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編者按：2019年汽車行業(yè)遇冷，隨著新能源汽車補(bǔ)貼政策的逐步取消，新能源汽車相關(guān)企業(yè)于從業(yè)者都面臨了不同程度的考驗(yàn)，今年8月份新能源汽車銷量負(fù)增長。而隨著電動汽車的發(fā)展，與其配套的鉛酸蓄電池也得到了相應(yīng)的發(fā)展，本文從動力汽車的發(fā)展過程中分析鉛酸電池的未來發(fā)展趨勢。

八月長安，但對中國電動汽車行業(yè)來說，這個八月卻不見得有多“安”。我國電動汽車的銷量，八月來遭遇了一次“滑鐵盧”似的負(fù)增長。

8月12日，中汽協(xié)發(fā)布數(shù)據(jù)顯示，7月中國新能源乘用車與商用車?yán)塾?jì)銷量為8萬輛，同比下跌4.7%。

對于新能源汽車銷量的負(fù)增長，雖然是預(yù)料之中的事兒，但還是給一些從業(yè)者，以及相關(guān)從業(yè)者帶來了不小的心理沖擊。

不過，大家也不用杞人憂天，從長遠(yuǎn)來看，7月新能源汽車銷售出現(xiàn)的負(fù)增長，只是暫時的，這是意料之中，也是情理之中的事。

八月對于中國的新能源汽車行業(yè)而言，意味著汽車銷售不再能過度依賴于補(bǔ)貼。對于市場發(fā)展而言，終將依靠需求和有效的供給來驅(qū)動，補(bǔ)貼的影響也終將會越來越小。

從這個意義上來講，汽車銷售市場必將會逐漸的回歸到正常和理性的發(fā)展路線上。

此外，對比近年來我國電動汽車保有量的發(fā)展情況與銷售情況，增長趨勢還是比較樂觀的，且與其相應(yīng)的動力電池的需求量，增長也很樂觀。

截止2019年7月，我國新能源汽車2019年的產(chǎn)銷分別完成70.1萬輛和69.9萬輛，其中純電動汽車產(chǎn)銷分別完成55.8萬輛和55.1萬輛；插電式混合動力汽車產(chǎn)銷分別完成14.1萬輛和14.6萬輛；燃料電池汽車產(chǎn)銷分別完成1176輛和1106輛。

同時，截至2019年7月，我國動力電池2019年的產(chǎn)量累計(jì)為49.2GWh，其中三元電池產(chǎn)量累計(jì)31.7GWh，占總產(chǎn)量64.5%；磷酸鐵鋰電池產(chǎn)量累計(jì)15.3GWh，占總產(chǎn)量31.1%；其他材料電池產(chǎn)量累計(jì)2.1GWh，占總產(chǎn)量4.3%。


此外，截止2019年7月，我國動力電池2019年的裝車量累計(jì)為34.7GWh，其中三元電池裝車量累計(jì)23.4GWh，占總裝車67.5%；磷酸鐵鋰電池裝車量累計(jì)10.4GWh，占總裝車量29.9%。

一

目前，除了動力鋰電池外，我國動力蓄電池的需求量增長也很明朗。

隨著電動汽車的發(fā)展，與其配套的鉛酸蓄電池也得到了相應(yīng)的發(fā)展。不過，蓄電池的使用壽命是制約著電動汽車發(fā)展的重要因素之一，所以，提高鉛蓄電池的使用壽命至關(guān)重要。

影響鉛酸蓄電池使用壽命的因素主要包括，與之相配套的充電器、自身質(zhì)量、用戶使用方式是否正確等。

先來看看如何提高蓄電池的質(zhì)量。提高蓄電池質(zhì)量，可以考慮從以下幾個方面進(jìn)行入手研究。

首先可以從鉛膏及固化入手，鉛膏添加劑是從事鉛酸電池研究的人員長期研究的內(nèi)容之一，鉛膏主要作用是改善正極的導(dǎo)電性能，增加正極的孔率，改善負(fù)極充電接受能力和防止極板的硫鹽化。

固化方面是使電池極板的成分由3BS變成4BS，以提高蓄電池的壽命。

其次可以從板柵材料入手，目前電動汽車鉛酸電池多屬于閥控式、密封蓄電池，這類電池板柵一般使用Pb-Ca-Sn-Al-合金，由于該合金在充電時析氫量下降，使其實(shí)現(xiàn)了閥控密封，但該合金的界面狀況不理想，充電接受能力較差，放置較長時間后再充電，能力也不盡如人意。

經(jīng)過大量的合金研究，目前主要的方向是在Pb-Ca-Sn-Al合金的基礎(chǔ)上添加稀土元素，以期改善板柵的性能。

此外，在鉛鈣合金的成分上做了大量的工作，低鈣高錫的正板柵對性能有著積極的影響。

然后可以從化成入手，以前是使極板化成，這種化成過程過于復(fù)雜，不易控制。目前正在積極研究電池化成，這種化成提高了電池的均勻性和一致性，具有延長使用壽命的優(yōu)點(diǎn)。

再來看看充電器和電池的使用情況。蓄電池在充電時有接受電量能力的自身規(guī)律，所以充電器必須要與之相配套，必須要適應(yīng)蓄電池。

此外，很多充電器沒有高耐震的功能，遭受過震動后，其內(nèi)部的電位器會漂移，導(dǎo)致充電狀態(tài)不正常。由于鉛酸電池的記憶效力不是很強(qiáng)，經(jīng)常是完全放電，這對電池的使用壽命影響很大 。

多數(shù)充電器在指示燈變燈指示充滿電以后，電池充入電量可能是97%～99%。雖然僅欠充電1%～3%的電量，對續(xù)行能力的影響幾乎可以忽略，但是也會形成欠充電積，所以電池充滿電變燈以后還是盡可能繼續(xù)進(jìn)行浮充電，這樣對抑制電池硫化也是有好處的。

電池放電以后就開始了硫化過程，及時充電可以清除不嚴(yán)重的硫化，否則這些硫化結(jié)晶會聚積而逐步形成粗大的結(jié)晶，一般的充電器對這些粗大的結(jié)晶是無能為力的，會逐步導(dǎo)致電池容量的下降，從而縮短了電池的使用壽命。

二

目前，除了動力鋰電池外，我國動力蓄電池的需求量增長也很明朗。

電動汽車所用的動力鉛酸蓄電池種類多樣化，包括雙極性鉛酸蓄電池、水平鉛酸蓄電池，以及卷式電池等。

雙極性密封鉛酸蓄電池最早是由美國Arias公司開發(fā)的，是一面有正極活性物質(zhì)，另一面有負(fù)極活性物質(zhì)的堅(jiān)實(shí)薄片極板的電池，具有較高的比能量。

在雙極性電池中，必須有兩個單極性電極，即與正極端子連接的具有正極活性物質(zhì)的單極性正電極和與負(fù)極端子連接的具有負(fù)極活性物質(zhì)的單極性負(fù)電極。

雙極性鉛酸蓄電池幾乎沒有單格電池的內(nèi)電阻，其總電阻約是普通蓄電池總電阻的1/5。內(nèi)阻的減少能使蓄電池輸出比較大的功率，可以用于驅(qū)動電動汽車，提高電池壽命，減輕電池質(zhì)量，降低結(jié)構(gòu)成本。

普通鉛酸電池的極板是豎立著放置的，而雙極性鉛酸蓄電池的電極是平臥著放置的。電極水平臥著放置是為了防止電解液層化，和活性物質(zhì)剝離，以及便于采用輕量薄形電極基片。

通過采用雙極性結(jié)構(gòu)，大大減輕了鉛酸電池的質(zhì)量，提高了設(shè)計(jì)效率。如表1，是對傳統(tǒng)的12V12Ah鉛酸電池與雙極性24V12Ah鉛酸電池零件分解質(zhì)量的比較。


從表1中可以看出，總計(jì)質(zhì)量減輕了46%，質(zhì)量的減輕主要與諸如活性物質(zhì)利用率提高等因素相關(guān)。

雙極性鉛酸蓄電池與其他蓄電池相比，具有多方面的顯著優(yōu)點(diǎn)，包括成本低、能量高、容量大、技術(shù)安全、不污染環(huán)境、不需要維護(hù)，以及壽命長等。

水平鉛酸蓄電池最早是由美國Electrosource公司開發(fā)的，免維護(hù)、輕量的水平密封鉛酸電池，比功率較大，比能量也高于普通的鉛酸電池。

水平鉛酸蓄電池的專利技術(shù)是將玻璃纖維表面冷擠壓鍍覆鉛錫合金，玻璃纖維確保了高的拉伸強(qiáng)度，消除了對鉛添加劑的需求，鉛顆粒結(jié)構(gòu)具有很高的腐蝕阻抗性 。

生產(chǎn)水平電池的過程是，將復(fù)合鉛絲織成鉛布作為正負(fù)極的基極，代替鑄造板柵，減輕了質(zhì)量，并大大的提高了耐腐蝕性，采用復(fù)合鉛絲可減少常規(guī)電池所需的67%的鉛。

這種電池采用準(zhǔn)雙極結(jié)構(gòu)，在一塊平面鉛布上，一邊涂正膏，一邊涂負(fù)膏，中間有導(dǎo)電用的鉛絲，并涂有絕緣高分子涂層，以防正負(fù)極短路和自放電。

水平鉛酸蓄電池極板水平疊放，解決了普通鉛酸電池中的電解液分層問題，電池的正負(fù)邊極板都為單極性的極板，中間的雙極性極板用塑料框架固定，以增強(qiáng)電池的耐震動能力，同時確保電池在使用壽命周期 內(nèi)保持恒定的組裝壓力。

水平電池的主要不足是深循環(huán)壽命低，研究者正在積極開發(fā)提高水平電池循環(huán)壽命的方法。

水平電池是如今鉛酸蓄電池中發(fā)展比較好的，隨著水平電池壽命的提高，必將會在很大程度上提高其作為電動汽車車用動力電池的競爭力。

卷式電池最早是由瑞典OPTIMA公司開發(fā)，并且在非洲、亞洲、歐洲及南美等多個國家銷售。

卷式電池采用電池單元螺旋卷繞技術(shù)，將正極板、固體酸和負(fù)極板緊緊地螺旋卷繞成卷。正極板采用氧化鉛，負(fù)極板采用超純鉛，極板很薄，正負(fù)極夾玻璃棉隔板并緊緊地卷繞成卷，可保持穩(wěn)定的組裝壓力，內(nèi)阻極低，大電流放電性能較好。

卷式電池的設(shè)計(jì)和較高的極板壓縮率，可防止活性物質(zhì)脫落，高純度的鉛錫合金板柵可減緩硫酸的腐蝕，所有這些都能確保該電池具有較高的循環(huán)壽命，較好地滿足動力設(shè)備需要。

卷式電池的極板采用了超純鉛，且采用了螺旋卷繞結(jié)構(gòu)，從而使總反應(yīng)面積數(shù)倍增大，又因?yàn)闃O間距較薄，內(nèi)阻較低，所以可輸出功率較大，為9.5kW。

卷式電池的快速充電性能較好，最高可用300A的電流進(jìn)行充電，在100%放電狀態(tài)下可在不到1h充足。

卷式電池獨(dú)特的螺旋卷繞結(jié)構(gòu)決定了它在抗震動，和沖擊方面的性能要優(yōu)于平板式的電池。

根據(jù)測試，卷式電池至少能抗4級震動12h，以及6級震動4h后一點(diǎn)也不損壞，而傳統(tǒng)電瓶則最多能抗4級震動4h，以及6級震動1h后便不能用了。

根據(jù)美國SAE測試，卷式電池在100%放電后，其復(fù)充電全電量恢復(fù)次數(shù)可達(dá)40次以上，而傳統(tǒng)的起動電瓶一般都是嚴(yán)禁100%放電的，因其100%放電后電瓶的損壞情況很嚴(yán)重的，即使能再充電也無法恢復(fù)其原來的儲電量，所以，卷式電池更顯安全可靠。

此外，卷式電池在放置不用250d后，其儲電量才下降50%，比傳統(tǒng)的起動電瓶一般每月都要給其復(fù)充電方便了很多。

目前，電動汽車所使用的動力電池主要是密封的鉛酸電池，金屬氰化物鎳電池和鋰離子電池是鉛酸電池的主要競爭者。

所以，只有進(jìn)一步從改進(jìn)柵板合金、采用活性物質(zhì)添加劑、薄極板、雙性技術(shù)、交替技術(shù)、卷繞技術(shù)等方面進(jìn)行研究，來提高深放電循環(huán)使用壽命，才能提高鉛酸電池的競爭力。

雖然鋰電池近年來勢頭迅猛，發(fā)展前景廣闊。不過，隨著電池技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，鉛酸電池在未來的市場上依然會具有較強(qiáng)的競爭力。

原標(biāo)題：從電動汽車發(fā)展看鉛酸電池未來趨勢