.蓄電池技術原理

普通閥控式密封鉛酸蓄電池的標稱使用溫度為25oC，在高溫條件下會由于正 板柵腐蝕、失水干涸、熱失控、負 酸鹽化等問題失效。長期運行時，溫度每升高10oC，使用壽命約降低一半。為保證蓄電池正常工作，需要配備專用工業空調，將運行溫度長年設置為25oC，消耗了大量電能。耐高溫型閥控式密封電池節能技術采用耐腐蝕鉛錫硅三元合金技術提高了電池板柵的耐腐蝕性，利用氫氧輔助復合技術解決了負 充電不足的問題，使用特殊的耐高溫外殼材料及先進的耐壓、耐沖擊結構設計，解決了電池熱失控問題，開發出適合在35oC-40oC高溫環境下長期正常使用的高溫型閥控式密封鉛酸蓄電池， 使用溫度可達到75oC。通過高溫型閥控密封電池的使用，可將基站空調溫度提高10oC，大幅降低空調運行時間，減少空調電耗。

2.關鍵技術

（1）耐腐蝕合金技術；

（2）耐高溫電池外殼材料技術；

（3）鉛膏配方及極板化成技術；

（4）獨特的氫氧輔助復合技術；

（5）先進的電池結構設計。

3.工藝流程

該技術的電池結構見圖1所示，通訊基站工作原理見圖2。

圖1  耐高溫型閥控式密封電池結構圖

圖2  耐高溫型密封電池應用于通信基站示意圖

五、主要技術指標

1.產品符合IEC60896-2004以及通信行業YD/T799-2010《通信用閥控式密封鉛酸蓄電池》的技術要求；

2.35oC工作環境溫度，設計浮充壽命≥10年；

3.電池最高可承受工作環境溫度：75oC；

4.55oC工作環境溫度，80%DOD循環壽命大于12次大循環，每次大循環包含11次80%DOD放電循環。

 鉛酸蓄電池行業發展概況

       (1)鉛酸蓄電池的歷史發展情況

       鉛酸蓄電池是發展歷史最為悠久的二次電池,是世界上第一個商業化應用的可再充電池,自1859  年法國物理學家 Gaston Plante(普蘭特)發明以來,已經歷了150多年的發展歷程。
　　
　　鉛酸蓄電池已經發展成為世界上產量最大的電池產品,生產量占電池行業總量的 50%,占充電電池的 70%,即便是歐美日等世界上最發達的國家和地區,至今也仍大量生產和使用鉛酸蓄電池。
　　
　　鉛酸蓄電池150 年的歷史中,技術進展是其能夠持續發展的動力,其大致經歷了以下三個階段的發展:

        ①開口式(富液式)蓄電池最早的開口式鉛酸蓄電池,內部有流動的電解液,充電、放電時會析出氣體和酸霧,內部 酸溶液在使用運輸過程容易溢出,污染環境,對使用者有一定的危險性,如酸液腐蝕衣服。灼傷皮膚,損毀設備等,而且由于充電時失水,電池需經常加水維護(頻繁時一個月一次),使用不便。
　　
　�、诟灰菏矫饩S護蓄電池二十世紀七十年代,出現了富液式免維護蓄電池,采用鉛鈣合金,水分解的速度減小,在一定程度上解決了電池充電失水問題,蓄電池在 3-5 年的使用期限內,不需補加水,但蓄電池需要直立安裝,充電時仍有少量氣體和酸霧溢出,主要應用于汽車等車輛啟動。
　　
　�、坶y控密封免維護蓄電池1971年, 美國 Gates 公司發明了吸液式超細玻璃棉隔板 (Absorbent Glass Mat)
　　
　　技術,即閥控式蓄電池(VRLA)的 AGM 技術。該技術從實踐上解決了電池內部氧氣的復合循壞問題,使鉛酸蓄電池實現了 100 多年來的密封、不漏液的夢想,結束了鉛蓄電池開口的時代,開創了鉛蓄電池發展歷史上的一個新的里程碑。閥控式密封免維護蓄電池,利用吸附式 AGM 隔板和氣體再化合原理,充電過程產生的氧氣,可以在電池內部再化合為水,且采用密封結構,解決了電池漏酸、腐蝕、維護問題,電池性能大大提高。
　　
　　我國從九十年代開始研制和生產閥控式密封免維護蓄電池。閥控密封蓄電池可以任意位置安裝,由于沒有酸霧溢出,不污染環境,蓄電池可以與電子元器件安裝在一起,不需要單獨的電池房間。另外,蓄電池壽命可長達 20年。閥控密封蓄電池的另一種結構是利用二氧化硅與稀硫酸形成凝膠電解液,使電解液成不流動狀態,達到與 AGM 同樣的效果,即膠體電池。
　　
　　目前開口式鉛酸蓄電池由于環保和安全性問題,已被列為淘汰類產品。發行人生產的電池為閥控密封免維護蓄電池。
　　
     (2)鉛酸蓄電池主要用途

         經過150 余年的發展,鉛酸蓄電池在理論研究方面,在產品種類及品種、產品電氣性能等方面都得到了長足的進步,不論是在交通、通信、電力、 還是在航海、航空各個經濟領域,都起到了不可缺少的重要作用。
　　
　　目前鉛酸蓄電池行業的產品分類如下:

　
  　根據中國化學與物理電源行業協會酸性電池分會和中國電池工業協會鉛酸蓄電池分會對 2012 年全國 39 家企業的匯總統計,39 家企業合計產量為 15,875.95萬 KVAh,其中汽車起動用電池、固定用電池、電力助力車用電池等各類電池的產量結構如下圖所示:

         如上圖所示,鉛酸蓄電池最大用途為電動助力車用,約占41%的比例,主要用于電動自行車、高爾夫球車及電動滑板車等動力源;其次是汽車啟動用,約占28%的比例;固定用電池約占 21%的比例,主要用于電信、電力、銀行、醫院 、商場及計算機系統的 UPS 備用電源、太陽能風能儲能用等;電動道路車用約占5%的比例,主要用于電動汽車、電動摩托車的動力源;牽引用電池約占 2%的比例,主要用于各型電動叉車、搬運車及井下隧道用電機車、移動設備的動力源;摩托車用約占 1%的比例,主要用于摩托車的啟動、點火和照明用電源;其他小型閥控密封蓄電池約占 1%的比例,主要用在應急燈、電動玩具、精密儀器的動力源及計算機的備用電源。
　　
　　發行人從事固定型閥控式密封鉛酸蓄電池、動力用鉛酸蓄電池的研發、生產和銷售,目前所生產的鉛酸蓄電池主要用在電信及計算機系統的備用電源、太陽能風能儲能電源以及電動自行車、電動摩托車等動力源。近年來，UPS電源蓄電池技術不斷發展，產品日臻成熟。起動電池結構逐步優化升級，免維護蓄電池廣泛使用、仍然是軍用、民用交通運輸裝備的重要電源裝置，為我國成為世界主要汽車生產國起到重要支撐作用。閥控電池、膠體電池等作為備用電源、大型儲備電源的核心部件，其生產已成為國民經濟發展中重要的基礎性產業。UPS電源蓄電池行業大有可為。

   UPS電源蓄電池的主要原料——鉛可回收反復使用，只要出臺廢舊電池回收的相關產業政策，正確引導市場，就能夠有效解決我國有色金屬短缺、鉛污染等資源、環境諸多問題。因此，正確認識蓄電池行業現狀、把握發展趨勢、有效解決其自身存在的問題，是循環利用資源、建設節約型社會，是向國民經濟科學發展有效途徑。

    我國UPS電源蓄電池產業現狀
    自加入WTO后，隨著國家相關產業的拉動及國際電池生產廠商在華投資的增多，中國UPS電源蓄電池產業發展較快，年增長速度超過30%以上。同時隨著國際市場需求的不斷增加，中國也成為了大的UPS電源蓄電池出口國之一。我國UPS電源蓄電池技術與國際水平差距不明顯，汽車電池處于先進水平，動力用、電動自行車用電池技術接近先進水平。
    經過20多年的發展，免維護和密封蓄電池技術進步取得了巨大成就，使UPS電源蓄電池不僅在交通運輸、機房等傳統領域得到廣泛應用，而且被廣泛應用與太陽能光伏發電、風力發電、通信電源、電力變配電系統、鐵路、船舶通訊、起動、照明電源、UPS電源中。技術進步推動了蓄電池行業的快速發展，使其成為新興的朝陽產業之一。但是由于UPS電源蓄電池主要原材料——鉛的價格在2004年下半年大幅度增長，并持續保持高價位運行，UPS電源蓄電池的行業利潤呈下降趨勢。
    年來，隨著市場需求的變化，UPS電源蓄電池的生產方式及工藝不斷完善，制造水平不斷提升，電池比能量、循環壽命、性能一致性、使用安全性和環保性不斷提高。隨著電動自行車蓄電池等動力電源的發展，高溫固化技術發展較快。一般認為高溫固化可以提高蓄電池的壽命近年來負極添加劑及配比也積累了大gesep.com量參數，并找出了一些有規律的經驗。國內對于其他先進技術如卷繞式電池，雙極式，薄型電池板等還只是處于研究階段，沒有批量生產。
    從我國專利技術申報情況看，蓄電池行業在近幾年的總體技術發展防線是電池結構改進及電池型號開發。而國外專利技術則主要涉及現金的薄型電池板雙極式鉛電池、使用模塊結構的密封電池和膠體電解液鉛電池。因此，我們的專利技術與國外還有一定差距。
    UPS電源蓄電池產業環�，F狀及存在的問題
    經過多年的建設與發展，我國UPS電源蓄電池行業已基本形成體系并呈快速發展趨勢，環保問題也取得了突破性進展，目前，我國對鉛煙、鉛塵、硫酸霧和水的處理方法和技術已基本成熟，各大、中型UPS電源蓄電池廠家不斷加大技術改造力度，更新工藝設備，普遍采用環保高效率的濾筒式除塵器替代靜電除塵器，采用濕式除塵器凈化鉛煙，采用湍球式酸霧凈化塔進行硫酸霧吸收處理，對含鉛酸廢水絮凝反應處理，從技術上消除或減少污染物對環境的影響，生產作業環境不斷改善，多數大、中型生產企業做到了清潔生產，有一部分通過了國家環境體系認證。
    但是，由于以下幾個原因，蓄電池生產過程的污染問題沒有得到很好解決，特別是數量眾多的部分中型及小型企業生產過程的污染問題嚴重：生產廠家繁多、規模小，污染較嚴重、品質參差不齊，一些不具備環保條件的作坊式工廠一哄而上，約四分之一的企業未經環保審批擅自選址建設，污染防治設施不配套，生產沒有在嚴格的環保措施和工業安全衛生條件下進行，對操作者和生態環境造成了危害。生產許可證制度沒有嚴把清潔生產、環保設施達標這一關口。雖然我國自2005年實行了生產許可證制度，但由于在審批和執行中存在一些問題，并沒有真正促使生產企業實現清潔生產，許多不達標廠家都轉為合法化(目前發證企業已達930家)，造成了嚴重的環境問題。與環保相關的法律還存在許多不完善和不盡如人意的地方。針對污染企業,環保等部門罰款數額是有限的，無法與企業污染造成的社會損失相提并論。另外，國家沒有指定保護大、中型蓄電池廠家的政策，且當地環保部門也屬于對小型蓄電池廠家的管理，只重視對大中型企業的監管，致使大中型企業排污費、監測費、“三同時”評價費等等負擔沉重。
    解決環保問題的關鍵舉措是全面實施電池回收政策
    我國正在積極推行循環經濟，廢舊蓄電池的90%可以回收利用，但是我國產業政策沒有給廢舊電池回收一個良好的發展空間，致使其成為長期困擾我國蓄電池發展的瓶頸。我國沒有一部廢舊UPS電源蓄電池回收管理的法定規范，全國未建立一家專業性廢舊UPS電源蓄電池回收公司，無一家專業再生鉛企業或蓄電池企業建立了全國性回收網絡和地區性回收網絡，整個回收工作處于分散經營的無序狀態，廢UPS電源蓄電池的回收率不高。鉛回收的問題出現在不規范企業之中，整頓與加強管理勢在必行，國家有關部門應盡快出臺政策，像取締小煤窯、小冶煉一樣，取締小的廢舊鉛回收企業。同時出臺政策鼓勵、扶持大型蓄電池生產廠家進行廢舊電池回收利用。制約我國再生鉛行業發展因素主要有：第一，環保設備成本負擔重。企業技術先進、環保設備齊全的企業經營效益敵不過技術落后、污染嚴重的鄉鎮“小煉鉛”。第二，監管力度不夠。沒有經營許可證也在進行再生鉛生產，治理整頓治標不治本，一度關閉的“小煉鉛”風聲一過，死灰復燃。第三，產業政策不利于正規企業的發展。賦稅過重也削弱了大型再生鉛企業加大環保治理的能力。
    我國UPS電源蓄電池產業發展趨勢
    已有百余年歷史的UPS電源蓄電池由于材料廉價、工藝簡單、技術成熟、自放電低、免維護要求等特性，在未來幾十年里，依然會在市場中占主導地位，雖然起動用、動力用電池的市場空間可能會有拐點，在近期國家產業發展中仍將占主流地位，中期也將占有一席之地，長期來看，在不需要高重量比能量的用途領域還將繼續存在。目前，其原有主要應用領域如汽車用、摩托車用、備用電源用等在大幅增長，而且也在新的應用領域如電動助力車用、游覽車用等得以發展，閥控式電池技術的發展，滿足了高科技如UPS、電力、通信等設備用電源的需要。由于鉛酸電池技術的不斷進步，使得電動助力車產業獲得巨大發展，并對減少燃油汽車和燃油摩托車的污染做出了貢獻。免維護技術、拉網板柵技術的發展，滿足了汽車產業快速發展的需求�？梢哉f在這些應用領域中UPS電源蓄電池的技術進步對提高國家競爭力做出了實實在在的貢獻。
    電動工具、電動自行車等行業對小型移動電源的需求刺激了動力電池產業的快速增長。電動自行車所配置的電池大部分是閥控密封UPS電源蓄電池，經過性能改進，在比能量和循環壽命方面有所突破，但目前為止都還存在著在中、高速率比能量不夠高、深循環壽命不夠長等缺點，在很大程度上影響了電動自行車行業的高速成長。

    電動自行車作為欠發達國家的代步工具，近年來發展迅速，特別是我國。由2000年的29萬輛發展到2005年的1209萬輛，年平均增長率達到了174%�？梢灶A料，在今后相當長的一段時間內，電動助力車用蓄電池產品將會蓬勃發展。我國電動自行車的動力電池95%以上采用UPS電源蓄電池。2006年電動自行車電池的市場容量有40-50億元，到2015年中國電動車的產值將達到1000億元，其中配套電池160億元。二級市場的替換電池達480億元，這是一個巨大的市場。

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