作者:杨裕生 来源:科学时报 发布时间:2009-8-14 8:12:06
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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)
 
《科学时报》 (2009-8-14 A1 要闻)
 
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