[科普中国]-蓄电池

蓄电池是指具有可逆的电-化学能量转换功能并能进行充电、放电多次循环使用的直流电源设备。充电时，蓄电池将电能转变成化学能储存起来；放电时，将所储存的化学能转变成直流电能释放出来。1

蓄电池简述蓄电池电压蓄电池的电压指的是蓄电池在开路时正负极之间的电动势之差，与蓄电池内部的化学反应有关，其直接反映了蓄电池的运行状态。蓄电池电压与电池能够输出能量的大小有关，一般情况下电压越大的蓄电池能够输出的能量越大。蓄电池需设置放电终止电压，因为当蓄电池容量不足后，若继续放电将会大大缩短蓄电池的使用寿命，所以在蓄电池放电过程中，一旦其两端电压达到终止电压，则需停止放电并对蓄电池进行充电。对于蓄电池的充电过程，蓄电池两端电压越大，蓄电池充满电的时间越短。而当蓄电池接近充满状态时，若继续使用过大的电压对其充电，可能导致过充，破坏蓄电池内部。因此，在蓄电池接近充满状态时，应使用浮充电压对其充电。浮充电压可使蓄电池处于小电流充电状态，充电电流对蓄电池的自放电进行补偿。浮充电压过高会导致蓄电池内部失水，浮充电压过低又会造成蓄电池充电不足而极板硫化。因此，在蓄电池运行过程中，应对浮充电压进行温度补偿，使得蓄电池充电电流一直处于最佳流量。2

蓄电池电流蓄电池的电流包括放电电流和充电电流。放电电流是指蓄电池带有负荷时放电回路中的电流，其大小与负荷有关。放电电流越大，蓄电池的容量以及蓄电池两端的电压下降得越快。通过检测放电电流，能够对蓄电池剩余容量进行估算。蓄电池的充电电流是指在蓄电池充电过程中回路上的电流。当充电电流大于蓄电池的接受能力时，会产生大量气体，使得极板上的活性物质脱落，蓄电池内部压力变大，电解液不断变少。因此，蓄电池的充放电电流是蓄电池的重要参数之一。2

蓄电池温度在蓄电池充放电过程中，化学反应会产生一定热量，使得蓄电池的温度升高。当蓄电池内部温度变高时，其电解液的渗透能力变大，离子运动加快，蓄电池活性物质利用率变高，蓄电池的容量增加。但是蓄电池内部温度过高也加速了蓄电池电极的腐蚀，导致蓄电池内部产生气体增加、电解液变少。而当蓄电池温度过低时，电解液会变得黏稠，渗透能力变小，离子扩散能力变弱，使得蓄电池活性物质不能完全反应，电解液阻值变大，蓄电池容量降低。此外，蓄电池的温度与浮充电压有关，当温度升高时，蓄电池浮充电压会略微下降。在实践中由于蓄电池内部温度难以测量，通常采用蓄电池放置场地的环境温度。2

充电方法根据对蓄电池充电时的能量转换的方式不同，可以分为接触式和非接触式。非接触式目前应用主要是利用高频交流磁场的变压器原理，将电能从原方感应到副方，以达到给蓄电池充电的目的，由于充电器与电动车之间并无直接的电气接点接触，它最大的优点是安全，在煤矿等要求安全性能较高的场合有一定的应用，同时在医疗上也有一定的应用。目前而言，接触式充电是电池的主要充电方式。3

由于电池化学特性与结构不同，往往需要各种不同的充电方法进行充电及电池管理。与此同时，蓄电池充电器也各具特色的不同性能与充电管理方式。化学蓄电池充电的方式有很多，按照充电方式的不同可以进行不同的分类。其中最常见也是目前应用最多的是三段式充电方式（即将充电过程分为恒流充电、恒压充电和浮充充电） 及其相关方法包括恒压限流与恒流限压法等。3

恒流充电阶段，充电电流保持恒定，随着充入电量增加，电池电压也持续上升； 恒压充电阶段，充电电压保持恒定，充入电量仍然继续增加，但充电电流不断下降； 最后浮充阶段，蓄电池已充满，充电电流下降，蓄电流的极化过电势逐渐消失，充电器充电电压降低，浮充充电阶段，充电器充电电压保持为浮充电压。目前此方式或其派生的方式占据了主要的市场份额，也是使用最多的充电方式。3

传统的充电方式技术成熟，但它的充电时间比较长，对于要求有时间要求的场合就有弊端。根据马斯三定律，近年来也有相对较新的脉冲式快速充电方法不断涌现。3

脉冲充电法提供一个休息时间提供电池内部电解液平衡恢复时间，减少极化现象，达到降低极板温度与提升充放电效率。由于插入了充电休息时间，使得可以提供更大充电电流脉冲以缩短充电时间从而达到快速充电目的。3

ReflexTM充电法是脉冲充电法中改良方式中极具代表的一种。此方法就是在充电过程中于每一充电脉冲后产生一个放电脉冲，并形成正负脉冲之充电电流，利用负脉冲所提供所谓的电池“打嗝”时间，用以消除电极气泡，可以降低充电过程中电极温度与极化阻抗，使得充电能量可以更多地转移为蓄电池化学能，降低蓄电池的温度或压力，并延长电池寿命。3

蓄电池种类常用的化学蓄电池种类繁多，包括有铅酸电池、镉镍电池、镍氢电池以及锂离子电池等等。随着电动汽车的发展，对作为主电源或能量储存系统的蓄电池的要求也越来越高，对于电池的选择和使用也相应的变化。3

镍氢电池镍氢电池单体电压最低，但它具有良好的充放电能力，能提供比铅酸电池更大的瞬时电流，在众多领域包括电力系统在内均有广泛的应用，尤其是在电动汽车上有众多应用。3

镍氢电池是用金属氢化物为阴极，镍的氧化物为阳极组成的二次电池。用氢氧化钾为电解液，又称Ni-MH电池。阴极采用镧镍或钛镍贮氢合金，当充电时水电解产生的氢气为贮氢合金所贮存。氧气则变成氧化镍的形态贮存。当电池放电时，贮氢材料的阴极放出氢气，贮氧的阳极放出氧气，氢气与氧气发生反应生成水，并放出电能，实现化学能转变为电能。4

镍氢电池与Ni/Cd电池相比有以下特点：能量密度高，具有良好的充放电性能，无污染，循环寿命长，应用面广。镍氢电池是金属氢化物的重要用途之一。另一类高压型镍氢电池是用钯合金膜做透氢电极（阴极），氧化镍为阳极，电解液为氢氧化钾。钯合金膜的一侧 （电解液侧），其表面用钯、铂黑为催化剂。另一侧 （气体侧） 充有高压氢，其表面为铂黑作催化剂。高压镍氢电池主要用于卫星、宇航，作为空间电源使用。4

锂离子电池锂离子电池由正极、负极、隔膜和电解液构成，其正、负极材料均能够嵌脱锂离子。它采用一种类似摇椅式的工作原理，充放电过程中Li+在正负极间来回穿梭，从一边“摇”到另一边，往复循环，实现电池的充放电过程。以石墨作为负极、LiCoO2为正极的电池为例，其充放电化学反应式为：5

正极反应：

负极反应：

锂离子电池在众多常用的蓄电池中单体电压最高，有比其它电池更高的能量体积比，体积小重量轻也逐渐地占有越来越大的市场份额，但由于其较高的价格限制了它的应用。锂离子电池的类型比较多，有传统的锂离子电池之外还有相对更安全的硼酸铁锂电池，但后者的单体电压稍低。锂离子电池在移动终端设备已占据统治地位，而在电动汽车上也有越来越广泛地应用。3

有学者对各种电池进行研究，认为锂离子电池表现出高能量密度和功率密度，因此适合作为能量存储系统。研究人员认为锂离子电池综合评价最优，是电动汽车动力电池的发展方向。以磷酸铁锂以例，其单节电池充电终止电压上限为3.65V，放电终止电压下限值为2.0V，标称电压为3.2V，单位质量能量比高达60－75Wh/kg，单位体积能量比高达220－240Wh/L，循环寿命可达1000次以上，可以2C大电流快速充放电，使用安全，耐高温，磷酸铁锂电池电热峰值可达350－500℃，相比同等容量规格的磷酸铁锂电池的体积只有铅酸电池的2/3，重量只有铅酸电池的1/3。3

铅酸电池铅酸电池由于它良好的过充能力、相对简单的运行维护管理以及其低廉的价格到目前为止仍然占据着重大的市场份额，特别是要求低成本的场合应用最广。3以下对其进行重点介绍。

铅酸蓄电池铅酸蓄电池自1859年由普兰特（Plante）发明以来，至今已有160年的历史，技术十分成熟，是世界上使用最广泛的化学电源。随着镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池等新型电池相继问世，铅酸蓄电池受到一定挑战，但是铅酸蓄电池以其具有大电流放电性能、电压特性平稳、温度适用范围广、单体电池容量大、安全性高和可再生利用、价格低廉等一系列优势，在传统领域和一些新兴的领域，占据主要地位。6

固定型铅酸蓄电池分为开口式、防酸式和防酸隔爆式、消氢式和阀控密封式等，除开口式外，其余均采用封闭式容器， 其结构和特性基本类似。1

构造主要由正负极板组、电解液和容器组成。多半采用的正极板为玻璃丝管式结构，负极板为涂膏式结构。正极板的有效物质为褐色的二氧化铅（PbO2），负极板的有效物质为灰色的铅绒（Pb）。极板利用上部的耳柄挂在容器的两侧边缘， 极板之间用耐酸的塑料纤维或木质绝缘材料做的多孔性隔板隔开。负极板比正极板多一块，使正极板两面均匀作用， 以免极板弯曲。旧式容器为开口式玻璃缸，新式的为封闭的防酸隔爆式透明塑料缸。电解液是由纯硫酸（H2SO4）和蒸馏水稀释成比重为1.21（温度为15℃时）的溶液。1

阀控密封式铅酸蓄电池的极板大多选用耐腐性能强的合金材料，采用长时间高温和高湿度来化成，使化成后的活性物质不易脱落，蓄电池内都有一个排气阀，以防止蓄电池在高温下运行产生多余气体使内部气压升高时排气用。1

工作原理在蓄电池容器中注入电解液后，正、负极板上便产生不同的电位，在外电路断开时，正、负极板间的电位差即为蓄电池的电动势。1

放电时，电流由正极板经外电路荷载流向负极板，在蓄电池内则从负极板流向正极板，使电解液硫酸分解为正离子氢（H2）在正极板上析出，负离子硫酸根（SO42-）在负极板上析出。在两极极板上生成硫酸铅（PbSO4），同时析出水，使电解液密度减少。1

充电时，外部直流电源的端电压高于蓄电池（组）的反电动势和内阻压降之和时，将产生充电电流，在蓄电池内电流从正极板流向负极板。电解液被分解为正离子氢（H2）在负极板上析出，负离子硫酸根（SO42-）在正极板上析出。充电完成后，两个极板上面恢复为原来的有效物质（PbO2、Pb），同时电解液密度增加。铅酸蓄电池充电是放电的逆过程。1

放、充电时蓄电池的电化学反应式为

应用领域铅酸蓄电池广泛应用于交通运输、通讯、电力、铁路、矿山、港口、国防、计算机、科研等国民经济的重要领域。从应用领域的角度来看，主要可分为：①汽车电池（包括汽车、摩托车、拖拉机、船舶、内燃机等点火、起动、照明用）；②动力电池（包括电动助力车、电动叉车、电动道路车等动力用）；③储能电池三大类别。6

铅酸蓄电池特性主要包括电动势、端电压、容量和自放电等特性。1

电动势铅酸蓄电池的电动势大小主要与电解液的密度有关，而与极板的面积大小无关，受温度的影响可忽略不计。一般用下列经验公式表示电动势E，即E=0.85+ρ

式中ρ为电解液在15℃时的密度， 充电后ρ为1.21g/cm3，全部放电后约为1.15g/cm3。静止时单体铅酸蓄电池的电动势约为2.00～2.06V。1

端电压在放电或充电过程中，蓄电池的端电压（U）都是变化的，它与电动势E（或电解液的密度ρ）、内阻r、充电电流IC和放电电流ID有关， 即U=E-IDr或U=E+ICr。其变化过程大致可分为三个阶段：①初始时端电压变化较快，主要是由于极板表面附近和有效物质微孔内硫酸的浓度 （或密度）的剧烈变化，充电时剧增，放电时锐减，来不及与容器内密度不同的电解液之间互相扩散。②中期端电压变化较缓慢，这是由于电解液内的扩散作用使微孔内的硫酸保持一定的浓度。③后期端电压的变化继续保持较快，原因是充电末期正、负极板被析出的氧和氢的气体提高了正极的电位和负极的内阻；放电末期极板的有效物质大部分已形成了硫酸铅，阻塞了有效物质微孔的入口，使电化学反应难以进行，因而电动势下降，极板内阻加大，端电压下降。充电末期单体蓄电池的端电压稳定在2.7V左右，停止充电时立即骤降至2.3V而后稳定在2.06V左右；放电末期单体蓄电池的端电压不应低于1.8V，停止放电时端电压将回升至2V左右。1

容量铅酸蓄电池在充足电后放电至终止电压时所能放出的电量。通常以10h放电率的放电容量称作铅酸蓄电池的额定容量。蓄电池的容量与其极板的面积、数量以及电解液的密度、体积有关，而在使用中更主要的是与其放电率（放电电流和时间）、充电程度、环境温度等因素有关。1

自放电蓄电池由于其自身的内阻而进行的放电。自放电会使蓄电池自行失去电量。自放电有两种形式：①由于电解液所含的金属杂质沉积在负极板上以及极板的有效物质本身含有金属杂质，使负极板形成局部短路的小电池；②电解液上下间密度不同，引起极板上下的电动势不同，因而在正、负极板上下之间产生均压电流。为防止因自放电而使极板硫化，要对蓄电池定期进行均衡充电来予以补偿。1

运行方式有充电-放电运行方式和浮充电运行方式两种。

充电-放电运行方式将充好电的蓄电池向直流负荷供电，待放电至规定电压值后再进行充电的一种运行方式。为了保证在变电所发生事故情况下蓄电池组能可靠地工作，通常规定在放电容量达60%～70%，单体蓄电池的端电压为1.95V时即停止放电。重要变电所一般设有两组蓄电池，充电期间直流负荷由已充好电的另一组蓄电池供电。一般变电所仅设一组蓄电池，充电装置除向蓄电池组充电外，还兼供直流负荷。1

单体蓄电池的端电压在充放电过程中的变化范围为1. 95～2.7V，为了保持直流系统母线工作电压的恒定，一般设有端电池和端电池调整器。端电池调整器的放电手柄用来调整直流母线的工作电压，充电手柄用来在充电时将已充好电的端电池提前退出充电。两个手柄分别带动两个可动触头，其结构相同，可动触头的主、辅触头保证在操作过程中维持电路接通，主、辅触头之间串接附加电阻，防止两个触头短暂间跨接在相邻两个固定金属片上而将被跨接的蓄电池短接。充电前，移动充电手柄使全部蓄电池接入充电回路，调高充电装置的输出电压，投入充电装置使之与蓄电池并联，充电装置即开始充电并承担直流母线上的经常负荷。充电过程中，随着每个单体蓄电池端电压的升高，要相应地调高充电电压来保持恒定的充电电流，同时移动放电手柄来减少接入母线的端电池数目，以保持母线工作电压不变。充电终止时，端电池全部退出。蓄电池组在给直流负荷供电的过程中，端电压逐渐降低，可用放电手柄逐渐将端电池接入电路，以保持直流母线的工作电压。1

单体蓄电池的端电压在充放电过程中的变化范围为1.95～2.7V，为保持母线电压不超过允许范围，直流系统蓄电池回路分为无端电池接线和带端电池接线。对于无端电池接线，可分为不带降压装置和带降压装置接线。对于带端电池接线，根据端电池投入方式又可分为带端电池调节器接线和带端电池自投装置接线。目前应用最为广泛的是不带任何调压装置的无端电池接线。对于小型电池直流系统，往往采用带有降压装置（降压硅堆）的无端电池接线。带端电池调节装置的接线，目前在变电所中已很少采用。1

浮充电运行方式将蓄电池组与浮充电装置并联，由浮充电装置向直流母线供电同时又以小电流向蓄电池组浮充电的一种运行方式。重要变电所除了主充电装置外，还另设一台容量较小的浮充电装置。一般变电所通常用一台充电装置兼作浮充电用。1

当交流系统或浮充电装置发生事故时，蓄电池组转入放电状态运行，承担全部直流负荷的供电任务。一旦事故消除，即对蓄电池组充电，并转到正常的浮充电状态运行。为了在事故情况下蓄电池组仍能保持直流母线工作电压不变，也需采用端电池调整方式。1

浮充电时，每个单体蓄电池的端电压约为2.15V，因此，需要将部分端电池退出，以保持直流母线工作电压为规定值。这些端电池不流过充电电流，经常处于自放电状态，为避免极板硫化必须定期进行充电。1

按浮充电方式运行时，一般要求对蓄电池组每三个月进行一次核对性放电，即放电至规定值1.95V（约50%～60%容量）或以10h放电率进行全容量放电至单体蓄电池的终止电压1.75～1.80V。放电完后即进行均衡充电（或称过充电）。1

采用浮充电运行方式的蓄电池组， 由于自放电而消耗的电量得以补偿，因而它经常处于充满电状态。蓄电池的容量得到充分利用，直流母线电压稳定，不需要经常充放电，使蓄电池的寿命延长，简化了维护和运行工作， 因而在变电所中得到广泛的采用。1

新型铅酸蓄电池阀控铅酸蓄电池阀控铅酸蓄电池在开发过程中，主要是由铅酸电池科研和生产力量而开发出来的一种新型铅酸电池，被广泛的应用于交通行业中。主要的结构特点是，电池的密封性较好，使用简单便捷，不需要维护加水，在电池内部装有单向的安全阀，如果在使用过程中，出现压力较大的情况，能够实现气体的排放，相较于传统的电池，具有不用经常加水的特点。由于该电池的设计呈现密闭型的设计特点，在对电池进行充电的过程中，不会受外部因素的影响而产生气体泄漏情况，主要是使用高孔率的隔板，能够迅速的将氧气释放到负极，有利于促进电子进入到电解液中。而对于富液式的传统电池来说，氧的传输只能通过液体来进行传输工作，能够将液体传输到负极部位。但是由于隔板的孔率是有限的，导致气体的扩散通道相对有限，只能实现少量气体的迁移和传播。7

阀控铅酸蓄电池在应用过程中，主要是运用了多超细的剥离纤维作为电池隔离板的电解液，具有较强的密封性，有效的防止了电解液的泄露。在充电时主要是采用较为严格的充电技术，对充电的点压有一定的控制，需要借助温度的优势作为补偿，能够增加该电池的使用寿命。交替蓄电池是阀控铅酸蓄电池的重要组成部分，其电解液主要是由硫酸和硅胶等构成的，由于密封箱相对较好，即使将电池倒放或者歪放电解液也不会流出来。在对电解液进行灌注的过程中，需要与电池保持一定的距离，保证电解液与级板的可靠接触，并且还需要承担一定的正压力，能够将正极板上的氧气和负极板上的氢气复合成水。7

水平铅酸蓄电池**（1）复合材料技术**

水平铅酸蓄电池自身的密度性相对较好，是由美国的科学家发明的，相较于传统的蓄电池具有较多的优势。电池板栅是复合材料技术的重要展现，主要是由纯铅通过一系列的手段挤压而形成的，在挤压工作结束之后，将其放置在密度较强的玻璃板上来使用，在应用过程中，主要是通过铅丝进行编织，而形成的铅网，相对于传统的板栅来说，具有电阻率小和抗拉强度较大的特点。板栅表面主要是由纯铅构成的，通过纺织加工，对导电铅丝的等距具有一定的规定，其电流具有密度性较大的特点，在同等的电荷量下，电池的质量相对较轻。7

（2）水平双极板结构

水平双极板结构的电池自身具有正负极板和隔板呈现水平交错的形式，该电池的两端设计主要是使用了单极板的设计，在两端位置是双极性的极板。在使用过程中主要是通过在两端的位置进行铅膏的涂抹，需要在中间位置留有空白，这样就保证了电池的两端，一段是正极和一段是负极。在使用时，需要将极板水平进行放置，能够有效的避免浓差极化的现象，该种形式的运用，实现了散热的功能。由于电池具有两极结构，使电池具有较强的可靠性，缩短了工艺的路线，也使电阻量大大降低了，提高了电池功率的性能。7

电池隔板在使用过程中，主要是运用了多孔的玻璃纤维，来实现电解液的吸收，该项设计形式展现出了较强的灵活性特点，可以根据实际的使用情况，设计出适合的电池，在电池内部中的每一个单体都具有地理的压力框架，能够将电盒的内部形成独立的整体，并且在电池的各面都需要设置定位槽。在组装过程中，能够展现出压力框架的重要作用，防止电池在使用过程中出现的振动情况，对电池的抗击性能起到了较强的抗冲击性。7

铅蓄电池生产工艺铅蓄电池生产主要有七个工序。8

铅粉制造工序铅粉制造工序是将一定量的电解铅投入熔铅锅，在380～420℃使铅熔化，熔化后的铅液输送到铸粒机铸粒，铸好的铅粒送入密闭式铅粉机研磨成铅粉。8

栅板制造工序栅板制造主要有三种工艺过程，分别为浇铸板栅、拉网板栅和铅布板栅。铸板工艺是将合金铅锭投入熔铅锅，温度保持在470～490℃使铅熔化，熔化后的铅液输送到浇铸槽内，使铅液在铸模内浇铸成型；拉网工艺是将铅锭熔铸成连续的铅条，冷压成连续的薄板铅带，再冲孔冷拔成铅网架。拉网式板栅是20世纪90年代才在世界上发展起来的新型蓄电池生产工艺，采用该工艺生产的蓄电池具有重量轻、比能量高、启动性能好、抗腐蚀性等优点。8

和膏涂板工序和膏涂板工序是将铅粉定量加入和膏机，由于正、负极板需要配比不同的铅膏，因此分别在正、负和膏机中进行，和膏过程中需加入稀硫酸、纤维、腐植酸等辅料，通过不停地搅拌将铅粉制成铅膏。和好的铅膏按照不同类型极板的要求涂抹在栅板上，之后进行干燥固化，即为生极板。8

极板化成工序极板化成是使生极板荷电变成熟极板的过程，分为内化成和外化成两种方式。内化成工艺是将生极板进行修板、包板、焊接极群后直接放入电池槽内，灌入硫酸液体，通过低密度电流对电池进行充放电后即为成品，内化成周期一般为4～7d。外化成工艺是将生极板浸泡在硫酸液体中，通过高密度电流对其进行充电18～24h后使其荷电，再用水洗掉极板上多余的酸，然后干燥、分板修板、装配为成品，该成品电池盒内无硫酸液体，外售时与硫酸液体配套出售。8

内化成由于化成过程中电流密度较低，产生的硫酸雾较外化成少得多；内化成较外化成用水量大大减少，内化成过程只需要少量的冷却水对电池进行降温处理，外化成过程需要大量的水对化成极板上多余的酸进行清洗；内化成较外化成产生的废水也大大减少，外化成会产生大量的酸洗废水，需要利用废水处理设施，提高了处理设施的运行成本。8

分板修板分板修板的主要过程是根据电池成品的大小要求对极板进行拆分；把极板的四边清理干净，清除多余的干铅膏或活性物质；打磨极板四边、四角及极板的两脚，使之不能有尖棱或细尖，以免蓄电池运行时生成枝晶造成短路。极耳必须清洁到露出金属的光泽表面。8

电池装配工序电池装配过程就是将极板经过配组、加入铅零件进行极群焊接、极群入槽、穿壁焊接、热封等工序，使其成为最终产品的过程。该过程主要污染物排放环节是焊接过程，其间会产生铅烟和铅尘。8

工艺进展近年来，铅蓄电池行业生产工艺已经有了较大改进。例如，制粉工序采用铅尘排放量较小的巴顿法；板栅工序采用自动化水平更高的拉网、倍伏锐正极板栅技术（Power Frame 工艺）；化成工序采用硫酸雾排放量较小的内化成工序等。先进生产工艺的应用可提高生产自动化水平和原料利用率，降低污染物的产生量。8

铅蓄电池行业发展现状国内外概况铅蓄电池是发展历史最久的蓄电池种类，其产业发展一直依托应用领域的拓宽和发展。8

在发达国家和地区，铅蓄电池的生产和销售主要是为了满足替代需求，因而企业数量和企业规模稳定。与此同时，铅蓄电池的回收体系完善、资源再生无害化程度高；上下游产业链联系紧密，铅资源循环产业链成熟，几乎没有原生铅资源消耗，主要靠再生铅资源供应生产需求。例如，美国20年来铅蓄电池生产每年的增幅在3%左右，但全行业铅排放量以每年6.5%的速度递减。8

近十年来，随着汽车、通信、电动自行车、其他助力车以及可再生能源储能需求的高速增长，我国铅蓄电池工业经历了一个相对高速发展的增长期，全国产业分布格局日趋合理，市场国际化。8随着产品技术和装备的不断提升，铅蓄电池质量不断提高。我国铅蓄电池产业环境保护意识和行业监督意识不断加强，尤其是在国家环保整治专项行动开展后，产业格局和生产状况显著改观。8

产值和产量自2011年以来，《铅蓄电池行业准入条件》正式颁布实施，结合九部委联合环保核查工作，铅蓄电池行业经历了重大调整，但行业的整体产量并没有受到明显影响。8

近年来，随着市场需求的变化，铅酸蓄电池的生产方式及工艺不断完善，制造水平不断提升，电池比能量、循环寿命、性能一致性、使用安全性和环保性不断提高。铅酸蓄电池行业的工业总产值、产量以及销售额还将稳步提高。8

污染及防治措施污染物来源铅蓄电池行业企业产生的主要废气污染因子为铅及其化合物和硫酸雾，废水污染因子主要为化学需氧量、悬浮物、总铅和总镉等。8

废气中铅烟主要产生于熔铅锅熔铅工序、铸板工序以及装配工序中的焊接工段，铅尘主要产生于制粉工序、分板修板工序和装配工序，硫酸雾主要产生于化成工序和涂板工序。8

废水主要来源于板栅涂膏、极板化成、外化成后的极板清洗水，硫酸调和、注酸液后的水洗；生产车间设备及地面冲洗；纯水制备间产生的高盐废水；废水站地面冲洗水；酸雾净化设备和铅烟净化设备定期排放的废水。

固体废物来源于生产过程中的铅粉制造、板栅铸造、涂板、化成、极板干燥、分板修板、研磨、铅锭溶解、废水处理站、组装、除尘净化设备等产生的铅渣、铅泥、废极板、废蓄电池和回收的铅粉尘等。8

铅蓄电池污染控制技术已经有了很大的提高，特别是除尘技术的改进、车间密闭负压设计及污染控制设施运营监控的自动化等。8

除尘技术改进含铅废气的治理采用“袋式除尘器（滤筒式除尘器）+ 高效空气过滤器（HEPA filter）”二级处理方式可以控制铅排放浓度在0.1mg/m3以下。袋式除尘器和滤筒除尘器都采用聚酯覆膜滤材，滤料表面过滤技术的应用使得除尘效率得到明显提高。8

车间密闭负压设计从铅蓄电池生产企业的实际情况来看，由于铅尘散发源多，且极易四处散逸，仅采用局部排风还不能较理想地完全捕集铅尘，存在通过车间门窗向外散逸的隐患。8

国外的先进理念为生产车间实行密闭微负压设计，阻隔铅尘无组织排放。参照美国的经验，涉铅生产车间采用密闭微负压设计，结果表明，在常开的门中央用风速仪可测流入车间的风速，在车间内墙上可测得室内外压差不低于3Pa，可以有效控制车间无组织废气排放。8

污染控制措施监控自动化为了提升污染控制措施运营监控自动化水平，人们可以设置排风系统风压联动排风机、除尘器清灰定压差控制、滤料失效自动报警、除尘器检漏仪，应用碱液喷淋液pH值在线监控等技术，从而保证污染物去除效率。8

回收状况（1）国外铅酸蓄电池回收状况

一些发达国家对回收废蓄电池积累很好的经验。比如丹麦，丹麦是最早进行旧电池回收的国家。丹麦采取在镉镍电池的售价中加上回收费用由使用者承担措施，使得消费者对废旧电池倾向回收利用。德国主要采用强制规定，只有可以回收的电池才被允许销售，电池厂商有义务处理废旧电池，所以，德国蓄电池回收率也挺高。日本对电池回收始终处于世界领先位置，汽车铅蓄电池回收率达到100%，其它二次电池手机率也达到84%。日本电池回收主要由社团收集，对一次电池采用掩埋的办法处理。6

（2）我国蓄电池回收状况

我国废旧电池回收状况不容乐观，回收率较高的铅蓄电池也只有25%，远远低于世界平均水平50%。主要由于我国废铅资源回收市场不规范。6

完善蓄电池回收机制首先要完善蓄电池回收方面相关的法令、法规，可以借鉴欧美、日本一些国家完善的回收模式，提出适合我国蓄电池回收模式，如采用生产者、销售者负责回收废旧蓄电池，由专门的冶炼企业集中冶炼。这样易于提高蓄电池的回收率。6

第二对废旧蓄电池再生企业加强管理，淘汰落后技术手段，鼓励推广湿法回收技术。对省市建立一些大型处理中心，这些中心技术先进，处理量大，回收的蓄电池可以集中处理，减少污染范围。6

第三提高废旧蓄电池回收利润，由于现有条件下回收电池寡利可图，所以蓄电池回收就比较消极，因此，国家应强化管理，鼓励企业和科研单位应积极发展新的回收利用技术，使得电池回收有利可图，提高蓄电池回收利用率，实现可持续发展。6

第四完善电池回收机制。电池回收属于公共事业，政府应当担当起回收电池的主要责任，积极向公众宣传，鼓励民间自发行动，建立起一套较为完善的电池回收机制。6

第五监督相关组织完成对电池的标准化规定，在电池回收过程中做到有效、方便分类。6

铅酸蓄电池是一类安全性、电性能稳定、制造成本低、应用领域广泛、可低成本再生利用的“资源循环型”能源产品。欧美国家和日本，采用完善的管理和法律法规，完善的蓄电池回收机制，使得铅酸蓄电池回收率很高。我国相关政策措施的出台将对废旧铅酸蓄电池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，从而使铅酸蓄电池真正成为高技术绿色电池。6

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包申旭 - 教授 - 武汉理工大学