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铅酸蓄电池的优缺点分析

铅酸蓄电池是工业化最早的二次电池,自1859年发明至今已经有150多年的历史,但是该产业的发展仍然方兴未艾。


铅酸蓄电池是化学电池中市场份额最大、使用范围最广的电池,特别是在起动和大型储能等应用领域,在较长时间尚难以被其他新型电池替代。铅酸蓄电池价格较低,具有技术成熟、高低温性能优异、稳定可靠、安全性高、资源再利用性好等比较优势,市场竞争优势明显。


相对于其他电池金属材料,铅资源比较丰富,铅储量和再生铅保证铅酸蓄电池产业可持续发展的年限相对较长,铅酸蓄电池大量应用,较长时间内不会造成铅资源短缺。铅酸蓄电池不足之处在于:能量密度偏低、循环寿命偏短,主要原材料铅是一类有毒物质,电池生产和再生铅加工过程中存在铅污染风险,管理不善可能会对环境和人体健康造成危害。

随着新技术的突破和新结构的应用,铅碳电池、双极性电池、非铅板栅电池等先进铅酸蓄电池的不断问世,改变了质量能量比偏低、循环寿命较短等不足,并且随着法规制度的逐步健全和管理水平的提升,铅污染的风险也可防可控。为铅酸蓄电池产业的持续发展注入了新的活力。在未来,铅酸蓄电池仍将在备用电源、储能、起动、动力等应用领域发挥重要的作用。

铅酸蓄电池的比较优势和不足

(1)铅酸蓄电池的比较优势

①性能比较优势

目前,大规模产业化的二次电池主要有铅酸蓄电池、镉镍电池、氢镍电池和锂离子电池。镉镍电池含有剧毒元素镉,已逐步被其他电池所替代。目前,市场上应用最广泛的电池为铅酸蓄电池、锂离子电池和氢镍电池。

相较于其他二次电池,铅酸蓄电池主要有以下性能比较优势:

A、实现工业化生产的时间最长、技术最成熟的电池,性能稳定、可靠,适用性好;

B、采用稀硫酸作电解液,无可燃性,电池采用常压或低压设计,安全性好;

C、工作电压较高、工作温度范围较宽,适用于混合电动车(HEV)等高倍率放电应用;

D、能浮充电使用,浅充浅放电性能优异,适用于不间断电源(UPS)、新能源储能、电网削峰填谷等领域;

E、大容量电池技术成熟,能制成数千安时的电池,为大规模储能提供了便利。


②成本比较优势

铅酸蓄电池是最廉价的二次电池,单位能量的价格是锂离子电池或氢镍电池的1/3左右。此外,铅酸蓄电池的主要成分为铅和铅的化合物,铅含量高达电池总质量的60%以上,废旧电池的残值较高,回收价格超过新电池的30%,因此铅酸蓄电池的综合成本更低。

③再生利用比较优势

铅酸蓄电池组成简单,再生技术成熟,回收价值高,是最容易实现回收和再生利用的电池。全球再生铅产量已经超过原生铅产量,美国废铅酸蓄电池铅的再利用率已超过98.5%,我国废铅酸蓄电池的再利用率也达到90%以上。镉镍电池、氢镍电池、锂离子电池多为小型电池,且组成复杂,再生成本高,回收难度大,再生产业难以实现市场化运营。目前,前述电池全球的平均回收比例不足20%,特别是锂离子电池,多数国家尚未实现有效回收和再生。

4、铅酸蓄电池与环保

铅酸蓄电池制造是用铅的主要行业,其产业链在原生铅冶炼、蓄电池生产、废旧蓄电池回收、再生铅冶炼存在铅污染风险,但是该产业链全过程的铅污染可以实现有效控制。铅污染防治的技术较为成熟,国外已有成套有关原生铅和再生铅冶炼的技术和设备可以提供,国内的铅冶炼技术基本成熟,包括铅酸蓄电池制造在内,只要按规范配置先进的环保设备,环保设备正常运行,基本不会造成铅污染事件的发生。在铅酸蓄电池制造领域,先进的清洁化、自动化、机械化生产装备,以及先进的环保技术与装备,得到了广泛的应用,使得铅烟铅尘、水中铅化合物得到有效处理,铅污染得到有效控制。

五是动力铅酸蓄电池存在镉污染风险。

美国也是全球铅酸蓄电池生产大国之一,年用铅200多万吨,由于法规健全、控制铅污染的措施得力,实现了铅使用的闭路循环,从原生铅冶炼、电池制造、再生铅冶炼实施“从生到死”的跟踪,生产者、运输者、运营者、产品拥有者以及各级政府“共同各自承担责任”,使铅酸蓄电池产业链的铅污染得到了有效控制。

近年来,随着国内相关法规和行业政策规范的逐步颁布和严格执行,铅酸蓄电池企业环保意识的逐渐增强,污染治理技术的不断进步,行业主要企业的铅污染也已得到有效防治。特别是经过国家工信部、环保部组织进行的行业准入核查、行业规范条件核查、行业环保核查,行业企业环保状况得到显著的改善。与其它的有害金属相比,铅污染可控可防,铅中毒也可治,一定程度的铅中毒或血铅超标是可以逆转的,可以通过食疗、药物调节等得到恢复。


文章来源:cnmn


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