鉛酸蓄電池和鋰電池的可持續(xù)發(fā)展調(diào)查報(bào)告

(寧波大學(xué)科學(xué)技術(shù)學(xué)院，寧波 315300)

鉛酸電池(VRLA)，是一類電極主要由鉛及其氧化物所制作而成，電解液成分為硫酸溶液的蓄電池。從法國(guó)人普蘭特于1859年創(chuàng)造該電池以來(lái)，這種電池已經(jīng)存在大約500年的歷史。通過(guò)人類社會(huì)不斷地創(chuàng)新與發(fā)展，鉛酸蓄電池?zé)o論在進(jìn)行理論研究還是其本身產(chǎn)品的種類和品種以及產(chǎn)品的電氣性能等方面都有了長(zhǎng)效的增進(jìn)。在目前的經(jīng)濟(jì)社會(huì)中，鉛酸蓄電池不論是在交通、通訊、電氣、軍事應(yīng)用或是在航海、航天等各個(gè)重要經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域，都具有了不可替代的重要地位。

鋰電池是一種把鋰金屬或者鋰合金當(dāng)作負(fù)極材料，并且用了非水電解質(zhì)溶液所制作成的電池種類。與鉛酸電池相比較，鋰離子電池發(fā)明出時(shí)間較晚，索尼公司推出全球第1只鋰離子電池是在1990年。 鋰離子電池不僅具有能量密度高、使用相對(duì)安全、沒(méi)有記憶效應(yīng)等優(yōu)點(diǎn)，而且較為環(huán)保(不含鉛、鎘、汞等對(duì)環(huán)境有污染的化學(xué)元素)， 相比傳統(tǒng)電池全面占優(yōu)，所以鋰離子電池自問(wèn)世以來(lái)就發(fā)展迅猛，市場(chǎng)規(guī)模飛速擴(kuò)大，未來(lái)幾年可能將超越鉛酸電池成為用量最大的二次電池產(chǎn)品。

通過(guò)我國(guó)近幾年來(lái)對(duì)于鉛酸電池業(yè)的大范圍整改，有些人認(rèn)為對(duì)于鋰電池來(lái)說(shuō)，取代鉛酸電池將成為一個(gè)大趨勢(shì)，但目前我們國(guó)家在鉛酸電池的產(chǎn)出方面依然占據(jù)著全球較大的份額，這種現(xiàn)象說(shuō)明鉛酸電池目前依然被世界市場(chǎng)所接納，并且短時(shí)期內(nèi)無(wú)法撼動(dòng)其在中國(guó)乃至世界上的地位，而縱觀世界上鉛酸電池產(chǎn)業(yè)的整體生產(chǎn)鏈，中國(guó)國(guó)內(nèi)的鉛酸電池的產(chǎn)出和利用已經(jīng)可以達(dá)到有效的平衡。而目前想要達(dá)到鉛酸電池的可持續(xù)，就必定需要完善鉛酸電池相關(guān)的回收模式以及管理辦法，以達(dá)到促進(jìn)鉛酸電池行業(yè)的進(jìn)一步成長(zhǎng)的目的。

在和鉛酸電池比較之下，鋰電池?fù)碛忻芏容^高、壽命更長(zhǎng)、體積更小、重量相對(duì)輕、環(huán)保等巨大優(yōu)勢(shì)，是非常具有代替鉛酸電池的前景的。但在鉛酸電池運(yùn)用較為廣泛的電動(dòng)車領(lǐng)域，鉛酸電池替換為鋰電池的實(shí)際比重不超過(guò)10%，據(jù)最新的電動(dòng)車行業(yè)協(xié)會(huì)領(lǐng)導(dǎo)所預(yù)測(cè)的數(shù)據(jù)來(lái)看：2019年鋰電池電動(dòng)車的銷售量大致為400萬(wàn)輛，而整個(gè)電動(dòng)車行業(yè)的生產(chǎn)銷售量大概為3800萬(wàn)輛。從數(shù)據(jù)上看，鉛酸電池替換為鋰電池的市場(chǎng)響應(yīng)，并不那么強(qiáng)烈，那么將鉛酸電池替換為鋰電池的主要障礙在哪些方面呢？

首先，鋰電池性價(jià)比優(yōu)勢(shì)并不突出。據(jù)眾多鋰電車的經(jīng)銷商反映：部分采用國(guó)產(chǎn)鋰電池組的電動(dòng)車，這類電動(dòng)車返修率較高。數(shù)據(jù)顯示目前我國(guó)國(guó)內(nèi)實(shí)力較強(qiáng)的鋰電池生產(chǎn)企業(yè)所生產(chǎn)的鋰電池，其返修率為5%左右，而實(shí)力較為一般的中等鋰電池企業(yè)(pack)所制造出來(lái)的部分鋰電池，其返修率居然達(dá)到了13%之高。而除卻返修率高這一方面，不同鋰電池的價(jià)格差距十分懸殊：同規(guī)格下，用錳系材料所生產(chǎn)的鋰電池組市場(chǎng)售價(jià)大概為500元/組，而由鎳鈷錳三元材料所生產(chǎn)的鋰電池組的售價(jià)大約為650元/組。雖然pack鋰電池的售價(jià)只有320元/組。但實(shí)驗(yàn)表明，這類pack鋰電池的使用量達(dá)到一年后，電池的使用容量將大大削弱，以致用戶沒(méi)有辦法正常進(jìn)行使用，由此可見(jiàn)鋰電池產(chǎn)生的成本將大大超過(guò)鉛酸電池。而使用錳系材料和三元材料所進(jìn)行生產(chǎn)加工的鋰電池同鉛酸電池相較之下，除去體積更小和重量更輕的削微改變之外，并不具有太大的明顯的優(yōu)勢(shì)，且大部分鋰電池的使用在超過(guò)2年之后，電池本身的衰弱將達(dá)到?jīng)]有辦法滿足長(zhǎng)距離駕駛的要求的程度。

其次，鋰電池的返修的時(shí)間較長(zhǎng)的問(wèn)題，嚴(yán)重地制約了消費(fèi)者的消費(fèi)體驗(yàn)。一旦鋰電池在出現(xiàn)問(wèn)題后進(jìn)行返廠修理，其修理時(shí)間將最少達(dá)到一周，部分產(chǎn)品則需要更長(zhǎng)的時(shí)間，極大地浪費(fèi)消費(fèi)者的寶貴時(shí)間，而產(chǎn)品返修率高和返修時(shí)間過(guò)長(zhǎng)這兩個(gè)問(wèn)題相加，將極大打擊了消費(fèi)者使用產(chǎn)品的欲望。而鋰電池組返修時(shí)間過(guò)長(zhǎng)的關(guān)鍵在于，鋰電池的經(jīng)銷商一般不具備維修或更換鋰電池里導(dǎo)致出現(xiàn)問(wèn)題的電芯的能力，而想要維修，經(jīng)銷商需要通過(guò)快遞等方式將問(wèn)題產(chǎn)品送到制造企業(yè)，通過(guò)使用專業(yè)的設(shè)備，來(lái)修理問(wèn)題鋰電池。鋰電池業(yè)這兩種普遍存在現(xiàn)象正是對(duì)鋰電池大規(guī)模替換鉛酸電池失敗的關(guān)鍵因素。

最后，鋰電池?zé)o法像鉛酸電池一樣受得了折騰，在鋰電車的使用中，一旦鋰電池遭到外界刺穿、或者受到強(qiáng)烈的撞擊，就十分容易導(dǎo)致燃燒與爆炸，并且鋰電池對(duì)于使用的充電器有著極高要求，首先鋰電池需要專門(mén)的充電器而無(wú)法使用投幣充電器來(lái)進(jìn)行充電的操作，而一旦通過(guò)鋰電池本身的電流過(guò)大，極有可能對(duì)鋰電池內(nèi)部的保護(hù)板造成破壞從而燃燒或者爆炸。再有，由于中小企業(yè)缺乏對(duì)鋰電池的高標(biāo)準(zhǔn)制造能力，導(dǎo)致市面上鋰電池產(chǎn)品的良莠不齊，而大量低端鋰電池由于成本較低售價(jià)較低，沖擊著市場(chǎng)，從而導(dǎo)致經(jīng)銷商對(duì)合格的鋰電企業(yè)的選擇更加困難。由此可見(jiàn)，鋰電池如果要實(shí)現(xiàn)替換鉛酸電池成為市場(chǎng)首選，依然存在很多的亟待解決的問(wèn)題，如果無(wú)法解決上述提到的問(wèn)題的話，那么今后鋰電池的市場(chǎng)發(fā)展依然十分困難。

而對(duì)于生產(chǎn)鉛酸電池的過(guò)程之中中所導(dǎo)致的污染問(wèn)題，國(guó)內(nèi)已有部分廠家做到對(duì)這些污染物進(jìn)行的管理和利用，而從大范圍來(lái)看，目前國(guó)內(nèi)進(jìn)行生產(chǎn)鉛酸電池的生產(chǎn)商對(duì)于鉛污染所導(dǎo)致的環(huán)境污染問(wèn)題都有一定的重視，都能對(duì)鉛酸電池生產(chǎn)過(guò)程所形成的污染物進(jìn)行了管理和利用，而一些大型的在進(jìn)行生產(chǎn)之前都已經(jīng)按照國(guó)家的規(guī)定，在進(jìn)行設(shè)施建設(shè)之初就基本配置了有效的環(huán)保系統(tǒng)。這些環(huán)保系統(tǒng)可以對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的部分如鉛塵、鉛廢水、酸霧等污染物進(jìn)行回收使用，從而達(dá)到節(jié)約水資源、減少了鉛化污染的目的。這類環(huán)保設(shè)備對(duì)于保證廢水以及廢氣的安全有效的排放具有強(qiáng)有力的保障。

然而，不可否認(rèn)的是，目前在生產(chǎn)鉛酸電池的廠商中，依舊存在一些中小型企業(yè)不按照規(guī)定進(jìn)行鉛酸電池的生產(chǎn)，環(huán)保設(shè)備形同虛設(shè)，甚至于某些私人作坊，連環(huán)保設(shè)備都沒(méi)有，對(duì)于這類生產(chǎn)商，普通的市場(chǎng)規(guī)章制度已經(jīng)無(wú)法制約他們，社會(huì)需要的是政府出面對(duì)他們進(jìn)行管理，對(duì)于一些達(dá)不到排放標(biāo)準(zhǔn)的企業(yè)依法進(jìn)行嚴(yán)格的限制或是督促其置備合格有效的環(huán)保設(shè)施，否則不得進(jìn)行生產(chǎn)。對(duì)鉛酸電池進(jìn)行科學(xué)有效的回收具有重大意義，這種回收有利于減少資源的二次浪費(fèi)，由于鉛酸電池具有極高的回收價(jià)值，一些發(fā)達(dá)國(guó)家在鉛酸電池的廢舊處理和利用上已經(jīng)有十分完善的經(jīng)驗(yàn)，在對(duì)廢棄物的處理上已經(jīng)高度智能化和機(jī)械化，他們通過(guò)在密封、負(fù)壓的環(huán)境下生產(chǎn)后，通過(guò)有效的設(shè)備一方面安全地將廢水廢氣進(jìn)行處理，另一方面可以將塑料、酸和鉛膏等可利用元素進(jìn)行分離，然后再將鉛膏進(jìn)行脫硫化處理，低溫?zé)捇?。如此先進(jìn)的處理工藝，將鉛酸電池的回收利用率提高到了96%。

加強(qiáng)廢舊鉛酸蓄電池的處理，不僅需要鉛酸電池生產(chǎn)業(yè)內(nèi)的廠商進(jìn)行自我約束，通過(guò)合法的處理公司將這些蓄電池進(jìn)行回收和利用，做到全面符合國(guó)家所要求的各項(xiàng)環(huán)保指標(biāo)，也需要國(guó)家法律與政策的支持。在企業(yè)與國(guó)家兩方共同的努力下，才可能有效地防止由于鉛酸電池處理不當(dāng)而對(duì)環(huán)境造成的二次破壞。目前針對(duì)鉛酸電池行業(yè)所存在的環(huán)保有關(guān)的問(wèn)題，行業(yè)內(nèi)有眾多的不具備處理污染能力的小企業(yè)是這類污染的主要來(lái)源，這些企業(yè)還是需要通過(guò)政府部門(mén)出臺(tái)相關(guān)政策來(lái)制約他們，需要政府部門(mén)對(duì)行業(yè)出具相關(guān)的行業(yè)生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)和回收標(biāo)準(zhǔn)，這樣，對(duì)于鉛酸的電池的可持續(xù)發(fā)展具有非常重要的意義。