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“863”计划应支持铅酸电池技术发展

2009年11月11日 09:25 www.elecfans.com 作者：佚名 用户评论（0）

杨裕生院士：“863”计划应支持铅酸电池技术发展

最近，美国总统奥巴马宣布，拨款24亿美元支持美国48个项目发展“下一代电池和电动车”生产，其中用于电池及其材料生产的为15亿美元。细观其内容，铅酸电池“竟然”包括在“下一代电池”内。
“十五”期间，电动车专项的一次动力电池进展评估会上，我向科技部分管“863”计划的一位副司长建议发展高技术铅酸电池。他回答说，铅酸电池太古老了，不能列入高新技术，否则，我们要被人骂的。说话态度很诚恳，看来确有为难之处。
当时，正是燃料电池处于巅峰的地位，对动力锂离子电池的支持也不是重点，何况古老的铅酸电池呢！
是的，铅酸电池的确很古老，从1859年法国普兰特发明铅酸电池算起，铅酸电池整150岁了。但是，老树也会发新芽的。燃料电池是1839年英国格罗夫发明的，170岁了，比铅酸电池年长整整20岁，“863”计划不是大力、持续支持了吗？
这些年，我在不同场合继续呼吁重视铅酸电池技术的发展，效果毫无。今见奥巴马宣布的“下一代电池和电动车”支持计划，其中就有3430万美元和3250万美元分别支持两家公司发展“超级电池”的项目，不禁令人感慨一番。
什么是“超级电池”
所谓“超级电池”（UltraBattery），是将超级电容器与铅酸电池的并联使用（可称“外并”），进化为“内并”(lead-acid battery with a carbon supercapacitor combination)，就是将双电层电容器的高比功率、长寿命的优势融合到铅酸电池中，在保持“外并”提高功率、延长电池寿命优点的同时，又能简化电路，提高比能量，并降低总费用。它在我国已经大发展的电动自行车和正在启动的电动汽车中，将产生巨大的经济效益和社会效益。
“超级电池”关键技术有二，一是适合于硫酸电解液的高性能电容炭材料，二是电容炭与铅负极的复合。
我在研究双电层电容器的过程中，早就有意（也有基础）研究这种复合式电池，但苦于得不到支持。现在美国的“专项”出炉了，其对“超级电池”的支持经费若换算成人民币约为4.5亿元，但愿这“外来的和尚会念经”，能够在中国戒除对铅酸电池的偏见，使铅酸电池技术获得扎扎实实的支持。
铅酸电池生命力旺盛
铅酸电池经历150年而不衰，在镉—镍电池、氢—镍电池、锂离子电池等新型电池相继上市的几十年中，仍能牢固地占据半数以上的市场份额；我国电动自行车年产近2000万辆，保有量近亿辆，绝大多数配用铅酸电池；全世界的各种内燃机车，每一辆都用一块铅酸电池，这绝非偶然。除了其技术成熟、廉格低价、安全性高等传统的突出优点外，与它近些年在竞争中发展了许多新技术密切相关，如全密封式、管式、水平式等新结构；新组分铅合金电极，促进比能量逐渐提高，循环寿命可长达4500次（70%DOD）。所以说，铅酸电池没有过时，铅酸电池有新技术。“超级电池”便是其中的一种，可大减重量的泡沫炭板栅是又一种。
“863”计划应该支持“超级电池”，不宜迟疑。为此，我建议政府拿出4500万元人民币（相当于美国的1/10），支持两三个产—研组合，再加上企业的1∶1配套资金，用两年的时间研制“超级电池”及其电容炭，并形成一定规模的生产能力。这也是应对金融危机、拉动内需的最好举措之一。
“超级电池”有利于减轻铅污染
一说到铅酸电池，往往必说铅有污染环境的问题。其实，铅酸电池是所有电池中回收率最高的品种，而且大企业生产过程对铅也已有严格控制。要切实解决的是铅矿开采冶炼中和废电池再生中的铅、酸污染；只要环保部门认真负责抓紧，问题并不难解决。
“超级电池”内的用铅量比现有铅酸电池大为减少，使用寿命延长又能减轻再生的工作量，这些均直接有利于减轻铅的污染。
发展“超级电池”，利莫大焉！（作者系中国工程院院士）

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