中國儲能網(wǎng)訊：5月19日至21日，“第八屆中國國際儲能大會”在深圳隆重召開， 來自中國、美國、德國、英國、加拿大、西班牙、日本、韓國、澳大利亞等國和地區(qū)1500余位政府機構(gòu)、科研院所、行業(yè)組織、電力公司、新能源項目單位、系統(tǒng)集成商等代表出席本次大會。
解放軍防化研究院研究員曹高萍出席大會開幕式，并發(fā)表了題為“當前鉛、鋰蓄電池發(fā)展問題”的精彩演講。
演講內(nèi)容如下：
曹高萍：尊敬的各位來賓上午好！“古老”鉛酸電磁正青春煥發(fā)，我們現(xiàn)在是人人都享受有鉛酸電池帶來的現(xiàn)代文明生活，鉛酸電池目前是電動自行車的主要動力電源，支撐幾億人的出行。軍事領(lǐng)域，鉛酸電池也用在潛艇、坦克等上，用鉛酸電池也可以保家衛(wèi)國。鉛酸電池的優(yōu)點是安全可靠，沒有可燃物質(zhì)。價格低廉，比功率高。生產(chǎn)工藝成熟，它的廢電池可以再生，利用率高。新興的應用領(lǐng)域，鉛酸電池也占有一席之地，比如說可再生規(guī)模蓄電，鉛酸電池幾個報告里面也看出來，鉛酸電池也可以削峰填谷。鉛酸電池生產(chǎn)新技術(shù)，鉛炭是一種新的電池，比普通鉛酸電池長幾倍，它的功率特性還是比較好的，比如卷繞型比功率達到900W/KG，濕法再生回收鉛，收益率高，環(huán)保好。生產(chǎn)設(shè)備現(xiàn)代化改造。政府在這些年對鉛酸電池也是有作為的。比如說最近這些年，政府以環(huán)保為中心，對鉛酸電池的全行業(yè)進行了整頓，而且成效很好。
2014年，我們國家的工信部的強基計劃支持鉛炭電池的發(fā)展?，F(xiàn)在全面洗刷鉛酸電池的落后污染的名聲。企業(yè)也有新面貌，向大型化、現(xiàn)代化發(fā)展，不斷加大科技創(chuàng)新的投入，加強技術(shù)力量、創(chuàng)新力。企業(yè)信心強、干勁足，很頑強做事。應用上有新動向，比如微電網(wǎng)儲電，我們的家電用光伏+蓄電池的夜蓄日用。我們積極爭取今年年底將出臺的低速電動車標準不限用鉛電池。鉛酸電池的發(fā)展前景是光明的。
鉛酸電池技術(shù)發(fā)展趨勢，2010年在首屆鉛酸電池新技術(shù)研討會，我們院士提出了鉛酸電池三大人物：一是加力，提高比功率、比能量，比能量的目標提到60WH/KG。二是延壽，提高循環(huán)壽命，發(fā)展鉛炭電池這樣有優(yōu)勢的鉛酸電池。三是摘帽，消除全行業(yè)鉛污染的問題，發(fā)展像濕法回收，回收能量高的新技術(shù)。在政府支持和全行業(yè)支持下，后兩項任務(wù)有很大進展，今后人們要繼續(xù)推進，加力這塊，比功率有很大的提高，但是比能量的進展還是有進展，但是不是很大。提高比能量是鉛酸電池行業(yè)增加利潤的要途，是鉛酸電池提高競爭力，鞏固陣地的必要手段。
鋰離子電池成熟以后的價格目前磷酸鐵鋰1WH降到1.2元，鋰離子電池相對鉛酸電池壽命更長，鋰離子電池的磷酸鐵鋰一般來說是3000次，據(jù)說現(xiàn)在有1萬次了。按照這種情況來看，如果按單次蓄電成本來計算，鋰離子電池是鉛酸電池的1/3，這也是鉛酸電池使用成本的一個危機。如果鉛酸電池的比能量達到60WH/KG，價格可降低33%。使用成本，這時候還要比鋰離子高1倍，如果加上回收、利用率高等有利因素加起來，鉛酸電池還是有很大的生存競爭力。所以提高比能量至60WH/KG是鉛酸電池的當務(wù)之急。提高鉛酸電池比能量到60WH完全可能，現(xiàn)在正、負級的活性物質(zhì)的利用率為40%，如果要提高到60%，比能量提高到60WH/KG完全有可能。
加速鉛炭電池用炭的國產(chǎn)化，擯棄制備超級活性炭堿活化這種方法，這個堿活化一般是這樣做的，有機含碳原料首先要經(jīng)過熱解炭化，得到炭化料，這個炭化料要和兩倍到六倍的堿混合，再活化，就得到活化料?；罨舷胍蠼?jīng)過大量的酸洗、水洗、干燥就得到活性炭，再進行粉碎、再分就得到精細產(chǎn)品。堿活化對設(shè)備的腐蝕性很大，對設(shè)備和器皿要求很高。用酸洗產(chǎn)生大量的廢水，用堿活化制備活性炭，除了成本高，也不環(huán)保，所以院士在最近兩年創(chuàng)新性的提出了多重造孔法來制備這個鉛炭電池的炭。這個方法用高分子原料加上多重的造孔劑熱化炭解以后得到多孔碳，進行簡單的水系，粉碎就可以得到產(chǎn)品。成本就會大大降低，而且污染問題也基本上會大大降低。另外它可以通過調(diào)控多重造孔劑的品種和比例來滿足各種需求。
碳材料是鉛炭電池的關(guān)鍵材料，美國奧巴馬2009年就支持了兩種先進鉛酸電池的碳材料，一種是鉛炭電池，它支持的經(jīng)費折合人民幣2.4億，另外一種是超級電池，折合人民幣是2.3億。我們國家現(xiàn)在主要是用美國和日本的碳，國產(chǎn)的碳，高品質(zhì)的碳很少，而且析氫比較重，希望政府支持鉛炭電池的用炭國產(chǎn)化，希望企業(yè)進一步合力，加速擴大生產(chǎn)。
電動車用鋰離子電池安全第一。習總書記指出，發(fā)展新能源汽車是我國從汽車大國邁向汽車強國的必經(jīng)之路。發(fā)展的目的是節(jié)油（能）、減排。汽車強國必須依靠自主知識產(chǎn)權(quán)生產(chǎn)油耗最低、排放最少的電動車。電動汽車是動力電池發(fā)展的第一推手，動力性能第一重要的是安全性，不易爆、燃。第二位要求的是循環(huán)壽命長，高比功率、高比能量，轉(zhuǎn)換效率高，價格低，耐寒熱。第三位要求的是資源豐富，使用方便，易維護。
動力電池中，鋰離子電池可謂首屈一指，但是政策對要求的次序不妥。補貼和即將實施的積分，以純電動里程掛鉤，電池的比能量排在首位。為了提高比能量，我們的正級材料三元電池有333、523進而到622、811，不停增加鎳的含量來提高電壓，這也必然導致熱失控溫度越來越低?？梢婋姵氐谋饶芰吭礁摺踩栽降?。認為安全性與比能量無直接關(guān)聯(lián)的說法不對。電池用量越大，安全性更加降低。所以政策舞蹈，安全性淪為次要地位為了提高安全性要多采取措施，成組后的比能量并無優(yōu)勢。
高補貼下發(fā)展的純電動汽車難以市場化，要發(fā)展純電動車，需要解除為大憂：1、里程焦慮，多帶電池仍然怕斷電，車重，不節(jié)電。夏熱、冬冷，空調(diào)用電嚴重縮短里程。2、安全焦慮，電池多，比能量高，增加了它的危險性，燃燒和爆炸的事故就多了。3、充電焦慮，充電樁密，投資大，但是仍然存在不能滿足要求的情況。我昨天坐深圳的電動車，基本上充電還是要排隊的。4、價格焦慮，電池用量大，價格高，競爭力低。5、電池焦慮，電池的壽命要短于整車，第二套電池就要客戶自己出錢來買。補貼停止以后，里程越長，原補貼越高的車就會越難賣出去，政策誤導的又一后果。
院士主張用好成熟的電池，發(fā)展安全節(jié)嫩減排的電動汽車。技術(shù)路線是以微小型純電動車為突破口，大中型要發(fā)展純電動驅(qū)動的增程式車。微小型純電動車，用鉛酸電池做低速車，也可以用鋰離子電池做高速車，由市場決定。增程式電動車用磷酸鐵鋰電池，解決純電動車的四大焦慮問題。這些觀點都在科學出版社出版的兩本文集上有充分的論述。增程式電動車的技術(shù)是純電動車加上增程器，第一代單純?yōu)榱嗽黾永锍?，第二代?yōu)化動力系統(tǒng)，電池量減半，節(jié)油率做到50%。院士提出了發(fā)電直驅(qū)電動車，車上裝的發(fā)動機電不需要經(jīng)過像前面兩代一樣，要先給電池充電，它不需要，而是直接驅(qū)動電動機。第三代繼承第二代的全部優(yōu)點，節(jié)油率大于60%。
有人會說增程式還是燃油，不是最終的目的。這里要注意兩個問題：1、如果我們國家汽車的油耗降到一半以下，增程式滿足的一半以下，增程式能滿足一半以下，年節(jié)油率1億多噸，環(huán)境改善，二氧化碳排放減少，能量安全得到提高。我們國家可以由汽車大國變成汽車強國。2、以節(jié)能減排為標準，考評技術(shù)路線的時候，純電動車未必是最終的目標。最終的目標很可能不是燃油，而是燃醇的電動汽車。磷酸鐵鋰安全性好，比功率大，比能量也是夠的，鐵資源豐富。所以它符合增程式電動汽車的發(fā)展。單純的磷酸鐵鋰電池單體目前已經(jīng)做到比能量是140-180，壽命達到3000次。量大的時候，它的價格1WH在1塊以下，存儲的價格已經(jīng)降到1WH是1.2元。如果用增程式電動車上，它的電池是半充半放狀態(tài)，壽命夠用，電池用量少，占成本的比例低。江蘇公爵新能源汽車公司正在將第三代增程式投產(chǎn)，抵消補貼退坡對電動車的沖擊，引領(lǐng)我國電動汽車的新發(fā)展。
設(shè)想未來可持續(xù)發(fā)展的低碳化電動車，太陽能給增程式電動車提供全部的能量，光伏發(fā)電儲能，風力發(fā)電，然后夜間儲能，用這兩個能量可以給動力電池直接充電，生物制得的醇可以作為發(fā)電機的燃料。醇又進行重振制的氫可以做成燃料電池的燃料，這是給增程式供電，這樣就構(gòu)成了增程式的電源系統(tǒng)。我們國家有7億噸的秸稈，可以制1億噸的醇。像甜高粱糖還有陳糧都可以制醇。鋰離子電池全過程的污染，石墨是鋰離子的負極。鋰離子電池的化學品多，全過程可能都有污染。比如鋰離子電池的負極石墨要從含量百分之幾的礦里面精選，選取精礦，尾礦堆積如山，廢水橫流。再從精礦中提取石墨，要用到大量的酸和堿熔，又要產(chǎn)生大量的廢水，六氟磷酸鋰的制備中用了含氟的化學品，廢電池處理中，六氟磷酸鋰如果遇到水氣，馬上變成腐蝕性非常強的酸，最后的固體廢物中還有氟化物。另外還有有機溶劑，點極片生產(chǎn)過程中揮發(fā)出吡咯烷酮，灌注電解液時、廢電池處置中都排出有機蒸氣。目前要糾正鋰離子電池是綠色的錯誤觀念，全過程的污染必須嚴控，廢電池處置尤應規(guī)范。
要繼續(xù)推進鉛酸電池的加力、延壽、環(huán)保三大人物。電動汽車要賣得出去，必須減少電池用量，降低車價，而非追求長歷程、多裝電池，或提高比能量，增加危險性。辦法是微小型+增程式。為了應對補貼退坡，應該使用安全性高的磷酸鐵鋰電池，發(fā)展增程式電動車，避開純電動車的五大焦慮，保證我國電動汽車的持續(xù)發(fā)展，邁向汽車強國。
（本文根據(jù)現(xiàn)場錄音整理，未經(jīng)本人審核）
