第1章　概論

1.1　鉛碳電池的結(jié)構(gòu)原理和性能特點

1.2　鉛碳電池的市場

1.3　鉛碳電池的發(fā)展?fàn)顩r

參考文獻

發(fā)展新能源汽車和非化石能源，保護地球環(huán)境，減少二氧化碳排放，已經(jīng)成為世界各國的共識，在新能源汽車和太陽能風(fēng)能利用中，動力電池和儲能電池成為發(fā)展的瓶頸。有各種電池體系可以選擇，但是必須滿足五大要素：安全可靠、比能量高、比功率高、使用壽命長和價格低。

在目前的電池中，鉛酸電池仍然是性價比最高的電池，鉛酸電池回收率最高，可達98%以上。鉛酸電池自1859年發(fā)明以來已有150多年的應(yīng)用歷史，安全可靠。在電動汽車發(fā)展的歷史中，首先采用的就是鉛酸電池。

世界上第一輛電動汽車于1881年誕生，發(fā)明人為法國工程師古斯塔夫·特魯夫(Gustave Trouve)。這是一輛用鉛酸電池為動力的能實際操作的電動三輪車，包括乘客在內(nèi)的整個重量只有160kg，共有12個電池綁在車后面。對于GustaveTrouve來說這是神奇的一年，但最終卻失敗了，因為這些電池只能讓車開上26km。幾乎在同一時期，奔馳發(fā)明了內(nèi)燃機汽車，并且申請了專利技術(shù)，這項技術(shù)可以讓車跑上更長的里程。這就是第一輛電動車的終結(jié)，非常不幸。到了1972年，寶馬公司生產(chǎn)出了第一輛電動車，用于慕尼黑運動會上為馬拉松運動員開道。這些電池在當(dāng)時是非常先進的，主要使用了鉛酸技術(shù)，根據(jù)當(dāng)時的設(shè)計要求，里程可以達到45km，目標(biāo)就要希望能夠覆蓋馬拉松全程。在此后的40多年，隨著電氣化進程的發(fā)展，電動汽車經(jīng)歷了一千多種類似的樣子，現(xiàn)在全球混合電動汽車、插電式混合電動汽車、純電動汽車等，各種新能源汽車百花齊放。動力電池技術(shù)也在不斷發(fā)展，鉛酸電池、鋰離子電池、Ni-MH電池和燃料電池都各有應(yīng)用領(lǐng)域。傳統(tǒng)的鉛酸電池在低速電動汽車應(yīng)用領(lǐng)域有優(yōu)勢，但是在其他新能源汽車中應(yīng)用已經(jīng)力不從心。

近幾年以來，鉛碳電池和超級電池像一匹黑馬，出現(xiàn)在新能源汽車電池和儲能電池領(lǐng)域。鉛碳電池在鉛酸電池的基礎(chǔ)上，克服了鉛酸電池在混合電動汽車、電動汽車和儲能應(yīng)用方面的不足，保留了鉛酸電池安全可靠、回收率高、價格低的優(yōu)點，因而有廣闊的市場前景。在鉛酸蓄電池的負(fù)極中添加碳元素，引起了廣泛重視。碳元素添加劑使古老的鉛酸蓄電池又煥發(fā)了青春。隨著負(fù)極中添加碳元素的量和結(jié)構(gòu)的不同，出現(xiàn)了如“超級電池”和“鉛碳電池”等新型鉛酸蓄電池的品種，有人比喻是鉛酸蓄電池的重生，更有人認(rèn)為是鉛酸蓄電池的第三次革命，這種評價也許為時過早，還要視鉛碳電池在工業(yè)中應(yīng)用和推廣的程度評判。我們之所以命名為鉛碳電池，是因為電池的命名主要是依據(jù)正極和負(fù)極的活性物質(zhì)在元素周期表中的名字來確定的，鉛碳電池中的碳已經(jīng)不是以前意義上的負(fù)極添加劑，而是碳材料部分或全部取代了負(fù)極活性物質(zhì)海綿鉛。為了對負(fù)極加入碳元素的這種新型鉛酸蓄電池有一個比較系統(tǒng)的了解，結(jié)合幾年來我們對鉛碳電池的研發(fā)和了解，編寫了這本書。

先進鉛蓄電池聯(lián)合會(ALABC)的項目經(jīng)理鮑瑞斯·莫納霍夫(Boris Monahov)認(rèn)為：碳在鉛酸電池使用的各種元素中排名第六位，碳在硫酸電解液中具有高的化學(xué)穩(wěn)定性，碳的質(zhì)量輕，自然界的儲藏量充足，成本相對比較低，為電池的電極和結(jié)構(gòu)提供了獨特的好處，提高了電池的質(zhì)量和強度。炭黑早已被用作負(fù)極活性物質(zhì)(NAM)的添加劑之一，其他還有硫酸鋇、木素磺酸鈉等作為負(fù)極膨脹劑，使負(fù)極在充電放電的循環(huán)使用過程中保持海綿鉛狀態(tài)。我們現(xiàn)在所介紹的鉛酸電池負(fù)極中加入碳元素具有更獨特的作用。