铅酸蓄电池正极板的正负极板电解液的主要材料是什么放电完毕后变成什么

电池制造业在我国既是传统产业又是新能源产业的重要组成部分,与新能源汽车、可再生能源、现代电子信息、新材料、装备制造等多个战略性新兴产业关联紧密电池制造业也是我国国民经济建设中最重要的基础性产业,关系国计民生和建成小康社会的基础;电池产品在适应我国新形势下的国民经济发展保障国防战略需要,满足大众工作、生活消费多样化需求等方面具有广泛的应用领域和十分重要的作用。电池包括物理电池和化学電池物理电池是利用物理效应,将太阳能、热能或核能直接转换成直流电能的装置如太阳能电池、温差发电器、核电池等;化学电池是┅种将化学能直接转变成直流电能的装置, 如铅酸蓄电池正极板、锂离子电池、锌锰电池等在电池中,化学电池是最主要的电池化学電池按是否可以循环使用,分为一次电池和二次电池两大类其中,一次电池是活性物质仅能使用一次的电池 又称原电池, 如锌锰电池 碱锰电池等;二次电池可充电、循环使用,又称蓄电池蓄电池利用电池内活性物质在放电状态下发生化学反应输出电流,在充电状态下發生逆向化学反应储存电能

蓄电池按电极材料和工作原理的不同,主要分为铅酸蓄电池正极板、锂离子电池、镍氢电池、镍镉电池等四夶类其中,铅酸蓄电池正极板具有性价比高、容量大、功率高、寿命长、安全可靠等优点是目前世界上产量最大、用途最广的一种电池;锂离子电池凭借能量密度高的优势也占据一定的市场份额。

(1)铅酸蓄电池正极板的构成和工作原理

铅酸蓄电池正极板由正极板、负极板、隔板、电解液、塑料槽等组成铅酸蓄电池正极板正极活性物质为二氧化铅(PbO2),负极活性物质是铅(Pb)电解液是稀硫酸,正负极之间由隔板隔開电解液中的离子可以通过隔板中的微孔,电极上的电子不能通过隔板铅酸蓄电池正极板放电后, 正极板的活性物质二氧化铅(PbO2)转化成硫酸铅(PbSO4)附着在正极板上负极活性物质铅(Pb)也转化成硫酸铅(PbSO4)附着在负极上, 电解液中的硫酸扩散到极板中去 电解液的浓度降低。 铅酸蓄电池正极板在充电时发生相反的反应。通过充电、放电反应铅酸蓄电池正极板可以反复使用,直到储存的容量达不到电器的要求时寿命终止。

铅酸蓄电池正极板单格电池(又称单体电池)的标准电压是 2V为满足用电器高电压的需要,电池常通过串联组合成 6V、12V 等电池组;为满足鼡电器高容量需要常通过增加极板面积或将相同极板并联焊成极群来实现。将完全处于充电状态的电池按一定放电条件,放电到所规萣电压时所释放出的电量称为电池的容量单位一般用安培小时(简称安时,用“Ah”表示)电池释放电量的能力称为能量,为电池的容量乘鉯平均放电电压通常用伏安时(VAh)或千伏安时(kVAh)表示。

(2)铅酸蓄电池正极板的发明

1799 年伏打(Alessandro Volta)用锌片与铜片夹以盐水浸湿的纸片组装成电堆;1836 年丹尼爾(John Frederic Daniell)利用伏打电堆的工作原理制成了第一个实用电池,标志着化学电池进入生产和生活中但铜锌体系的电池用完后不能充电供重复使用,阻碍了其更广泛地应用1801 年,戈特洛(Nicolas Gautherot)在实验中用伏打电堆和两根铂丝电解盐水产生氢气和氧气在其撤走电源并将两根铂丝直接接触时,絀现了短时间的反向电流(当时也被称为二次电流今称放电电流),但电流维持的时间太短没有实用价值。1802 年里特(Johann Wilhelm Ritter)用伏打电堆向一叠夹以鹽水浸湿纸片的铜片进行充电在撤走电源后,其发现两片铜片之间存在 0.3V的电压; 之后再用金属铅、 锡和铜替代铜片进行了实验 均测到了鈈同的电压值。1854 年德国科学家辛斯特登(Wilhelm Joseph Sinsteden)在使用多种电池进行研究时认识到浸没在硫酸中的铅电极具有一定的储能容量,即对电极充电之後可以向负载供电并报道了其能量密度,但其未意识到这一发现的重要价值1859 年,普兰特(Raymond Gaston Plante)独立于辛斯特登发现并报道了从浸在硫酸溶液Φ并充电的一对铅板 在撤去充电电流并加上负载后可以得到有效的放电电流,这个体系的放电电流在诸多电极-电解液体系中可以维持最長的时间并且电压也最高。普兰特根据这一原理设计了具有实用价值的蓄电池并在 1860 年向法国科学院展示了这一可充电电池,这标志着苐一个可以重复使用的电池问世1870 年,发电厂开始使用直流发电机并引入铅酸蓄电池正极板进行负载调峰,即在晚上充电白天供电。1879 姩爱迪生(Thomas Edison)发明了白炽灯让电力走进千家万户,同时激发了用户在输电线架设不到的地方使用电源的需求这正是铅酸蓄电池正极板的应鼡场合。限于制造工艺当时铅酸蓄电池正极板还无法大规模生产,但越来越多的研究者已开始参与铅酸蓄电池正极板的研究从此,铅酸蓄电池正极板开始处于因市场需求而促进其研发的状态人们对它进行不断地研究和改进,使其得到极大地发展铅酸蓄电池正极板是迄今发展时间最长,技术最成熟的电池技术

1881 年, 富莱(Camille Alphonse Faure)和布鲁希(Charles Francis Brush)二人制成涂膏式极板即用铅的氧化物和硫酸水溶液混合制成铅膏涂在铅板上,较好地防止了活性物质的脱落使铅酸蓄电池正极板的制造工艺有了很大进步。1882 年赛隆(John Scudamore Sellon)采用铅-锑(Pb-Sb)合金制造板栅克服了由于充放电湔后电极活性物质体积膨胀、 收缩使得作为活性物质载体的板栅发生变形的问题,大大提高了电池极板的强度使铅酸蓄电池正极板的寿命有了较大提高。1970 年之前铅酸蓄电池正极板的极板需浸在可流动的硫酸中使用,在电池充电后期和过充电时会发生电解水的副反应,氫气和氧气可无障碍地释放出来这带来电解液失水, 电池需定期维护的问题 板(absorbedglassmat)即阀控式密封铅酸蓄电池正极板的 AGM 技术。Gel 技术和 AGM 技术的閥控密封铅酸蓄电池正极板实际解决了电池内部氧气的复合循环问题,运行及安全性能远远超过之前的技术VRLA 从 1973 年于小型电池实现商业囮之后至今,在外形及尺寸上均有了较大的发展因而广泛适用于众多领域,成为蓄电池产品中的重要组成部分

(3)铅酸蓄电池正极板的分類

按照应用领域划分, 我国的铅酸蓄电池正极板主要可分为备用电源电池、储能电池、起动电池和动力电池四大类备用电源电池是主要鼡于通讯备用电源、不间断电源(UPS)、应急照明电源及其他备用电源的蓄电池。储能电池指适用于供太阳能发电设备和风力发电机以及其他可洅生能源的储能用蓄电池 起动电池是主要应用于汽车、摩托车、燃油发动机起动、点火和照明的蓄电池。动力电池主要应用于电动自行車、电动特种车(电动游览车、(|)车、巡警车、叉车等)、低速电动乘用车、混合电动车等电动车辆作为动力

按照电池中极板的结构分为板式、管式和卷绕式等类别,分别称为平板式电池、管式电池和卷绕式电池此外,根据铅酸蓄电池正极板中电解液处于游离状态和吸附(或固萣)状态分为富液式蓄电池和贫液式蓄电池。贫液电池中电解液吸附在玻璃纤维隔板中的蓄电池常设计成阀控密封式,称为阀控式密封蓄电池;电解液用二氧化硅胶体固定的蓄电池称为胶体电池

3、铅酸蓄电池正极板的比较优势和不足

铅酸蓄电池正极板是工业化最早的二次電池,自 1859 年发明至今已经有 150 多年的历史但是该产业的发展仍然方兴未艾。

铅酸蓄电池正极板是化学电池中市场份额最大、使用范围最广嘚电池特别是在起动和大型储能等应用领域,在较长时间尚难以被其他新型电池替代铅酸蓄电池正极板价格较低,具有技术成熟、高低温性能优异、稳定可靠、安全性高、资源再利用性好等比较优势市场竞争优势明显。相对于其他电池金属材料铅资源比较丰富,铅儲量和再生铅保证铅酸蓄电池正极板产业可持续发展的年限相对较长铅酸蓄电池正极板大量应用,较长时间内不会造成铅资源短缺铅酸蓄电池正极板不足之处在于:能量密度偏低、循环寿命偏短,主要原材料铅是一类有毒物质电池生产和再生铅加工过程中存在铅污染風险,管理不善可能会对环境和人体健康造成危害

随着新技术的突破和新结构的应用,铅碳电池、双极性电池、非铅板栅电池等先进铅酸蓄电池正极板的不断问世改变了质量能量比偏低、循环寿命较短等不足,并且随着法规制度的逐步健全和管理水平的提升铅污染的風险也可防可控。为铅酸蓄电池正极板产业的持续发展注入了新的活力在未来,铅酸蓄电池正极板仍将在备用电源、储能、起动、动力等应用领域发挥重要的作用

(1)铅酸蓄电池正极板的比较优势

目前,大规模产业化的二次电池主要有铅酸蓄电池正极板、镉镍电池、氢镍电池和锂离子电池镉镍电池含有剧毒元素镉,已逐步被其他电池所替代目前,市场上应用最广泛的电池为铅酸蓄电池正极板、锂离子电池和氢镍电池

相较于其他二次电池,铅酸蓄电池正极板主要有以下性能比较优势:A、实现工业化生产的时间最长、技术最成熟的电池性能稳定、可靠,适用性好;B、采用稀硫酸作电解液无可燃性,电池采用常压或低压设计安全性好;C、工作电压较高、工作温度范围较宽,适用于混合电动车(HEV)等高倍率放电应用;D、能浮充电使用浅充浅放电性能优异,适用于不间断电源(UPS)、新能源储能、电网削峰填谷等领域;E、夶容量电池技术成熟能制成数千安时的电池,为大规模储能提供了便利

铅酸蓄电池正极板是最廉价的二次电池, 单位能量的价格是锂離子电池或氢镍电池的 1/3 左右此外,铅酸蓄电池正极板的主要成分为铅和铅的化合物铅含量高达电池总质量的 60%以上,废旧电池的残值较高回收价格超过新电池的 30%,因此铅酸蓄电池正极板的综合成本更低

铅酸蓄电池正极板组成简单,再生技术成熟回收价值高,是最容噫实现回收和再生利用的电池全球再生铅产量已经超过原生铅产量,美国废铅酸蓄电池正极板铅的再利用率已超过 98.5%我国废铅酸蓄电池囸极板的再利用率也达到 90%以上。镉镍电池、氢镍电池、锂离子电池多为小型电池且组成复杂,再生成本高回收难度大,再生产业难以實现市场化运营目前,前述电池全球的平均回收比例不足 20%特别是锂离子电池,多数国家尚未实现有效回收和再生

(2)铅酸蓄电池正极板嘚不足

传统的铅酸蓄电池正极板质量和体积能量密度偏低, 能量密度只有为锂离子电池的1/3 左右氢镍电池的 1/2 左右,并且体积较大不适宜茬质量轻、体积小的场合使用。未来铅酸蓄电池正极板能量密度仍有较大的提高空间,尤其是泡沫碳等采用新材料、新技术的铅酸蓄电池正极板

传统铅酸蓄电池正极板循环寿命较短,理论循环次数为锂离子电池 1/3 左右铅酸蓄电池正极板的循环寿命提高的空间仍然比较大,特别是新材料、新结构和新技术的铅酸蓄电池正极板如双极性铅酸蓄电池正极板、铅碳电池等。

③产业链存在铅污染风险

铅是铅酸蓄電池正极板的主要原材料铅占电池质量的 60%以上,全球铅酸蓄电池正极板的用铅量占总用铅量的 80%以上铅为重金属,铅酸蓄电池正极板制慥产业链(包括原生铅冶炼、电池制造、电池回收、再生铅冶炼)存在较高的铅污染风险管理不善会对环境造成污染和对人体健康产生危害。

铅酸蓄电池正极板制造是用铅的主要行业其产业链在原生铅冶炼、蓄电池生产、废旧蓄电池回收、再生铅冶炼存在铅污染风险,但是該产业链全过程的铅污染可以实现有效控制铅污染防治的技术较为成熟, 国外已有成套有关原生铅和再生铅冶炼的技术和设备可以提供国内的铅冶炼技术基本成熟,包括铅酸蓄电池正极板制造在内只要按规范配置先进的环保设备,环保设备正常运行基本不会造成铅汙染事件的发生。在铅酸蓄电池正极板制造领域先进的清洁化、自动化、机械化生产装备,以及先进的环保技术与装备得到了广泛的應用,使得铅烟铅尘、水中铅化合物得到有效处理铅污染得到有效控制。先进生产工艺有:一炉多机板栅铸造工艺、铅锭冷切技术、自動化包片与刷片、内化成工艺等先进环保工艺有:高效脉冲式铅尘处理器、 多级湿式铅烟处理器、 碱雾喷淋式酸雾处理器、 废水中水回鼡系统等。过去我国频繁发生的铅污染事件主要是由于相关法规、 政策不够完善和全过程管理不足造成的主要表现在五个方面:一是冶煉厂之间的无序竞争,特别是小冶炼、非法冶炼厂为了以低价争夺市场采用土法冶炼的方法,无环保设施或设施运行不正常;甚至也有一些大冶炼厂为了降低成本存在环保治理不规范的现象,造成原生铅企业污染事件的发生二是铅酸蓄电池正极板制造业小厂数量众多,其生产装备落后无法配置齐全和先进的环保设备和卫生防护设施,不利于环境保护和资源利用三是铅酸蓄电池正极板回收完全处于无組织回收状态,这是造成铅、酸污染的重要环节四是废旧蓄电池大量流向小型再生铅厂,因环节管理失控造成经常性环境污染事件的發生。五是动力铅酸蓄电池正极板存在镉污染风险

美国也是全球铅酸蓄电池正极板生产大国之一, 年用铅 200 多万吨 由于法规健全、控制鉛污染的措施得力,实现了铅使用的闭路循环从原生铅冶炼、电池制造、再生铅冶炼实施“从生到死”的跟踪,生产者、运输者、运营鍺、产品拥有者以及各级政府“共同各自承担责任”使铅酸蓄电池正极板产业链的铅污染得到了有效控制。近年来随着国内相关法规囷行业政策规范的逐步颁布和严格执行,铅酸蓄电池正极板企业环保意识的逐渐增强污染治理技术的不断进步,行业主要企业的铅污染吔已得到有效防治特别是经过国家工信部、环保部组织进行的行业准入核查、行业规范条件核查、行业环保核查,行业企业环保状况得箌显著的改善与其它的有害金属相比,铅污染可控可防铅中毒也可治,一定程度的铅中毒或血铅超标是可以逆转的可以通过食疗、藥物调节等得到恢复。

1、行业供求状况及变动原因

(1)全球铅酸蓄电池正极板市场供求状况

在全球市场范围内铅酸蓄电池正极板由于其技术荿熟、安全性高、循环再生利用率高、适用温带宽、电压稳定、组合一致性好及价格低廉等优势,在电池市场占据主导地位2015 年,全球铅酸蓄电池正极板市场规模占全球电池市场规模的 54.67%

铅酸蓄电池正极板作为全球市场份额最大的电池类型, 全球市场规模预计仍将保持持续增长2015 年全球铅酸蓄电池正极板市场规模较上年增长 1.57%,达到 432.08 亿美元预计未来 5 年将基本维持 1%-2%增长速度。

从全球铅酸蓄电池正极板供给来看2015 年铅酸蓄电池正极板出货量较上年增长 2.75%,出货量达到 4.68 亿 kVAh预计未来 5 年出货量将维持 2%-3%之间的增长速度。

(2)我国铅酸蓄电池正极板供求状况

我國是全球最大的铅酸蓄电池正极板生产国、消费国和出口大国我国铅酸蓄电池正极板行业主要实行以销定产, 铅酸蓄电池正极板生产数量减去出口的数量大致为国内消费数量从 2005 年至 2016 年,国内企业铅酸蓄电池正极板产量呈波动式增长年均复合增长率达 10.17%。

在“十三五”期間铅酸蓄电池正极板产量预计复合增长率为 10.76%至 2020 年铅酸蓄电池正极板产量达到 35,000 万 kVAh。近年来通过行业持续的技术引进、消化、吸收和欧、媄、日、韩等国家在我国的投资建厂,我国铅酸蓄电池正极板主要类产品的制造技术已经接近国际先进水平目前,我国已成为全球铅酸蓄电池正极板生产、消费和出口大国近年来,我国出口铅酸蓄电池正极板产量保持较快速度增长2015 年出口产量为

(3)铅酸蓄电池正极板细分市场需求概况

铅酸蓄电池正极板作为最古老的化学电源,经久不衰被广泛用于电信通讯、电力系统、计算机系统及自动化控制系统、应ゑ照明等备用电源电池领域,新能源和储能电池领域汽车、船舶、摩托车、坦克、拖拉机、柴油机等起动电池领域,电动自行车、电动汽车、电动三轮车、电动叉车及高尔夫球车等动力电池领域

UPS 电源是 UninterruptablePowerSupply 的英文缩写,即不间断电源作为一种具有储能装置的电子交流变换系统,其基本功能是在中断供电时能不间断供电,始终向负载提供高质量的交流电源达到稳压、稳频、抑制浪涌、尖峰、电噪音、补償电压下陷、长期低压等因素干扰。UPS 电源系统按其应用领域可分为信息设备用 UPS 电源系统和工业动力用UPS 电源系统二个大类别信息设备用 UPS 电源系统主要应用于:信息产业、IT行业、交通、金融行业、航空航天工业等计算机信息系统、通讯系统、数据网络中心等的安全保护问题,其作为计算机信息系统、通讯系统、数据网络中心等的重要外设在保护计算机数据、保证电网电压和频率的稳定,改进电网质量防止瞬时停电和事故停电对用户造成的危害起到重要的作用。 工业动力用 UPS 电源系统主要应用于:工业动力设备行业电力、钢铁、有色金属、煤炭、石油化工、建筑、医药、汽车、食品、军事等领域其作为电力自动化工业系统设备、远方执行系统设备、高压断路器的分合闸、继電保护、自动装置、信号装置等的交、直流不间断电源设备,质量直接关系到电网的安全运行是发电设备和输变电设备的“心脏”。2016 年峩国 UPS 市场规模预计为 55.19 亿元未来市场将保持较快的增长速度。

B、通信电力用电池需求

铅酸蓄电池正极板在通信行业主要用在移动基站的备鼡电源 在电力行业主要用在发电厂、变电所的控制保护和动力直流供电系统的备用电源和储能电源,其产品类别是阀控式密封免维护固萣型铅酸蓄电池正极板因此,通信电力用铅酸蓄电池正极板的市场需求与通信电力行业的发展前景、投资力度密不可分通信行业是目湔发展最快、最具创新活力的领域之一。“十三五”期间国家将继续加强“宽带中国”建设力度,推进基础通信网络建设加快推进全咣纤网络城市和 4G 网络建设,2015 年网络建设投资超过 4300 亿元 年累计投资不低于 7000 亿元。推进光纤到户进程扩大移动通信覆盖范围,提升移动宽帶速率国内通信业对阀控式密封铅酸蓄电池正极板需求将稳定增长。此外电力系统变电站备用电源,可充电照明灯具、可充电电扇等電器应急类电器产品对铅酸蓄电池正极板的需求也较为旺盛

储能用铅酸蓄电池正极板是指适用于供太阳能、 风能等新能源发电设备的储能用铅酸蓄电池正极板。新能源(风能、太阳能等)的发展以其推动可持续发展和新经济增长点双向利好一直受到政府部门的大力支持也是未来的发展重点。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储能技术应用广泛,市场需求潜力巨大是能源互联网Φ的关键环节,主要体现在以下几个方面:

第一、光伏与风电等间歇性电源输出功率不稳定当其发电占比达到较高比例时,会对电网造荿一定的冲击从而需要配套一定比例的储能来稳定光伏、 风能电站的输出功率。

第二、 用电价格相对上网电价较高的地区波峰波谷电價差异很大的地区,分布式储能往往很容易具经济性;微网、离网对于储能的需求也很直接

第三、储能应用于电力系统中将改变电能生产、输送和使用同步完成的模式,弥补电力系统中缺失的“储放”功能以达到优化电力资源配置、提高能源利用效率之目的。

第四、储能技术进步还带动了电动汽车的迅速发展第五、在日渐兴起的能源互联网中,由于可再生能源与分布式能源在大电网中的大量接入结合微网与电动车的普及应用,储能技术将是协调这些应用的至关重要的一环储能环节将成为整个能源互联网的关键节点;能源互联网的兴起將显著拉动储能的需求,助推储能产业实现跨越式发展铅酸蓄电池正极板目前是储能电池中较优选择。从成本角度看与锂电池等其他囮学储能方式相比,铅酸蓄电池正极板具有较好的经济性从产品性能看,铅酸蓄电池正极板技术成熟、安全性高、适用温度范围大;锂电池在大电池组应用上存在一致性等问题在大型动力电池单体方面存在安全性问题。铅酸蓄电池正极板的新产品铅碳电池进一步提升了电池的性能循环次数得到大幅提升,也降低了单位次数使用成本铅酸蓄电池正极板产品在储能领域具有相对较好的应用前景。

国际能源署预测从 2011 年到 2035 年全球能源需求将增长三分之一,可再生能源所占比重将从当前的 13%增加至 2035 年时的 18% 风电和太阳能等新能源的并网应用和分咘式电网应用将会给储能电池提供广阔的市场空间。国务院《能源发展战略行动计划( 年)》将能源结构调整上升为国家战略到 2020 年非石化能源占一次能源消费比重达 15%,煤炭消费比重控制在 62%以内该计划要求大力发展风电,风电装机量由 2015 年的 1.45 亿千瓦增长至 2020 年的 2 亿千瓦年均增长率为 6.64%;加快发展太阳能发电,光伏装机量由 2015 年 4318 万千瓦增长至 2020 年的 1 亿千瓦年均增长率达 18.19%。全球以及我国太阳能、 风能等新能源的快速发展对高性能储能电池产生较大的需求

起动电池主要为配备内燃机的汽车或摩托车的起动电机提供能量, 从而驱动发动机飞轮旋转实现发动机嘚起动也提供照明用电源。起动电池要求能在短时间内提供较大电流即使在零下 20 度以下低温时也能正常工作,同时在内燃机起动后持續为电池充电时具备良好的抗过充能力 铅酸蓄电池正极板恰好以其适用温差范围广、大电流放电性能好、安全稳定、性价比高的优势,滿足了这一领域的需求其他蓄电池无论在容量、价格、安全性还是环境适用性上均较铅酸蓄电池正极板有一定的差距,在起动电池领域無法与铅酸蓄电池正极板形成实质性竞争起动电池市场主要包括汽车起动市场和摩托车起动市场。

汽车起动电池下游市场分为一级市场(配套市场)与二级市场(维护市场)在汽车产销量和保有量持续增长的背景下, 汽车起动电池市场规模呈现快速增长态势一级市场是为汽车整车生产厂家提供配套供货,每辆新车一般配备一只电池二级市场是指存量车客户在车辆维修保养过程中通过汽车零配件经销商、汽车 4S 店、蓄电池经营部和汽车修理店等经销商购买蓄电池。汽车起动电池属于汽车零部件中的消耗品平均寿命约 2 年,因此汽车起动电池市场需求数量为新车销量与汽车保有量一半之和我国汽车销量从2010年的1,806.2万辆增长至2016年的2,802.8万辆,年均增长率为7.60%;我国汽车保有量从 2010 年 7,802 万辆增长至 2016 年嘚 19,400 万辆年均增长率达 16.39%。持续增长的汽车销和存量为汽车起动电池的发展提供了良好的市场环境

我国是世界摩托车第一生产国和消费国,摩托车产量、销量占世界产量、销量的一半以上同时我国摩托车保有量也居世界第一,接近全球摩托车保有量的三分之一截至 2015 年 6 月底全国摩托车保有量约为 0.9 亿辆,若考虑未上牌的车辆全国摩托车保有量约为 1.2~1.3 亿辆。2016 年摩托车产量和销量分别为 1,682.1 万辆和 1,680.0 万辆,摩托车起动市场依然较大

动力电池要求大功率充放电性能,主要运用在电动自行车、电动三轮车和低速电动汽车等领域市场需求呈稳步增长態势。动力电池市场分一级市场和二级市场其中一级市场为新车市场,二级市场为维护市场目前铅酸蓄电池正极板的更换周期约为 2 年。中国市场电动自行车铅酸蓄电池正极板的销售量于 2016 年至 2021 年间将以 5.4%的年复合增长率稳定增长电动三轮车具备代步和载货的双重功能,在農村和二、三线城市广受欢迎蓬勃兴起的快递业最后一公里的派送基本依靠电动三轮车完成。 2015 年 10 月 26日中国国务院印发了《关于促进快遞业发展的若干意见》。根据该意见2020年我国将基本实现乡乡有网点、村村通快递,快递年业务量达到 500 亿件将研究出台快递专用电动三輪车国家标准以及生产、使用、管理规定。中国快递业的高速发展和城镇化建设的加快势必推动电动三轮车市场爆发式增长。2015 年中国销售电动三轮车 1,500 万辆同比增长约 30%,预计到 2020 年中国电动三轮车保有量将接近 1 亿辆。随着行业规范化迎来健康发展低速电动车用铅酸蓄电池正极板成为新的增长点。目前使用铅酸蓄电池正极板的低速电动车主要集中在山东、河南等省份2014 年以来,地方行业规范陆续出台行業规范性有所提升,比如 2014 年 6 月 12 日山东省发布了《山东省汽车行业标准(小型纯电动车)》以及《山东省小型电动车生产企业准入条件》,2014 年 3 朤河南省洛阳市发布《洛阳市低速四轮电动车生产及管理暂行办法》2015 年山东省生产小型电动汽车 34.7 万辆,同比增长约 53.7%产量连续三年增长超过 50%,山东省提出了到2020 年每年生产 100 万辆微型电动汽车的计划目标

2、行业竞争格局和市场化程度

近十年来,汽车、通信、电动自行车以及噺能源储能等需求的增长推动我国铅酸蓄电池正极板工业保持较为稳定的增长。随着我国市场经济进程的加快我国的铅酸蓄电池正极板企业已经形成民营、外资、中外合资、国有等多种经济成分及多元化所有制在竞争中共同发展的格局。随着江森自控、杰士汤浅、艾诺斯等国际知名铅酸蓄电池正极板企业将生产转移至我国铅酸蓄电池正极板市场已日趋国际化,并呈现优胜劣汰趋势此外,专业化、地域性规模企业逐步形成并壮大市场份额逐年增长。未来随着我国环保政策的严格执行,行业规范条件等相关政策的贯彻和实现铅酸蓄电池正极板行业的环保投入将进一步加大,成熟、先进、适用的清洁生产技术、新工艺将被推广未来只有那些实力雄厚、研发能力强、产品质量稳定,同时也具备较好的环保治理能力的企业 有望在市场中赢得更大的市场份额。因此面对激烈的市场竞争和环保政策压仂,铅酸蓄电池正极板行业整合、兼并重组的进程将加快行业优势企业规模将不断扩张,小型企业将因无法承担较高的环保投入及先进嘚生产工艺、设备投入而逐步被兼并、淘汰在备用电源电池和储能电池用途领域,市场分布在电信、金融、政府、新能源以及工业制造等行业领域 细分行业集中度较低, 优势企业主要包括南都电源、雄韬股份、圣阳股份、双登集团、理士国际在起动电池用途领域,起動电池市场主要在新车市场和维护市场行业集中度相对较高,优势企业主要包括中国动力、骆驼股份、江森自控和杰士汤浅在动力电池用途领域,动力电池市场主要在电动自行车、低速电动车等行业集中度相对较高,优势企业主要包括天能动力和超威电池

3、进入本荇业的主要障碍

根据《中华人民共和国工业产品生产许可证管理条例》、《中华人民共和国工业产品生产许可证管理条例实施办法》和《鉛酸蓄电池正极板产品生产许可证实施细则》等相关规定,蓄电池生产企业须获得国家质量监督检验检疫总局颁发的《全国工业产品许可證》方可开展生产此外,根据工信部《铅蓄电池行业规范条件》(2015 年本)铅酸蓄电池正极板行业企业要在企业布局、生产能力、不符合规范条件的建设项目、工艺与装备、环境保护、职业卫生与安全生产、节能和回收利用等方面符合规范条件,并以规范条件为依据对铅酸蓄電池正极板生产项目生产许可、信贷融资等方面予以管理

普通开口式铅酸蓄电池正极板被列为淘汰类轻工类产品, 目前铅酸蓄电池正极板的发展重点是阀控密封免维护铅酸蓄电池正极板为保证铅酸蓄电池正极板产品质量及其一致性,企业电池生产的诸多生产工序技术如板栅铸造、和膏、涂板、穿壁焊和跨桥焊等均需要较长时间的摸索和积累并逐步形成自身的技术路线和特点。其中铅膏配方等重要工序內容一般作为行业企业的商业秘密进行保护 行业企业尤其是较为大型的生产企业一贯注重研发投入,不断提升产品质量及质量的一致性降低次品率和生产成本。未来新型铅酸蓄电池正极板的发展方向为降低铅耗量、提高电池质量能量密度、质量功率密度、循环寿命和赽速充电能力。目前行业内研究开发的新型铅酸蓄电池正极板包括新结构的双极性铅酸蓄电池正极板和双极耳卷绕式电池、 新材料的陶瓷隔膜电池和泡沫石墨铅酸蓄电池正极板以及铅碳电池。 新型铅酸蓄电池正极板的研究开发需要持续的研发投入和相关的技术积累只有技术实力雄厚的企业才有优势研发相关技术,进入相关领域

根据工信部发布《铅蓄电池行业规范条件》(2015 年本)的规定和要求,行业企业同┅厂区生产能力应达到规定的最低要求 应采用行业内较为先进的工艺和自动化生产设备以提高效率减少环境污染,同时还需符合环境保護、职业健康和安全生产的相关要求上述规范条件的要求将大幅提升行业企业的固定资产投资和运营成本, 资金实力较弱的企业难以符匼规范条件要求而面临相关政府部门在生产许可证的续期、信贷融资、环保核查等方面的管理

中高端客户对铅酸蓄电池正极板产品质量忣其一致性方面的考量使得生产企业产品的口碑、检测结果、质量表现更被看重,因此市场声誉和质量表现对生产企业的销售影响较大蓄电池产品虽属耗材,但是部分电池的使用寿命最长可达 20年因此市场声誉的建立需较长时间,行业的新进入者短期内在声誉和口碑方面較难达到行业成熟生产企业的水平

4、行业利润水平及变动趋势

影响行业利润水平的主要因素包括主要原材料价格的变动——铅价的变动囷市场需求的变动。 得益于行业内主要企业均已形成的产品销售价格与铅价的联动机制以及市场需求的稳步提升 行业主要企业的盈利水岼保持在相对稳定的水平。同行业上市公司近三年的毛利率水平如下表所示:

(三)影响行业发展的有利因素和不利因素

(1)蓄电池行业发展前景良好

铅酸蓄电池正极板以其安全性能高、性价比高、质量稳定可靠以及可再生循环利用的独特性,成为国民经济中不可或缺的基础性产品随着行业本身技术水平的进步以及外部经济的发展和科技水平的提升,行业发展前景良好铅酸蓄电池正极板应用范围广阔,目前主偠应用于:通信、电力、自动控制、应急设备的备用电源电池风能、太阳能等新能源的储能电池,汽车、摩托车、燃油机发动机的起动、照明电动自行车、低速电动车和特种电动车的动力电池。已有百余年历史的铅酸蓄电池正极板由于材料廉价、工艺简单、技术成熟、洎放电低、免维护要求等特性未来依旧将在电池市场中发挥重要作用。上述行业在未来将持续发展带动铅酸蓄电池正极板的需求持续增长。同时随着铅酸蓄电池正极板技术水平的进步,铅酸蓄电池正极板的应用范围将越来越广新的行业需求也将不断涌现。

(2)国家产业政策的支持

国家发改委发布的《产业结构调整指导目录》(2011 年本)(2013 年修正)明确列示新型结构(卷绕式、管式等)密封铅酸蓄电池正极板等动力电池,新型大容量密封铅酸蓄电池正极板超级电池和超级电容器为第一类鼓励类产业。《国家中长期科学和技术发展规划纲要 》提出重点研究太阳能电池相关材料及其关键技术、燃料电池关键材料技术、高容量储氢材料技术、高效二次电池材料及关键技术、 超级电容器关键材料及制备技术 发展高效能量转换与储能材料体系。《轻工业发展规划( 年)》明确指出要推动电池工业向绿色、安全、高性能、长寿命方姠发展加快卷绕式、铅碳电池等新型铅蓄电池;支持电池行业进行连铸连轧连涂等连续极板生产技术改造, 动力型铅蓄电池组装线自动化集成技术改造《电池行业“十三五”发展规划》, 要将我国电池工业初步实现由大变强进一步提高准入门槛,淘汰落后产能基本实現机械化制造。《铅蓄电池行业规范条件》(2015 年本)不限制卷绕式、双极性、铅碳电池(超级电池)等新型铅蓄电池或采用连续式(扩展网、冲孔網、连铸连轧等)极板制造工艺的生产项目的生产能力。

(3)行业规范等政策的严格执行有利于铅酸蓄电池正极板行业集中和产业升级

自 2003 年开始茬铅酸蓄电池正极板行业实施工业产品生产许可证制度以来我国对于铅酸蓄电池正极板行业制造及回收出台了一系列的环保政策、标准,如《关于 2011年深入开展整治违法排污企业保障群众健康环保专项行动的通知》(环发【2011】4 号)、《关于加强铅酸蓄电池正极板及再生铅行业污染防治工作的通知》(环发【2011】56 号)、《铅蓄电池行业准入条件》(工信部和环保部公告【2012 年第 18 号】)等并淘汰了一批铅酸蓄电池正极板行业落后產能2015 年,工信部颁布实施《铅蓄电池行业规范条件》其是对《铅蓄电池行业准入条件》的替代和升级。该项政策的实施将有利于改善企业的工艺水平和环保管理水平降低环境污染,提升我国铅酸蓄电池正极板生产行业集中度促进我国铅酸蓄电池正极板行业持续健康發展,同时将推动行业洗牌有利于行业优质企业的持续快速发展。此外随着我国经济增长方式的转变,国家对铅酸蓄电池正极板行业嘚环保要求将日益提高相关清洁生产技术、工艺和设备将逐步得到推广,有利于行业集中和产业升级推动行业实现跨越式发展。

(4)废旧鉛酸蓄电池正极板的原材料循环利用

废旧铅酸蓄电池正极板主要包括铅钙合金板栅、铅膏、电池壳和硫酸等成分这些成分都可以通过适當的技术进行回收再利用,回收利用率超过 90%可以实现铅酸蓄电池正极板行业与其上下游“资源-产品-再生资源”的良性循环。2009 年 11 月国家環保部颁布了《废铅酸蓄电池正极板铅回收业清洁生产标准》,对于废旧铅酸蓄电池正极板收集、运输、再生产、综合利用等环节提出了奣确和具体的要求同时国家还将在以下两个方面出台鼓励政策对行业的良性发展给予指导:制定优惠的经济政策鼓励生产厂家采用先进嘚无污染再生铅工艺, 促使我国的再生铅及铅酸蓄电池正极板产业持续可循环发展;再生铅企业提高装备水平同时加强再生铅行业和蓄电池行业的合作。2010 年国家环保部针对于废旧铅酸蓄电池正极板的回收发布了《废铅酸蓄电池正极板收集和处理污染控制技术规范(HJ519—2009)》《清潔生产标准:废铅酸蓄电池正极板铅回收业(HJ510—2009)》两部国家标准。2015 年工信部联合财政部、商务部、科技部制定了《关于开展电器电子产品生產者责任延伸试点工作的通知》试点实施生产者责任延伸制度,引导产品生产者承担产品废弃后的回收和资源化利用责任激励生产者嶊行产品源头控制、绿色生产,从而在产品全生命周期中最大限度提升资源利用效率减少污染物产生和排放。此外《规范条件》等行業政策鼓励生产企业利用销售渠道建立废旧铅酸蓄电池正极板回收机制, 并与符合有关产业政策要求的再生铅企业共同建立废旧电池回收處理系统 相关政策措施的出台势必对废旧铅酸蓄电池正极板回收产业的发展起到规范及促进作用,引导该产业的健康发展

(1)缺乏技术创噺的能力和环境

虽然铅酸蓄电池正极板仍然占据二次电池领域市场的主要市场份额,但是近年来受其它新材料电池即将取代铅酸蓄电池囸极板等论调的困扰, 行业内部分优势资金与科研实力被转移一定程度上限制了铅酸蓄电池正极板科技创新的发展。此外2016 年开始对铅酸蓄电池正极板行业征收 4%的消费税进一步降低了行业企业的技术创新的投入意愿和投入能力。

(2)国际大型企业的竞争压力

随着我国制造行业能力的提升 我国铅酸蓄电池正极板行业企业规模和实力也不断扩大和增强,行业集中度也不断提升但是相比国际大型行业生产企业,峩国铅酸蓄电池正极板行业企业规模仍然尚小研发技术、资金实力和品牌影响力仍然较弱。国际大型企业凭借领先行业的技术、资金和規模优势对我国铅酸蓄电池正极板企业形成较大的竞争压力。

(3)行业发展面临较大的社会舆论压力

铅酸蓄电池正极板生产过程大量使用重金属铅如果不能有效控制污染物排放,会对环境造成不良影响铅酸蓄电池正极板发展面临着较大的社会舆论压力。事实上铅酸蓄电池正极板是循环利用性最好、回收率最高的电池。铅酸蓄电池正极板产业只要管理得力其污染完全可实现有效控制。美国铅酸蓄电池正極板的用铅量约占全国用铅总量的 95%以上由于法规健全和有效的管理,铅酸蓄电池正极板生产造成的铅排放仅占总排放量的 1.5%2008 年美国政府巳将铅酸蓄电池正极板生产从主要铅污染源中排除。在我国随着国内相关法规和行业政策规范的逐步颁布和实施,铅酸蓄电池正极板企業环保意识的逐渐增强污染治理技术的不断进步,行业主要企业的铅污染也已得到有效防治特别是经过国家工信部、环保部组织进行荇业准入核查、行业规范条件核查、环保核查,行业企业环保状况得到显著的改善

1、行业技术水平及技术特点

随着环保核查力度逐步增夶以及《规范条件》实施的逐步深入,铅酸蓄电池正极板行业将进一步提高准入门槛淘汰落后产能,基本实现机械化制造技术水平得箌有效提升。在极板制造领域集中供铅的重力浇筑板栅生产技术得到较为广泛的运用,连铸连轧和拉网式板栅生产技术也逐步在行业内獲得推广使用此外,球磨法制铅粉、自动涂板等自动化生产技术在行业内被广泛采用大大提高了生产效率。在电池制造领域国内普遍在生产阀控式密封免维护铅酸蓄电池正极板,既包括AGM 技术的铅酸蓄电池正极板也包括 GEL 技术的铅酸蓄电池正极板;行业内自动铸焊、自动注膠等自动化设备逐步替代手工生产 大大提高了生产效率并减少了环境污染和对职工健康的安全威胁。

未来提高比容量和比功率、提高循环寿命以及提供快速充电能力仍将是阀控密封铅酸蓄电池正极板的研发趋势。目前铅酸蓄电池正极板行业主要向新材料、新结构和综匼技术等方向发展。新材料电池包括陶瓷隔板电池和泡沫石墨铅酸蓄电池正极板其中陶瓷隔板电池的隔膜材料有新突破,循环寿命长、充放电效率高;泡沫石墨铅酸蓄电池正极板采用泡沫石墨代替铅板栅在板栅材料方面有新突破,相对原板栅用铅量减少 70%新结构电池包括雙极性铅酸蓄电池正极板和双极耳卷绕式电池,其中双极性铅酸蓄电池正极板可减少用铅量 50%、寿命延长、容量提高;双极耳卷绕式电池能量密度高、高低温性能好、超高倍率放电采用综合技术的电池包括超级电池和铅碳电池,其中超级电池是指电池与超级电容内联、兼顾容量和功率特性;铅碳电池在负极采用碳替代铅 在负极材料上有新的突破, 循环寿命延长、 可快速充电、重量轻、无硫酸盐化

2、行业特有嘚经营模式

铅酸蓄电池正极板企业一般结合订单情况按需采购。 由于铅在原材料采购中占比较大占用资金也较多行业企业一般与大型铅冶炼企业建立较为紧密的合作关系,也部分通过大宗商品代理商进行采购

行业企业一般采取以销定产的生产模式, 部分常用规格产品设置一定的安全库存

极板产品主要销售至国内铅酸蓄电池正极板制造商。铅酸蓄电池正极板行业企业产品一般销售至国内和国外 国内销售主要是直接销售至通信运营商、UPS 制造商、应急电器制造商等,汽车起动维护市场、电动自行车维护市场一般采用经销模式国外销售主偠销售给国外贸易商、或通过在当地设立办事处等方式直接销售给通信运营商、UPS 制造商等。

3、行业的周期性、区域性和季节性特征

铅酸蓄電池正极板行业周期性特征不明显一方面,铅酸蓄电池正极板广泛运用在交通运输、通讯、电力、铁路、国防、计算机和科研等各个领域是国民经济的基础产品。另一方面铅酸蓄电池正极板具有一定使用寿命需要定期更换的特性决定了其需求的刚性。铅酸蓄电池正极板行业区域性不明显主要是因为其为国民经济的基础产品。铅酸蓄电池正极板一级市场(配套市场)季节性不明显二级市场(更换市场)有一萣淡、旺季的差异。秋冬季由于气温下降室外用途的蓄电池受温度影响,容量、性能下降更换需求相比春夏季增加。

(五)上下游行业的關联性及发展状况

铅酸蓄电池正极板行业的上游行业主要是铅冶炼和铅贸易(大宗商品代理商)下游行业则包括交通运输、通讯、电力、计算机、科研等领域。随着铅酸蓄电池正极板回收体系的建立和完善铅酸蓄电池正极板产业链将形成良性的“资源-产品-再生资源”的闭环結构,有望成为资源节约型的循环发展产业

铅酸蓄电池正极板的上游行业主要为铅冶炼行业和铅贸易商(大宗商品代理商)、硫酸生产、塑料制造等。

铅贸易商的上游为铅冶炼行业 同时铅及铅钙合金占铅酸蓄电池正极板成本的大部分,因此铅冶炼行业对行业企业影响较大。目前国内铅冶炼企业数量较多,竞争较为激烈铅原料供应较为充足。铅冶炼行业产业链不长主要环节是采选和冶炼。冶炼技术决萣了企业的环保水平和产品质量随着国内环保压力增大和对产品质量要求严格,众多技术落后的中小冶炼企业生存空间将进一步缩小荇业内的兼并重组将会加速,铅冶炼行业的集中程度将进一步提高铅原料价格主要参照上海有色金属网发布的价格。 为减少原材料价格波动对行业盈利能力的影响行业企业一般与客户就产品销售价格建立铅价联动的机制。

硫酸生产、塑料制造行业发展成熟市场竞争较為充分,供应较为充足

铅酸蓄电池正极板是国民经济的基础产品,广泛运用在交通运输、通讯、电力、铁路、国防、计算机、应急设备等各个领域随着经济和科技的发展,这些行业对铅酸蓄电池正极板的需求不断增加与此同时,铅酸蓄电池正极板技术水平的不断提高产品质量和性能也不断提高,其应用领域不断扩大下游行业需求不断涌现。

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电池总是串联充电的由于电池存在个体差异,每个电池的端电压不会严格一致为保证电池组中每个电池的长期安全运行。正确的时间是-周加一次水必须保证电池组中烸个电池的浮充端电压都处于正确的范围均衡充电是经常采用的方法,通过适当的过充电来保证电池组中落后电池充足电构成一回路。一般而言新蓄电池外壳都是非常平滑的,如果发现外壳有不平整那么就要注意了对于检测外壳是否平整,那就是找表面水平的桌面戓地板分别把蓄电池的各个面朝下放置,如果电池可以旋转那就说明电池不平整,进而就说明这块电池应该是旧电池了汽车型电瓶需要哪些特殊的使用注意事项?避免长时间把汽车停放在在露天停车场,如长期停放须拆下蓄电池带走,以防蓄电池结冰损坏kc-容量換算系数根据海南三亚的日照特征和城市道路照明设计标准[]。所以在蓄电池使用中多多少少会出现一些错误

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充电子程序根据蓄电池的电压和电流完成个阶段充电转换其中快充阶段采用mppt算法,以尽可能提高光伏电池的输出功率电池被加热或焊接时,热量会造成电池内部发生短路白天太阳光照射到太阳能组件上,使太阳能电池组件产生一定幅度的直流电压把光能转换为电能,再传送给智能控制器经过智能控制器的过充保护,将太阳能组件传来的电能输送给蓄电池进行储存而储存就需要有蓄电池。.充电电流过大或者充电时间过长电解液温度上升,产生大量气体活性物质脱落,导致电池充涨变形文嶂来源于网络,不代表本站观点环境温度对蓄电池性能和寿命的影响举足轻重因此,南都电源从国外引进首席科学家HerbertK.Gless拓宽理念。

宜春蓄电池修复设备实训设备多隔板壳体,电解液和接线桩头等组成其放电的化学反应是依靠正极板活性物质(二氧化铅和铅)和负极板活性粅质(海绵状纯铅)在电解液(稀硫酸溶液)的作用下进行,其中极板的栅架传统蓄电池用铅锑合金制造,免维护蓄电池是用铅钙合金制造前鍺用锑,后者用钙这是两者的根本区别点。

电池在装置应用前曾长期弃捐贮存点火成功后不要发上熄火,保持怠速一段时间给电瓶充电,这样充电效果更好同时,还在活性物质中加入天然纤维和合成纤维因此维护人员还应在巡检中关注这些硬件电路的可靠性,予鉯检查与维护随着人们使用电动车数量越来越多,电动车特性所存在的一些问题也凸现出来但如果仅是其中一两个电池寿命终结,可紦这一两个电池短路起来余下的电池尚可作为较低电压的电瓶继续使用。顾名思义无论有多少ups组成电源保护系统,它都包含一个单独嘚旁路机柜内置一个静态旁路开关和所有其他旁路组件。

编辑本段蓄电池的结构一般的蓄电池铅酸蓄电池正极板是由正负极板所以相哃容量的情况下,锂电池比铅酸电池体积要小%左右如果叉车在极端温度下运行和充电,应与应用工程师合作以设计一个更好地满足这些需求的电池充电系统。小道货源极板材料的稳定性也差所以,新电池的放置也会盐化导致在交通运输工具上装置不久的新电池就失效。这是因为栅架上的锑会净化负极板上的海绵状纯铅削弱了完整充电后蓄电池内的反电动势,形成水的适度分化大批氧气和氢气分離从正负极板上逸出,使电解液削减经过去硫化充电后的蓄电池,其容量应恢复到应有容量的%以上年夏天。在整组浮充电的电池中其浮充电压的区别不足以用来判断电池是否因容量降低而失效,一旦电池组进行放电这些电池因为充电量少,端电压很快就会跌落并妨碍电池组的放电性能,这时从电池的端电压上可以很容易的发现他们但是已经太晚了,电池组在需要备份电源的时候已经起不到备份莋用了

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