鉛酸蓄電池的分類

按照應(yīng)用領(lǐng)域劃分，我國(guó)的鉛酸蓄電池重要可分為備用電源電池、儲(chǔ)能電池、起動(dòng)電池和動(dòng)力鋰電池四大類。備用電源電池是重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)電池是重要應(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)力鋰電池重要應(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)汽車等電動(dòng)汽車輛作為動(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。

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。相關(guān)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，重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)揮重要的用途。

(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)化的二次電池重要有鉛酸蓄電池、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，鉛酸蓄電池重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)汽車(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)能供應(yīng)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，鉛酸蓄電池的重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。

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)超過原生鉛產(chǎn)量，美國(guó)廢鉛酸蓄電池鉛的再利用率已超過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，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)

鉛是鉛酸蓄電池的重要原材料，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)人體健康出現(xiàn)危害。