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蓄電池按電極材料和工作原理的不同,主要分為鉛酸蓄電池、鋰離子電池、鎳氫電池、鎳鎘電池等四大類。其中,鉛酸蓄電池具有性價比高、容量大、功率高、壽命長、安全可靠等優點,是目前世界上產量大、用途***廣的一種電池;鋰離子電池憑借能量密度高的優勢也占據一定的市場份額。
鉛酸蓄電池的構成和工作原理鉛酸蓄電池由正極板、負極板、隔板、電解液、塑料槽等組成。鉛酸蓄電池正極活性物質為二氧化鉛(PbO2),負極活性物質是鉛(Pb),電解液是稀硫酸,正負極之間由隔板隔開,電解液中的離子可以通過隔板中的微孔,電極上的電子不能通過隔板。鉛酸蓄電池放電后, 正極板的活性物質二氧化鉛(PbO2)轉化成硫酸鉛(PbSO4)附著在正極板上,負極活性物質鉛(Pb)也轉化成硫酸鉛(PbSO4)附著在負極上, 電解液中的硫酸擴散到極板中去, 電解液的濃度降低。 鉛酸蓄電池在充電時,發生相反的反應。通過充電、放電反應,鉛酸蓄電池可以反復使用,直到儲存的容量達不到電器的要求時,壽命終止。
①性能比較優勢
目前,大規模產業化的二次電池主要有鉛酸蓄電池、鎘鎳電池、氫鎳電池和鋰離子電池。鎘鎳電池含有劇毒元素鎘,已逐步被其他電池所替代。目前,市場上應用***廣泛的電池為鉛酸蓄電池、鋰離子電池和氫鎳電池。
這三類電池性能比較
數據來源:公開資料整理
相較于其他二次電池,鉛酸蓄電池主要有以下性能比較優勢:A、實現工業化生產的時間***長、技術***成熟的電池,性能穩定、可靠,適用性好;B、采用稀硫酸作電解液,無可燃性,電池采用常壓或低壓設計,安全性好;C、工作電壓較高、工作溫度范圍較寬,適用于混合電動車(HEV)等高倍率放電應用;D、能浮充電使用,淺充淺放電性能優異,適用于不間斷電源(UPS)、新能源儲能、電網削峰填谷等領域;E、大容量電池技術成熟,能制成數千安時的電池,為大規模儲能提供了便利。
②成本比較優勢
鉛酸蓄電池是***廉價的二次電池, 單位能量的價格是鋰離子電池或氫鎳電池的 1/3 左右。此外,鉛酸蓄電池的主要成分為鉛和鉛的化合物,鉛含量高達電池總質量的 60%以上,廢舊電池的殘值較高,回收價格超過新電池的 30%,因此鉛酸蓄電池的綜合成本更低。
③再生利用比較優勢
鉛酸蓄電池組成簡單,再生技術成熟,回收價值高,是***容易實現回收和再生利用的電池。全球再生鉛產量已經超過原生鉛產量,美國廢鉛酸蓄電池鉛的再利用率已超過 98.5%,我國廢鉛酸蓄電池的再利用率也達到 90%以上。鎘鎳電池、氫鎳電池、鋰離子電池多為小型電池,且組成復雜,再生成本高,回收難度大,再生產業難以實現市場化運營。目前,前述電池全球的平均回收比例不足 20%,特別是鋰離子電池,多數尚未實現有效回收和再生。
鉛酸蓄電池制造是用鉛的主要行業,其產業鏈在原生鉛冶煉、蓄電池生產、廢舊蓄電池回收、再生鉛冶煉存在鉛污染風險,但是該產業鏈全過程的鉛污染可以實現有效控制。鉛污染防治的技術較為成熟, 國外已有成套有關原生鉛和再生鉛冶煉的技術和設備可以提供,國內的鉛冶煉技術基本成熟,包括鉛酸蓄電池制造在內,只要按規范配置先進的環保設備,環保設備正常運行,基本不會造成鉛污染事件的發生。在鉛酸蓄電池制造領域,先進的清潔化、自動化、機械化生產裝備,以及先進的環保技術與裝備,得到了廣泛的應用,使得鉛煙鉛塵、水中鉛化合物得到有效處理,鉛污染得到有效控制。先進生產工藝有:一爐多機板柵鑄造工藝、鉛錠冷切技術、自動化包片與刷片、內化成工藝等。先進環保工藝有:高效脈沖式鉛塵處理器、 多級濕式鉛煙處理器、 堿霧噴淋式酸霧處理器、 廢水中水回用系統等。過去我國頻繁發生的鉛污染事件主要是由于相關法規、 政策不夠完善和全過程管理不足造成的。主要表現在五個方面:一是冶煉廠之間的無序競爭,特別是小冶煉、非法冶煉廠為了以低價爭奪市場,采用土法冶煉的方法,無環保設施或設施運行不正常;甚至也有一些大冶煉廠為了降低成本,存在環保治理不規范的現象,造成原生鉛企業污染事件的發生。二是鉛酸蓄電池制造業小廠數量眾多,其生產裝備落后,無法配置齊全和先進的環保設備和衛生防護設施,不利于環境保護和資源利用。三是鉛酸蓄電池回收完全處于無組織回收狀態,這是造成鉛、酸污染的重要環節。四是廢舊蓄電池大量流向小型再生鉛廠,因環節管理失控,造成經常性環境污染事件的發生。五是動力鉛酸蓄電池存在鎘污染風險。
免維護
采用獨特的氣體再化合技術(GAS RECOMBINATION)。不必定期補液維護,減少用戶使用的后顧之憂。
安全可靠性高:
采用自動開啟、關閉的安全閥,防止外部氣體被吸入蓄電池內部,而破壞蓄電池性能,同時可防止因充電等產生的氣體而造成內壓異常使蓄電池遭到破壞。全密閉電池在正常浮充下不會有電解液及酸霧排出,對人體無害。
自放電率低:
采用優質的鉛鈣多元合金,降低了蓄電池的自放電率,在20℃的環境溫度下,威揚蓄電池在6個月內不必補充電能即可使用。
適應環境能力強:
可在-20℃~+50℃的環境溫度下使用,適用于沙漠、高原性氣候。可用于特殊電源。
方向性強:
特別隔膜牢固吸附電解液使之不流動。電池無論立放或臥放均不會泄露,保證了正常使用。
綠色無污染:
蓄電池房不需要用耐酸防腐措施,可與電子儀器設備同置一室。