鉅大LARGE | 點擊量:3854次 | 2018年11月20日
電動車鉛酸蓄電池的發(fā)展現(xiàn)狀及未來趨勢分析
1859年法國化學(xué)家GastonPlante發(fā)現(xiàn)鉛酸電池在充電和放電時鉛電極表面化學(xué)反應(yīng)的重要意義,經(jīng)過150多年的發(fā)展與完善,鉛酸蓄電池已經(jīng)成為一類安全性高,制造成本低,電壓特性平穩(wěn)、使用壽命長、應(yīng)用領(lǐng)域廣泛,原材料豐富及造價低廉,可低成本再生利用的“資源循環(huán)型”產(chǎn)品。隨著人類對太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮?、潮汐能等自然能的開發(fā)利用和電動汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,鉛酸蓄電池作為不消耗地球資源的“綠色”產(chǎn)業(yè),將面臨更廣闊的發(fā)展空間,成為社會生產(chǎn)經(jīng)營活動和人類中不可缺少的能源產(chǎn)品。
1、鉛酸蓄電池的性能優(yōu)勢
鉛酸蓄電池主要性能優(yōu)勢體現(xiàn)在幾個方面:實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)時間最長、技術(shù)最成熟的電池,性能穩(wěn)定、可靠,應(yīng)用領(lǐng)域?qū)?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,安全性好;工作電壓較高、功率特性好、工作溫度范圍寬,適用于HEV等高倍率放電應(yīng)用;能浮充使用,淺充淺放性能優(yōu)異,無記憶效應(yīng),適用于UPS、可再生能源儲能等領(lǐng)域;大、小型號電池技術(shù)成熟,能制成安時級以下和數(shù)千安時的各種規(guī)格的電池。
2、中國電動車鉛酸蓄電池的市場結(jié)構(gòu)與技術(shù)現(xiàn)狀
據(jù)有關(guān)統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,蓄電池的全球年均增長率不足5%,而中國電池總量的年增長率卻達(dá)到9.4%。尤其是鉛酸電池發(fā)展較快,年增長速度超過30%以上。中國鉛酸電池市場以汽車電池為主,約占總量的70%,近5年年均增長達(dá)17%。由于新型高功率鉛酸蓄電池的不斷問世,質(zhì)量水平的不斷提高和低成本優(yōu)勢,作為欠發(fā)達(dá)國家代步工具和發(fā)達(dá)國家健身工具的電動自行車和電動摩托車發(fā)展速度驚人,中國,產(chǎn)量以每年近翻番的速度增長,年遞增達(dá)50%。
中國蓄電池行業(yè)進入快速發(fā)展時期,經(jīng)過技術(shù)改造和設(shè)備更新,很大程度上提升了行業(yè)技術(shù)水平。多數(shù)產(chǎn)品的質(zhì)量與國際同類產(chǎn)品基本處于同一層次,傳統(tǒng)的蓄電池通過技術(shù)改進,正朝著密封免維護、膠體等新技術(shù)發(fā)展。特別是我國自主創(chuàng)新型產(chǎn)品電動自行車蓄電池為代表的深循環(huán)動力電池制造技術(shù)甚至超越了歐美、日韓等先進工業(yè)國家,處于領(lǐng)先水平。
近幾年,國內(nèi)的鉛蓄電池新產(chǎn)品不斷面世。管式電極的膠體鉛酸蓄電池已在儲能、低速純電動車上批量應(yīng)用,使用壽命和可靠性大幅度提高;改良型的AGM鉛蓄電池除在低速純電動車上批量使用外,并已在多款輕、微混的HEV上進行路試;江蘇雙登集團通過自主研發(fā)技術(shù)、引進國外設(shè)備,已大規(guī)模生產(chǎn)卷繞式鉛蓄電池,除在各類大型工程車上獲得應(yīng)用外,并已在多款國產(chǎn)或合資品牌的輕混HEV上應(yīng)用,型號為6-SPB-50的TART/STOP(啟停技術(shù))微混車用卷繞式鉛蓄電池,放電電流為300A、放電1.0s時的起動壽命已達(dá)到11萬次,遠(yuǎn)高于普通AGM電池2萬次的水平。
3、國外鉛酸蓄電池新技術(shù)
1)瑞典OPTIMA公司與VOLVO公司聯(lián)合開發(fā)的HEV專用陶瓷隔膜雙極性鉛酸蓄電池是鉛酸蓄電池的新突破。電池采用雙極性結(jié)構(gòu),以陶瓷做隔膜,與傳統(tǒng)鉛酸蓄電池相比,用鉛減少50%,重量減少20%,具有循環(huán)壽命長、安全免維護、充放電效率高、價格便宜、容易回收等特點。
2)美國Hawker公司開發(fā)的36V/8Ah雙極耳卷繞式閥控鉛酸蓄電池組,該電池采用了壓延薄極板(0.4mm)、不固化內(nèi)化城、高裝配壓力等多種新工藝,8Ah電池可以250A高倍率放電,其比功率等性能已達(dá)到氫鎳電池水平,成本不足氫鎳電池的1/2。
3)美國NASA下屬FireflyEnergy公司開發(fā)的泡沫石墨鉛酸蓄電池(又稱為FF3維電池),提高了電池的比能量(達(dá)到70Wh/kg)和功率特性(達(dá)到800~1000Wh/kg);改善了電池的循環(huán)性能和高低溫性能;比普通鉛蓄電池省鉛50%~70%。
4)美國EastPann公司生產(chǎn)的超級電池已用于HondaCivic中等混合的HEV上,應(yīng)用結(jié)果顯示,超級電池完全可以替代MH-Ni等電池用于HEV,比MH-Ni電池具有更好的運行性能,電池成本幅度降低,更有利于廢舊電池的回收利用。
5)德國陽光公司的電動汽車用鉛酸蓄電池次用膠體電解質(zhì)設(shè)計,經(jīng)檢測其6V、160A.h電池的預(yù)期壽命可達(dá)到4年,具有熱容量大、溫升小蓄電池等優(yōu)點。
4、發(fā)展趨勢
在未來電動汽車電池領(lǐng)域,鉛酸蓄電池由于成本低、推廣技術(shù)較成熟,機遇不可小視,是實現(xiàn)新能源汽車盡快推廣的選擇之一,美國總統(tǒng)奧巴馬2010年對外界宣布了24億美元支持48個項目,發(fā)展下一代電池和電動車研制與生產(chǎn),其中包含6680萬美元支持鉛蓄電池的項目,在這筆資金中約一半用于研究鉛炭電極技術(shù)生產(chǎn)先進的鉛蓄電池,另一半用于支持生產(chǎn)基于鉛蓄電池的“超級電池”。在我國“十二五”規(guī)劃建議里,新能源汽車名列未來五年國家重點培育發(fā)展的七大戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)中。根據(jù)國際權(quán)威機構(gòu)預(yù)測,僅自能用蓄電池市場想象空間約1?000億元以上,必將迎來鉛酸蓄電池的倍增高峰。
近幾年來,卷繞式、雙極性、泡沫石墨、超級電池等新型鉛蓄電池在發(fā)達(dá)國家相繼面世或產(chǎn)業(yè)化,并已在日本豐田Pruise、本田Insight和SuzukiTwinHEV,德國大眾LupoHEV等數(shù)十款車型中應(yīng)用。據(jù)江森自控能源動力總裁AlexMolinaroli先生分析,汽車啟停技術(shù)(微混車)是消費者最經(jīng)濟實惠的選擇,這種車的最理想電源是鉛酸蓄電池,2015年全球市場需求量將達(dá)到3?500萬套。
隨著鉛酸蓄電池新技術(shù)的應(yīng)用,并且每一臺汽車、電瓶車都在使用鉛酸蓄電池,新技術(shù)的鉛酸蓄電池在電動車上的應(yīng)用具有較顯著的比較優(yōu)勢,市場前景廣闊。