，也不会过时，铅酸电池的明天会更加美好。本次会议在与会代表的掌声中圆满结束。