杨裕生院士铅酸电池生命力旺盛,期待天能有更大的发展

铅酸电池的明天会更好

2009年12月13日，中国工程院杨裕生院士和电化学专家曹高萍博士、张浩博士一行到山东圣阳电源股份有限公司进行了参观考察，并与圣阳电源董事长宋斌先生和公司有关人员就新能源储能和车辆电动化所需电池的发展前景作了深入、广泛交流和探讨。

杨院士居高分析了新能源和电动车产业发展对电池的需求，综合阐述了各类电池发展面临的问题后，认为铅酸电池经历150年而不衰，至今仍能牢固地占据半数以上的市场份额绝非偶然，除了其技术成熟、价格低廉、安全性高和可再生循环等传统的突出优点外与它近些年在竞争中发展了许多新技术密切相关。如阀控密封结构、新组份铅合金正极板栅、新型负极添加剂、超级电池等等，都促进铅酸电池比能量、比功率和循环性能逐渐提高，最新数据超级电池的循环寿命已长达7000次（70%DOD）。所以说，有了新技术，铅酸电池没有也不会过时，而是会大有新作为，铅酸电池的明天会更好。

新能源规模储能铅酸电池大有作为

规模储能技术事关国计民生，具有越来越重要的社会价值和经济地位。从能源可持续发展的角度来说，未来人类依赖的是可再生能源，而只有应用规模蓄电才能调节储能的连续性和稳定性，如风能、太阳能等。

规模储能技术现已广泛应用于电动车、电动船、后备电源及电网的“削峰填谷”方面。仅就削峰填谷讲，中国电网8亿千瓦，由于我们国家用电结构已经并将继续发生根本性的变化，电网峰谷差日益增大，我国的峰谷比一般为10∶0．7，而美国、日本、德国、英国、法国和俄罗斯的峰谷比分别为：1∶0．25，1∶0．4，1∶0．2，1∶0．35，1∶0．35和1∶0．52，一般发展中国家的峰谷比是1∶0．63，可见电网面临的调峰任务和压力日趋严峻。但发电侧调峰能力是有限的，且是以牺牲机组寿命、能源利用率、高投资等为代价的，所以为了做到资源的合理配置，用电侧也必须采取调峰措施。普及分时计价、拉开峰谷电价差距，推动采用规模储能技术进行“分散调峰”对节能减排具有重大意义。

规模储能技术的应用是为了节约能源、减少污染，故储能技术的评价标准首要的是安全性，即不燃烧也不爆炸，在确保安全下才能考虑提高比能量、比功率；其次就是能量转换效率与自放电：即输出能量和输入能量的比率，也包含体系在全寿命周期中的工作效能，还有就是成本和寿命、比能量、比功率、可维护性和环境友好等方面。

在循环寿命相当的前提下，目前每KWh电池成本铅酸电池按1000元计算，锂电池约为其3倍、全钒液流电池约为其10倍、钠硫电池约为其20倍。可见在各类规模储能技术的竞争中，铅酸电池具有资源丰富、回收利用率高，性能稳定、安全可靠，价格低廉、经济高效的竞争优势。

铅酸电池技术进步应紧跟车辆电动化发展趋势

2009年中国汽车销量将超过1300万辆，成为世界汽车销量第一大国。面对石油紧缺、有一半需从国外进口的国家能源安全问题，城市空气污染、减少二氧化碳排放缓解温室效应的国家节能减排承诺兑现问题，发展电动车是刻不容缓的。

客车、轿车、自行车、摩托车都应该电动化，哪一种电动车应该优先发展？首先杨院士强调电动自行车也是电动车，国家不应再“压制”发展，而应在车身重量和行驶速度上规范管理、引导发展；其次中国的纯电动车应该先做电动摩托车、微型四轮车，本着先小后大、先易后难、先低后高的原则，吸取电动自行车的教训，政府要引导、鼓励和帮助，这样才能在耗电少、电池少的上面这些小车上面做成价格比较低的车子，使之和我们国家当前的消费水平相当，使群众能买得起，这样用户才能多，同时电池企业的风险也会比较小。

目前电动汽车选择什么样的车种优先发展还有着不同的认识和估计，在同样满足车辆安全性、可靠性、经济性、实用性的前提下，能源利用（含转换）效率应作为评判电动汽车价值的首要标准。当前电动汽车按电源及其使用模式可划分为５种，以日本的丰田普锐斯（Prius）为代表的“油—电”混合动力车，美国人热衷的“外充电式(plug-in)”混合动力车又称“电—油”混合动力车、燃料电池电动车、纯电动车和“双充式”电动汽车又称“增程式”电动汽车。通过如下对比，杨院士明确指出：跨越式一步发展纯电动汽车是正确的选择。

1）前两者均需要两套动力系统、结构复杂、节能有限、成本偏高，只能作为过渡性车种发展；

2）因氢在燃料电池中发电效率不高，能量总转换效率仅３０％，远低于铅酸电池的80%、锂离子电池的９０％，同时还有其他如氢的储运困难、电池寿命不长、维护困难等问题需要解决，燃料电池电动汽车的产业化还来日方长；

3）纯电动优势最大。一是不用油，１００万辆纯电动轿车每日约可替代汽油１万吨；二是无污染；三是全费用（车价＋能源价）有可能低于燃油汽车；四是结构简单，无油路和水路，使用、维修方便；五是电池可在夜间利用廉价“谷电”和现成的电网线路充电，既推销了“谷电”（主要是核电和风电），替电网“分散调峰”，又可节省大量建设抽水蓄能电站的经费。我国应该跨越式、优先发展一次充电可行驶１５０－２００公里左右的纯电动汽车。

4）“双充式”电动汽车采用全电力驱动，是纯电动汽车的扩展，动力结构简单，维护费用也可大幅降低；燃油发电增程，可降低电池的用量、延长电池使用寿命；用定型小内燃机发电，可降低一次性投资和运行成本。由此可见，“双充式”电动汽车在能源利用效率、价格、使用的方便性等方面具有优势，预料其将以强大的竞争力迅速发展。

由上述分析可见车辆电动化为动力型电池提供了广阔的市场空间。电动车辆从小到大的发展趋势，对动力型电池需求也提出了同样的要求，正如铅酸电池在电动自行车上应用有明显的优势一样，在电动摩托车、微型四轮车上铅酸电池也已成功应用并取得一定的领先优势，同时铅酸电池顺应汽车电动化要求向超级电池的技术进步，也使铅酸电池有技术能力参与竞争。

铅酸电池不应背负“污染严重”的罪名

针对当前铅酸电池背负“污染严重”罪名的现象，杨院士明确指出应该科学认识、有效治理、不要“谈铅色变”。美国作为当今世界唯一超级大国，耗用铅酸电池70%国内制造、仅30%依靠进口，2003年美国环保局调查统计，铅酸电池制造飞散排放占前100种排放源