我国铅炭电池关键材料已实现国产化

记者近日从吉林大学了解到，该校化学学院林海波教授团队用稻壳制备出铅炭电池的关键碳材料，并建成了百吨级超级电容炭和千吨级电池碳的工业化生产装置，相应的铅炭电池生产工艺包已开发完成，采用这种材料可制备高性价比的铅炭电池。

据林海波介绍，铅炭电池被称为新一代铅酸电池，是科学家在2005年将铅酸电池和超级电容器结合而发明的先进铅酸电池，也是当前国际铅酸电池领域的研究热点。相较于传统铅酸电池，其性能指标显著提高。

基于丰富的资源属性，上世纪90年代初吉林大学就开始了稻壳资源化研究。随后林海波团队在相关的基础研究中发现，稻壳中含有的二氧化硅与碳元素，两者互为模板且结构稳定有序，将二氧化硅除去后可得到管束状结构的多孔碳，再经进一步活化，变成了极有应用价值的碳材料。“这种碳材料拥有大孔、介孔、微孔的多级孔道结构，具有优异的电化学性能。”林海波表示，只有稻壳能带来这样奇妙的效果，其他比如椰壳、棕榈壳等经过处理后获得的碳材料孔道结构单一。2008年，该团队开始了稻壳基超级电容炭材料的研究。

经过10余年努力，团队攻克了生物质稻壳基电容炭的绿色制备工艺、稻壳基电池碳添加剂以及铅炭电池负极等关键技术，实现了此前一直被国外公司垄断的铅炭电池关键材料——电容炭和电池碳的工业化生产，并在此基础上开发出完整的铅炭电池生产工艺包。采用该工艺包对现有铅酸电池生产线稍加调试，即可生产出高性价比的铅炭电池。相较于普通铅酸电池，铅炭电池的循环寿命提高6倍、充电速度提高8倍、放电功率提高3倍，在70%充放电深度下循环寿命可达到4000次;同时具有成本低的优势。

目前，该团队正在进行铅炭电池的应用化研究，将该类电池应用于分布式储能和混合动力汽车领域，以实现从稻壳基电池碳材料、铅炭电池直至产品应用的完整产业链。

此外，该铅炭电池已通过国家化学电源产品质量监督检验中心第三方权威机构的测试，其核心技术成果相关的50多篇论文已在国际核心期刊上发表，申请发明专利20多项。

下一步，林海波团队还将在长春建立一套铅炭电池工艺评价系统，以实现该类电池及其关键材料从实验室研究、小试、中试到工业化研究全过程的性能、工艺参数、经济性等综合评价。