铅酸蓄电池如今主要应用于汽车启动及日常供电电源,它会被二次电池取代吗?
自第一块电池诞生以来,电池的应用领域就一直在扩大,由小型电子产品逐渐向大型、更大型的应用领域发展。目前的大型应用主要集中于电动汽车,未来也很有可能往储能电站发展,电动汽车和储能电站所用电池都是动力电池,动力电池的分类有铅酸蓄电池、镍氢电池和锂离子电池。
铅酸蓄电池如今主要应用于汽车启动及日常供电电源,但有被二次电池取代的趋势,镍氢电池在比功率、自放电率和记忆效应等性能方面的缺点,使其必然是一个过渡性质的产品,这个过渡期也许只有10年,而且趋势越来越明显。
锂离子电池是最新的新能源汽车动力电源,它最初被应用于小型电器,目前,在手机和笔记本电脑市场几乎是“一统江山”,最热闹的应用话题集中在动力汽车领域。不过,动力锂电池大规模应用有许多问题需要得到实质性的突破,尤其是技术瓶颈。
一、从试点效果来看,大型应用效果并不理想。根据中国汽车工业协会的统计,去年全国新能源汽车产量为8368辆,销售了8159辆,其中,私人购车不及1/10,这说明,新能源汽车并不为一般国民所认同
去年有媒体报道过,长江航道局镇江航道管理处开发出一种用于船只航行标志的大型锂离子电池,该蓄电系统具有重量轻、太阳能浮充效率高两大突出优点。
新型电池重量仅13公斤,容量为120Ah,具有体积小、重量轻的特点,作为交通运输部下辖的公益性事业单位,航道管理处具备强大的科研攻关和技术力量,以新型锂电池为核心部件的整套充电设备具有接线方便、故障率低、维护工作量小的优点。
新电池的面世与国际国内电池技术的进步有极大关系,锂离子电池在替代其他类型电池的步伐上显然越来越快,随着大型锂电池时代的到来,它已经不仅仅局限在手机、平板电脑等手持移动设备的便携式应用,而是向着电动汽车用动力锂电池的方向进军,在容量更大化的市场需求背景下,锂电池开始在储能系统应用上大放异彩,长江航道局的应用即其一例。以往,中国的内河航标蓄电系统普遍采用的是铅酸蓄电池,这种电池不但不环保,而且体积和重量都很大,而锂电池蓄电系统除了具有轻型化优势外,使用寿命也是铅酸电池的4倍。
海、河航标因常年浸泡在水中,在大自然的环境下提高充电能力是实现更高性价比的关键环节。首先,镇江航道管理处采用的磷酸铁锂电池体系是目前安全性能最好的锂电池体系,其次,太阳能浮充效率更高。
这里介绍一下浮充电知识,按百度百科的解释,“这是一种连续、长时间的恒压充电方法。"浮充电压略高于涓流充电,足以补偿蓄电池自放电损失并能在电池放电后较快地恢复到完全充电状态,故又称连续充电。这种充电方式主要用于不间断电源及各种备用电源。因此,浮充就是恒压小电流充电,目的一是弥补电池自放电损失,二是增加充电深度。因为航标用蓄电系统的自然环境性质,利用太阳能充电自然是一条经济的途径,而且,如果充电效率高的话,可以使蓄电池比较长时期的处于良好状态,有利于延长电池的使用寿命,并用减少了维护的成本。
媒体指出,这种浮充效率高的磷酸铁锂电池充电设备去年便已在长江下游数字航道系统正式应用,并且认为,这“标志着长江下游航道的航标供电系统已由铅酸时代步入锂电时代”。
早在2009年,国家四部委就启动了新能源汽车“十城千辆”的推广工程,计划用三年时间每年发展10个城市,每个城市推出1000辆新能源汽车示范运行,但截止去年10月,推广目标只完成38%左右。由于成绩并不理想,2012年国家不会增加新的试点城市。
二、由于锂电池概念的热度不减,虽然私人消费市场并不成熟,却也有一些企业借助风投和风头借壳上市,使得动力锂电池出现投资过剩,乱象环生。据市场调查,一条手机锂电池生产线的企业建成要投10亿左右,而同样的动力电池企业至少要20亿,结果,真正赚钱的很少,大部分已开工企业都是瞄准未来市场。一些低水平生产线的建设能否如期收回成本,达到预定目标很成问题。
三、最基本的需要突破的问题是技术难度,市场和投资上出现的问题其实都可以归因于这一问题的延伸,这里又分为四个小问题:1、动力性不足,动力汽车要求动力电池很给力,因而动力锂电池的能量密度必须达到250~350Wh/kg,才能实现大规模产业化,但实际能量密度国内目前只能做到100Wh/kg左右;2、动力性不够来自于研发动力不足,在关键材料和设备水平上粗制滥造,不是做长远规划,而只图目前和短期的赢利;3、主要性能指标特别是安全性和可靠性方面尚不成熟;4、标准不统一,检测不科学。