铅炭电池在“启停”车辆系统上的应用-浙江南都电源-陈建
南都电源杭州南都动力科技有限公司筹新型动力及储能电池生产线建设项目可行性研究报告
南都电源：杭州南都动力科技有限公司（筹）新型动力及储能电池生产线建设项目可行性研究报告本项目产品为动力及储能电池,从产品类别上划分属于新型高能阀控蓄电池（简称VRLA 电池)和锂离子电池,这两类产品是国家科技部认定的隶属高效节能与新能源领域的高新技术产品(参见《中国高新技术产品目录》），是国家发改委《产业结构调整目录》中的鼓励类产品，是国家大力扶持的具有较高环保效益的新产品，也是《国家重点支持的高新技术领域》及“十一五”化学与物理电源行业重点支持发展的产品。
科技部、财政部、国家税务总局于2008 年联合发布了《关于印发〈高新技术企业认定管理办法〉的通知》(国科发火[2008］172 号），规定“新型高容量、高功率电池与相关产品”属于国家重点支持的高新技术领域中的“新能源及节能技术"范围，业内企业经认定后可依法享受所得税税率为15％的优惠。
2010 年9 月，国务院通过《关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》。
决定从我国国情和科技、产业基础出发，现阶段选择节能环保、新一代信息技术、生物、高端装备制造、新能源、新材料和新能源汽车七个产业，在重点领域集中力量，加快推进。
同时,在这些产业强化科技创新，提升产业核心竞争力。
积极培育市场，营造良好市场环境。
新能源、电动汽车等七大战略性新兴产业将成为我国在本轮国际金融危机背景下继四万亿投资和十大产业振兴规划之后的新一轮刺激经济的方案。
其中，新能源产业中，有4 个重点，分别为发展核能、太阳能、风能、生物质能;在新能源汽车产业中，有 2 个重点,分别为发展插电式混合动力汽车、纯电动汽车。
值得一提的是，在电动汽车的8 研制方面，经过近10 年的自主研发和示范运行，我国动力电池关键技术、关键材料和产品研发与国外先进水平比较总体相当，车用电机与国际先进水平差距不大，是为数不多的具备一定技术能力的产业领域。
我国新能源汽车发展步伐正在加快。
目前，多部委均牵头制订涉及扶持新能源汽车发展的相关政策.由科技部牵头的《电动汽车科技发展“十二五”专项规划》已制订完毕,最迟明年正式对外公布.根据《规划》,小型化和汽车电气化是中国汽车未来发展的两大方向，2015 年中国电动汽车保有量计划达到100 万辆，动力电池产能约达100 亿瓦时。
电力储能领域铅炭电池储能技术进展
电力储能领域铅炭电池储能技术进展廉嘉丽;王大磊;颜杰;王康丽;程时杰;蒋凯【摘要】Energy storage is a critical technology for the devel?opment of renewable energy sources and smart grids. The lead car?bon battery shows the excellent performance in the safety, economy and cycle performance, which has a broad prospect in energy storage applications compared to conventional lead-acid battery. This paper analyzes the development history and working principle of lead car?bon batteries, and compares them with lead-acid batteries in four as?pects:safety performance, electricity cost, cycle life and specific en?ergy. Meanwhile, the recent energy storage applications of lead car?bon batteries are introduced and the challenges for lead carbon bat?tery are also discussed.%储能是高效利用可再生能源和构建智能电网的关键技术.与传统铅酸电池相比,铅炭电池在安全性、经济性和循环性等方面具有明显优势,因而在电力储能领域具有广阔的应用前景.介绍了铅炭电池的发展历程和工作原理,进而从安全性能、度电成本、循环寿命和比能量4个方面与铅酸电池进行对比.阐述了铅炭电池储能技术在储能领域的应用现状,并对铅炭电池目前存在的问题和改进方向进行归纳和总结.【期刊名称】《电力需求侧管理》【年(卷),期】2017(019)003【总页数】5页(P21-25)【关键词】储能;铅炭电池;铅酸电池;循环寿命【作者】廉嘉丽;王大磊;颜杰;王康丽;程时杰;蒋凯【作者单位】华中科技大学材料成型与模具技术国家重点实验室,武汉 430074;华中科技大学强电磁工程与新技术国家重点实验室,武汉 430074;华中科技大学材料成型与模具技术国家重点实验室,武汉 430074;华中科技大学强电磁工程与新技术国家重点实验室,武汉 430074;华中科技大学强电磁工程与新技术国家重点实验室,武汉 430074;华中科技大学材料成型与模具技术国家重点实验室,武汉 430074;华中科技大学强电磁工程与新技术国家重点实验室,武汉 430074【正文语种】中文【中图分类】TM911.15为了缓解能源和环境危机，我国大力发展可再生能源发电和智能电网技术。
南都电源数据中心用储能系统解决方案
南都电源数据中心用储能系统解决方案随着数字化时代的到来，数据中心已经成为现代社会中不可或缺的基础设施。
然而，数据中心对电力的需求量极大，因此提供稳定的、高质量的电力供应是关键而又复杂的挑战。
储能系统可以为数据中心提供可靠的备用电源以应对电网中断和突发电力需求的情况。
南都电源数据中心可以采用多种储能技术，其中最常见的是利用锂离子电池和超级电容器进行储能。
锂离子电池由于其高能量密度和较长的寿命，逐渐成为储能系统中主流的电池技术。
超级电容器则具有高功率密度、长寿命和快速充放电的特点，适用于数据中心中的短时备用电源需求。
南都电源数据中心可以将储能系统与电网连接，并通过智能管理系统实现对储能系统的监控和控制。
这样，当电网供电中断时，储能系统可以即时启动，为数据中心提供持续的电力支持。
智能管理系统可以及时监测储能系统的状态以及数据中心的电力需求，根据需求自动调整储能系统的充放电策略，以最大程度地延长储能系统的运行时间和寿命。
此外，南都电源数据中心还可以将储能系统与可再生能源发电系统集成，以进一步提高数据中心的电力可靠性和减少对传统能源的依赖。
可再生能源发电系统，如太阳能和风能发电系统，可以为数据中心提供清洁和可持续的电能。
通过将储能系统与可再生能源发电系统结合使用，南都电源数据中心可以将多余的电能储存起来，以备不时之需。
这样不仅可以节约能源，还可以减少碳排放，为保护环境作出贡献。
总结起来，南都电源数据中心可以通过采用储能系统的解决方案来应对电力供应的挑战。
这些解决方案包括利用锂离子电池和超级电容器进行储能、通过智能管理系统进行监控和控制、以及与可再生能源发电系统集成。
通过储能系统的应用，南都电源数据中心可以实现可靠的备用电源、提高电力可靠性和减少对传统能源的依赖。
这不仅可以保障数据中心的正常运行，还可以为环境保护贡献力量。
2024年铅炭蓄电池市场前景分析
铅炭蓄电池市场前景分析引言铅炭蓄电池是一种传统而重要的蓄电池技术，广泛应用于汽车、 UPS 电源系统、电力通信设备等领域。
本文旨在分析铅炭蓄电池市场的前景，以及面临的机遇和挑战。
市场概况铅炭蓄电池市场规模庞大，并且在许多领域仍然占据主导地位。
尤其是汽车行业，铅炭蓄电池仍然是传统汽车的主要能源储备装置。
此外，铅炭蓄电池在电力通信设备、UPS 电源系统等领域也有广泛的应用。
市场驱动因素铅炭蓄电池市场的发展受到多个驱动因素的影响。
首先，汽车市场的增长带动了对铅炭蓄电池的需求。
随着可再生能源的快速发展，对储能设备的需求也在增加，这对铅炭蓄电池提供了新的机遇。
此外，对环境友好型产品的需求增加，也将促进铅炭蓄电池市场的发展。
市场挑战与竞争虽然铅炭蓄电池市场具有潜力，但也面临一些挑战。
首先，随着新能源汽车的快速发展，锂离子电池等新型蓄电池技术对传统铅炭蓄电池构成竞争压力。
其次，环境保护法规的加强也对铅炭蓄电池的使用产生了限制。
此外，铅资源的有限性也制约了产能的扩展。
市场前景尽管铅炭蓄电池市场面临竞争和挑战，但其仍然具有广阔的发展前景。
首先，传统汽车市场仍然是铅炭蓄电池的重要应用领域，根据预测，传统汽车市场在未来几年仍将保持较高的需求。
此外，随着可再生能源的快速发展，对储能设备的需求也在逐渐增加，这将为铅炭蓄电池市场带来新的机遇。
在研发方面，持续改进电池技术和提高能量密度也将增强铅炭蓄电池在市场中的竞争力。
结论总体而言，铅炭蓄电池市场的前景是积极向好的。
尽管面临着竞争和挑战，但传统领域的需求和新兴市场的机遇将推动铅炭蓄电池市场持续发展。
随着技术的进步和环境法规的改善，铅炭蓄电池有望保持其重要的市场地位，并在未来发挥更大的作用。
（字数：315）。
(完整版)南都电源数据中心用储能系统解决方案
IDC全生命周期成本解析
CAPEX
项目 资金（元）
占比
土建造价/KW
¥10,229.5 22.30%
设施造价/KW
¥28,394.3 61.91%
IT造价/KW
¥5,559.8 12.12%
传输
¥1,679.2 3.66%
一次投入总成本
¥45,862.7 100.00%
OPEX
项目
电费成本/kw/年
模块化的UPS技术
模块化UPS每个模块可以工作在市电模式，也可以工作在电池模 式，利用模块化UPS这一特点，电池市电联合供电的实现方法： 让一部分UPS功率模块工作在电池模式，另外一部分模块工作在 市电模式，实现市电电池联合供电。
模块内部市电电池桥臂共用，不用改动现有硬件线路，只需对软 件逻辑控制做改动。
注：1、按照每个机柜用电到额定电量测算，最恶劣状况。 2、资金成本按照6%的贴现率计算来自储能在IDC中的价值分析
发改委为鼓励平衡用电，制定了达3.5倍的峰谷电价差政策（国网公司95598网站2016年数据）
北京电价
尖峰（kw）
峰段（kw）
平段（kw）
谷段(kw)
夏季7、8月
1.5065
1.3782
当市电突然中断时，全部负荷用电由蓄电池供应，柴 油发电机组同时启动，在15分钟内完成油机与市电的 转换，保证系统供电不会中断。
IDC储能+后备系统解决方案
系统架构和拓扑
IDC储能+后备系统解决方案
02
柴油发电机 组自动投切 技术.
03
模块化UPS
01
长寿命循环电池
项目关键技术
04
BMS，EMS
14先进铅炭技术在储能的应用----谭建国
只有落后的技术，没有落后的产业，随着新技术的应用，铅酸技术在固定、储能应 用行业仍会有较大市场； 只有有污染的企业，没有有污染的行业，只要措施得当，铅酸污染是可防可控的。
8
铅酸电池储能系统的发展趋势
9
提 纲
微网储能的机遇与挑战 铅炭技术的背景与原理
铅炭技术的发展与应用现状
南都铅炭技术与储能应用案例分享
铅炭电池与普通铅酸电池、镍氢电池在混合动力模式下 的循环性能对比
ALABC铅炭电池在混合动力车 中的成功推广应用
HRPSoC循环性能
Regular VRLA battery Furukawa Ultra- Battery
7,000 cycles > 31,000 cycles
End of Discharge Voltage at Hybrid Bus Cycle Life ALABC Project DP 1.3
电池工作模式随市场需求发展不断变化
新兴储能市场要求电池在20%-80%的PSoC模式 下工作，以确保该应用场景下的功率输出及良 好的充电接受能力。
高倍率浅循环 功率型模式
低倍率深放电 能量型模式
各种储能技术的储能规模比较
铅酸电池与锂电池、钠硫电池的能量规模和功率规模相当。 经济因素是制约某项技术未能实现更高功率或更大能量的主要原因。
地点：Oahu, HI 容量：15 MW / 10 MWh 时间：2011 • Ramp Control • Smoothing • Voltage Support
先进铅酸电池的储能应用案例
先进铅酸蓄电池在太阳能存储中的应用案例
地点：Aurora, CO 容量：1.0 MW / 1.0 MWh 时间： 2011 • Ramp Control • Ancillary Services • Firming/Shaping
长循环寿命、高能量密度的铅碳电池构建与研究
0引言我国近20年来在新能源和可再生能源的开发利用方面取得了长足进步，这些能源已成为现代能源系统中必不可少的重要组成部分，动力用的阀控密封型铅酸电池和储能用阀控密封胶体铅酸电池均是新能源的发展方向。
如果要将这些新能源产生的电能储存下来并运用于人们的日常生产与生活中，则需要电池作为重要的枢纽；电站要将新能源产生的电能，稳定、持续地供给用户，需要储能电的调峰与调频。
传统的铅酸电池无法满足长时间、大倍率放电的需求，原因在于该电池在此条件下，其负极会发生不可逆硫酸盐化，导致电池的容量急剧降低、循环寿命显著降低。
因此，需要优化铅酸电池，特别是降低其负极性质［1］。
铅酸电池与锂离子电池相比，具有更高的安全性、稳定性、经济性及环保性，因此性能更高的铅酸电池具有极大的发展空间，其填补了我国长循环寿命、高能量密度铅酸电池发展的空白，是我国实现新能源战略的主要方向。
本文主要论述发展长循环寿命、高能量密度的铅碳电池的重要性，研究碳材料在铅酸电池中的应用及铅酸电池的关键技术，为其形成更成熟、先进、适用的清洁生产技术与新工艺，实现高性价比、高安全性以及高比能量铅酸电池技术攻关和应用推广提供参考。
1发展长循环寿命、高能量密度铅酸电池的重要性广西河池市是产铅大市，丰富的矿产资源为河池铅蓄电池产业的稳定发展提供了良好的物质基础。
同时，铅资源再生属于循环经济领域的研究范畴，废铅酸电池回收是国家鼓励发展的行业。
依托产业园区有色金属冶炼及深加工特色产业，通过延长产品链、延伸产业链，培育区域经济发展新的增长点。
大力发展新能源汽车产业是我国当前重要的战略规划之一。
首先，我国必须采取措施降低原油进口依赖，以应对能源危机，新能源汽车成为必选项。
我国原油依存度高达48%，其中60%用于交通。
同时，我国是全球第二大CO 2排放国，其中汽车尾气排放的CO 2占我国CO 2排放总量的15.9%。
应用于电动助力车、电动道路车辆和牵引用车辆的铅酸电池，属于新能源范畴，符合我国节能减排需要。
国储局已经买入至少60.0001：精炼镍
８ ０ ２ １ ２ Ｘ
现代材料动态
２ ０ １ ３
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０ Ｏ８
２ ０ １ ３ 年 第８ 期
铅 酸 电池 的四倍 以上 ，与锂 电池相 比，也具 有低 温性 能好 、成本低 、生产 及 收 工艺成 熟 等
优 势 ，成 为微混／ 轻混 节 能型汽 车用 电源 的理 想解 决方 案之 ～ ，具有 良好 的市场 前景 。 目前 ，铅炭 电池 是 国 际先进 铅酸 电池 联 合会 （ Ａ Ｌ Ａ Ｂ Ｃ ） 认可 的铅 酸 电池 技术 的主流 发展 方
１ ４０ ０ ０ ０
ｌ ４ ５ ２ ０ ～
１ ４ ６ ２０
好 机会 。 －
中 国是全球 最大 的镍 消费 国之 一 。年 初 以来 ，Ｌ Ｍ Ｅ三 个月期 镍 已经 下滑超 过 １ ０ ％ 。
分析 师称 ，如 果中 国继续 买入 镍 ，镍价 料获 得支撑 。
两位 消息人 士称 ，中 国军 方 下属 的机构 已经 开始 买入 “自用 的 ”镍 ，今 年估计 自国际 市 场买 入约 ６ ０ ， Ｏ ０ ０ ｔ 镍 ，且 未来 将采 购更 多 的镍 。
将 快速 发展 ，启 停节 能技术 在我 国的发 展潜力 非常 巨大 ，铅炭 电池作 为启 停节 能汽 车用 电源
的理 想 解决方 案和 最有 前景 的技 术路 线 ，具有 良好 的产 业化和规 模化 市场 应用前 景 ，值 得期
南都电源：杭州南都动力科技有限公司年产1200MWh锂离子电池、1000MWh高能阀控蓄电池项目可行性研究报告
一、概 况
1.1 项目概况
项目名称：年产 1200MWh 锂离子电池、1000MWh 高能阀控蓄电池项目 项目主办单位：杭州南都动力科技有限公司 法定代表人：陈 博 项目负责人：陈 博 技术负责人：吴贤章 项目建设地点：浙江省杭州市余杭经济开发区
1.2 企业概况 杭州南都动力科技有限公司是浙江南都电源动力股份有限公司的生产型全资子公
2.3 本项目产品符合国家及产业政策导向，是国家重点鼓励发展的产品与技术。
本项目产品为动力及储能电池，从产品类别上划分属于新型阀控全密封免维护蓄电 池（简称 VRLA 电池）和锂离子电池，这两类产品是国家科技部认定的隶属高效节能与
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新能源领域的高新技术产品（参见《中国高新技术产品目录》），是国家发改委《产业结 构调整目录》中的鼓励类产品，是国家大力扶持的具有较高环保效益的新产品，也是《国 家重点支持的高新技术领域》及“十一五”化学与物理电源行业重点支持发展的产品。
同时，以多年积累的锂离子电池研发与生产经验为基础，实施通信后备及储能用 磷酸亚铁锂电池的技术改造项目。该项目是针对3G、4G通信网络补网及光纤入户对电 池的市场需要进行的投资建设项目，也具有非常广阔的发展空间。
新能源产业的发展，在二十一世纪将为人类社会带来革命性的进步，同时，也将为 相关产业带来巨大的市场机会。行业内的技术领先企业必将受益于新能源产业的发展， 迎来更大的发展机遇。
铅炭电池应用场景
铅炭电池应用场景
铅炭电池是一种比较常见和成熟的电池技术，广泛应用于以下场景：
1. 汽车蓄电池：铅炭电池是传统汽车蓄电池的主要类型，用于提供起动电流和供电系统支持。
2. 能源存储系统：铅炭电池可用于储能系统，将电能储存起来，在需要时释放，例如太阳能或风能发电系统的储能。
3. 船舶和船舶蓄电池：铅炭电池可以提供船舶的起动能量和系统供电，包括驱动电机和其他电力设备。
4. 通信基站：铅炭电池可用于提供后备电力供应，以确保通信基站在断电或紧急情况下仍然能够正常工作。
5. 太阳能电力系统：铅炭电池可将太阳能转化为电能并储存起来，以供给灯具、电子设备、电器等使用。
6. 紧急电源供应：铅炭电池可作为应急备用电源，用于供电断电时应急照明、通信设备等。
7. 铁路应用：铅炭电池可用于铁路交通系统中的信号灯、电源系统等方面。
8. 工业自动化：铅炭电池可以提供稳定的电源给电气设备或工业自动化系统，确保连续运行。
总的来说，铅炭电池适用于需要大容量、低成本、较长使用寿命和较低放电速率的应用场景。
铅碳电池
铅炭电池铅酸电池是比较古老的电池，用了有150年了，性能较好，但很难支持大电流深度放电；铅污染问题一直也无法摆脱和回避。
铅碳蓄电池(市场也有称为超级电池)它同样也是铅酸电池的一个品种，是原有铅酸电池升级了的品种。
铅碳蓄电池是一种新型的电池，可以这样理解，铅碳电池是把铅酸电池和超级电容器两者合而为一：既发挥了超级电容瞬间大容量充电的优点，也发挥了铅酸电池的比能量优势，且拥有非常好的充放电性能——90分钟就可充满电(铅酸电池若这样充、放，寿命就只有不到30次了)。
而且由于加了海绵碳(或石墨烯)，阻止了负极硫酸盐化现象，改善了过去电池失效的一个因素，更延长了铅酸电池的寿命。
前者是后者的改进，将具有双电层电容特性的炭材料（C）与海绵铅（Pb）负极进行合并制作成既有电容特性又有电池特性的Lead-carbon双功能复合电极（以下简称Lead-carbon电极），Lead-carbon复合电极再与PbO2正极匹配组装成Lead-carbon电池。
工作特点：（1）当电池在频繁的瞬时大电流充放电工作时，主要由具有电容特性的炭材料释放或接收电流，抑制铅酸电池的“负极硫酸盐化”，有效地延长了电池使用寿命；（2）当电池处于长时间小电流工作时，主要由海绵铅负极工作，持续提供能量;（3）Lead-carbon超级复合电极高碳含量的介入，使电极具有比传统铅酸电池有更好的低温启动能力、充电接受能力和大电流充放电性能。
在性能方面：铅炭电池同时具有铅酸电池和电容器的特点。
活性炭的加入，提升了电池的功率密度，延长了循环寿命，同时由于活性炭占据了部分电极空间，导致能量密度降低，也可能增加电极析气量。
在工艺方面，活性炭的加入，增加了调浆和极片涂布难度。
总体而言，铅炭电池性能优于普通铅酸电池，是一种先进铅酸电池，也是目前铅酸电池技术发展的主流方向。
铅炭电池在新能源储能领域发展潜力很大。
储能电池技术是制约目前新能源储能产业发展的关键技术之一。
铅炭电池及其在储能中的应用
储能的意义：
p p p p p
平抑峰谷差，减少发电功率调整，提高传统发电效率； 降低主干网扩容投入，节约大量扩容资金； 稳定新能源接入，提高电网电能质量； 提高电网安全性，提供备份电源； 提高黑启动安全性，降低事故发生率
3
储能市场面临前所未有的发展机遇
p 波士顿咨询公司预测：到2030年，储能市场应用需求在全球范围内将达到330GW； p 最有前景的是传统的“稳定供电”市场（包括削峰填谷、功率平滑、提高传统发电 效率），其盈利能力强，但技术实施难度较大； p 另一个比较有吸引力的是“能量平衡” 市场，即根据短时波动的用电需求进 行供电调配； p盈利能力处于中等偏上而技术实施难 度相对较低的孤岛/离网储能的市场 容量将达到250-500亿欧元。
资料来源：IEC：Electrical Energy Storage，White Paper 2011.12
9
铅酸储能技术未来的储能市场地位
Lead-Carbon: A Game Changer for Alternative Energy Storage
p只有落后的技术，没有落后的产业，随着新技术的应 用，铅酸技术在固定、储能应用行业仍会有较大市场； p 铅酸储能技术具有安全可靠性高、储能规模大，性价 比高等优势，占据了储能市场的绝对份额。
各种市场应用所需储能技术的实施可行性及盈利能力分析
4
规模储能对电池的要求
p p p p p
储能容量(规模化程度) 经济性 安全性 循环寿命 能量转换效率
6MW/48MWh钠硫电池储能电站
15MW/10MWh铅酸储能电站
12MW/12MWh锂电储能电站
2
Axion Power 0.5MW铅炭储能并网系统
汽车启停电池报告
启停电池分析报告经拆解和网上查询得知，此电池属于铅炭电池，是今后汽车启停系统中新的发展方向。
按现有技术只有少数几家公司在研发制造此电池，由于生产成本较高及我公司现有的设备和技术瓶颈是无法完成此方案电池。
下面是网上查询的部分资料，提供参考。
此前，在启停技术诞生之初，由于成本较高的缘故，仅仅是安装在豪华车型中。
近年来，随着汽车厂商对以启停为代表的混合动力技术的重视，一些自主品牌车型也开始纷纷搭载自动启停系统。
铅酸蓄电池技术工艺已经十分成熟，具有容量大、安全性好、成本低、可回收等特点，未来仍将是弱混技术的主流技术，但传统铅酸电池大电流充放电寿命短等问题制约了该技术的推广，一种叫铅炭电池的新型电池技术可解决这一不足。
铅炭电池将炭材料与传统负极材料铅混合形成复合负极，在负极引入炭材料后，可有效改善PSoC下的硫酸盐化现象，提高充电接受能力和倍率性能，使电池具有高功率放电、快速充放、长循环寿命的特点，是对铅酸电池技术的提升和改进。
改进后，产品充电时间为铅酸电池的八分之一，循环寿命为铅酸电池的四倍以上，与锂电池相比，也具有低温性能好、成本低、生产及回收工艺成熟等优势，成为微混/轻混节能型汽车用电源的理想解决方案之一，具有良好的市场前景。
目前，铅炭电池是国际先进铅酸电池联合会(ALABC)认可的铅酸电池技术的主流发展方向，也是美国下一代电池与电动车的重点支持技术之一，美国政府已拨款6680万美元(约4.5亿人民币)支持2家企业实施铅炭电池产业化。
在国内，浙江南都电源动力股份有限公司2010年开始进行铅炭电池技术研究，并获得国际先进铅酸电池联合会(ALABC) 的项目资助，在炭材料技术、合金技术及配方技术等方面取得重大突破，2012年经浙江省经信委鉴定产品达到国际先进水平。
当前，在国家节能汽车补贴政策的引导下，以启停技术为代表的混合动力节能汽车市场将快速发展，启停节能技术在我国的发展潜力非常巨大，铅炭电池作为启停节能汽车用电源的理想解决方案和最有前景的技术路线，具有良好的产业化和规模化市场应用前景。
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增强型富液电池：EFB技术 AGM电池：AGM技术
常规启动和启停工况对比
工况
车型 荷电态范围
最高放电倍率 最高充电倍率 失效模式
运行机制
10% DOD 40% DOD 80% DOD 部分荷电态 40%-70%荷电态）
SLI启动点火照明
常规车型 8-90%
15 C1 1C1 腐蚀，脱落
The content of O and Sn in the Pb alloy
12 10 8
OK 6
SnL 4 2 0
腐蚀机理研究采用的方法主要有金相显微镜、扫描电镜、透射电镜、能谱分析等方法。
高温电池关键技术（二）
特殊高温材料
普通材料热变形温度
耐高温材料热变形温度
高温电池关键技术（三）
计算辅助分析板栅设计
发动机怠速
●
●
●
再生制动 马达助力 电网充电 电池电压 (V) 单体容量 (Ah) 节能 (%)*
附加成本
● n.a. n.a. 12 50 - 90 2 – 8 (15)
$0-600
●●
● n.a. 144 6–8 15 - 20 $3,500+
●●●
●● n.a. >200
6 20 - 40 $7,000
难点:1、高温条件下循环能力和抗热失控能力; 2、 HRPSOC下循环能力.
目录
启停系统对电池的要求 铅炭电池技术特点介绍 高温电池技术特点介绍 铅炭电池在启停上应用
铅炭电池技术
铅炭电池：将铅酸电池和超级电容器有效地结合在一起。既保持了电池的 高能量密度，又具有超级电容器高功率、快速充放、长循环寿命的特点。
现已完成多个系列及型号产品的开发，并已在港机、风能储能等系统中试用 ，节能效果显著。
该项目被列为2011年浙江省重大科技创新专项项目。 该项目是中国在铅炭电池领域的率先突破，经国家能源局鉴定，达到国际先 进水平。
南都铅炭电池通过国家级能源科技成果鉴定
2013年5月17日，南都铅炭电池通过国家级能源 科技成果鉴定；
• 正极板栅腐蚀
2
• 电池失水干涸
3
• 电池热失控
4
• 负极硫酸盐化
特殊耐腐合金的研发 特殊的板栅设计 特殊材料的研发 防止负极硫酸盐化的研究
高温电池实现了性能的更大突破
与普通电池相比，高温电池极限工作温度可达75度，高温循环性能提高82%-260%
编号 1
2 3 4 5
评价指标 高温加速浮充寿命
各地区A汽uto车m二o氧bi化le 碳C排O2放R削eg减u计lat划ions
欧洲、美国、日本汽车CO2排放（单位g/km）和油耗指标（单位 mpg， L/100 km）
Europe Japan USA
Unit
2010 2015 2020 2025
g CO2 / km 160
130
95
mpg 34.3
启停系统的技术应用前景
据报道，到2012年50%的欧洲新车配备启停系统，预计到2015年提高到70%， 到2019年提高到90%； 中国市场在该领域将跟随欧洲的步伐，据预测，到2017年中国将有20%新车装 配启停系统，2019年中国车市年销量规模将达到3000万辆，其中30%将配备启 停系统，届时每三辆车中就有一辆配有启停系统。
混合动力车
<5%
插电式&纯电动 汽车: < 2 %
微混车: > 50 %
到2025年，先进铅酸电池的市场容量
和市场价值将居第一位
来源：Chr. Pillot, Avicene, 2013 先进汽车电池会议报告
未来十年: 绝大多数汽车操作简单、价格便宜 搭载汽油、柴油或者天然气内燃机 配置性价比高的电池
20%
350万辆
来源：Chr. Pillot, Avicene, 2013 先进汽车电池会议报告
据预测，至少在未来一二十年内，微混销量将大幅增长，占据市场主导地位； 配置先进电池或者燃料电池的电动汽车可供选择。
混合动力汽车市场发展趋势
未来，微混车和先进铅酸电池市场将激增
2020 汽车市场预测 （占比）
C
Pb
Pb
Pb+C
PbO2 传统铅酸电池
PbO2
PbO2
“内并”式铅炭电池
铅炭电池
铅炭电池基本原理
by Dr. D. Pavlov, 2008
无添加剂
加炭
• 加炭后，硫酸铅颗粒明显减小
* ALABC Project C 2.3
• 活性炭表面上形成新的活性中 心，降低过电位，抑制硫酸铅 颗粒长大
• 构建三维导电网络，降低极化
适用电池
PbA, Li-ion NiMH, Li-ion NiMH, Li-ion
ALABC battery LC*
LC*
LC*
PHEV
● ●●● ●●●
● >200
>6 >40 high Li-ion
BEV
n.a. ●●●
fully ●● >200 >6 100 high
Li-ion ++
++ - 价格仍然昂贵 * - 可使用先进铅炭电池
高温欠充深循环寿命 高温深循环寿命 高温过充浅循环寿命 极限高温使用
普通电池 8个循环
11个循环 10个循环 15个循环 55℃
高温电池 20个循环
20个循环 36个循环 53个循环 75℃
性能提高 150%
82% 260% 250% 20度
备注
委托第三方测试机构Intertek、国家化学电源产品质量监督检验中心，以及南 都国家认可实验室模拟市电不稳定、环境温度又高的基站及无线接入网的恶 劣环境
• 全球主要国家尤其是欧洲的严格立法限制，迫使车企开发低排放车型
• 电池：尚未达到可以直接替换汽油/柴油发动机的程度
• 混合动力车：现阶段唯一能够负担得起的解决方案
混合动力汽车市场发展趋势
电池
成本（美元） 节油 2020年汽车销 量
微混车
先进铅酸电池
300 5% 3500万辆
全混车
镍氢电池或 锂离子电池 3000
• 形成孔隙，增强离子迁移
铅炭电池在混合动力领域的应用优势
铅炭电池与普通铅酸电池、镍氢电池在混合动力模式下 的循环性能对比
ALABC铅炭电池在混合动力车 中的成功推广应用
铅炭电池在混合动力领域的应用优势
ALABC通过实验室测试和路试证明： 铅炭电池可用于微混、中混和全混
Micro
Mild
Full
25
20
15 OK SnL
10
5
0
Composition (%) Distance
1.61 3.35 5.09 6.83 8.57 10.3 12.04 13.78 15.52 17.25 18.99 20.73 22.47 24.21 25.94 27.68 29.42 31.16
板栅合金腐蚀部位EDS分析
氢氧化
氧气析出
1.23V
正极
放电
PbO2/PbSO4 平衡电极电位
充电 ~1.75V
1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8
AGM电池反应特性及原理
高温环境下电池主要失效模式
正极板栅腐蚀 电池失水干涸 电池热失控 负极硫酸盐化
高温电池关键技术（一）
特殊耐腐合金的研发
不同板栅合金腐蚀后的形貌
铅酸电池在HRPSOC下的失效模式
负极硫酸盐化 机理 : 充放电基本过程的速率不同
负极板横截面的硫
初期 末期
负极板充电反应的基本步骤: （溶解-沉积机理）
•溶解：硫酸铅晶体的溶解 •迁移：铅离子迁移到金属表面 •电子转移：电子从金属表面转移到二价铅离子处，
形成铅原子
• 铅原子的表面迁移：铅原子生长并嵌入到不断长大铅
铅炭电池在启停车辆系统上的应用
The application of Lead Carbon Battery in Start/Stop system
混合动力车辆市场与先进电池技术发展国际研讨会 04.23.2014 北京
目录
启停系统对电池的要求 铅炭电池技术特点介绍 高温电池技术特点介绍 铅炭电池在启停上应用
陈博总裁与ALABC主席David Wilson现场签订研发协议
铅炭电池进入全面推广应用
南都电源铅炭电池已被列入《 浙江省节能技术、产品推广导向目录》，目前正在积极申报 国家发改委节能技术导向目录。
由中国汽车工程学会主办、南都电源协办的新能源汽车及电池节能技术国际高峰论坛在杭 州举行。国际铅锌组织主席、ALABC主席、副主席、欧洲混合动力专家Allan Cooper、我 国汽车行业著名专家郭孔辉院士等全球知名专家到场，共同探讨铅炭电池在新能源节能汽车 方面的应用。
42.3
58
l / 100 km 6.9
5.6
4.1
g CO2 / km 171
138
mpg 32.1
40
l / 100 km 7.4
5.9
g CO2 / km 204
160
139 101
mpg 27
34.3 39.5 54.5
l / 100 km 8.8
6.9
6.0
4.3
来源：Boris Monahov，ALABC 2012 中国国际铅酸电池高峰论坛
研究发现:添加某些元素可以大幅增加板栅合金的耐蚀性能
合金腐蚀机理研究
板栅合金腐蚀部位立体构造图
板栅合金腐蚀类型
腐蚀部位SEM以及腐蚀阶段