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回顧鉛酸蓄電池20年高速發(fā)展史,既是宏觀環(huán)境下中國制造業(yè)發(fā)展的一個縮影,又可謂是整個新能源產(chǎn)業(yè)鏈上下游的技術(shù)進步史。這當中有三個被公認的里程碑大事件,而且都和技術(shù)有關(guān),分別為:膠體技術(shù)、無鎘內(nèi)化成工藝、高比能技術(shù)。
1、里程碑一:膠體技術(shù)
在鉛蓄電池膠體技術(shù)出現(xiàn)以前,彼時普通的鉛酸電池內(nèi)部為液態(tài)電解液,很容易因為過載導致極板變形和硫化,在使用過程中需要不定期的添加蒸餾水維護,而且充放電無法恢復原狀,液態(tài)電解液也容易分層,導致化學反應(yīng)不充分。
當時,有一家鉛蓄電池企業(yè),就對液態(tài)電解質(zhì)的普通鉛酸蓄電池進行了技術(shù)創(chuàng)新改進,發(fā)明了“一種膠體電解質(zhì)”,采用AGM隔板的條件下,用膠體電解液代換了硫酸電解液,應(yīng)用于電動助力車,這就是后來劃時代的膠體鉛酸蓄電池(通常所說的免維護)。
圖注:在膠體電池中,膠體電解質(zhì)是通過膠劑與硫酸溶液按一定比例配制成均勻的軟固體狀凝膠。它以SiO2 質(zhì)點為骨架形成比表面積很大的多孔空間三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),將硫酸和水以玻璃纖維和SiO2 為骨架,通過范德華力包裹其中,從而實現(xiàn)了電解液的固定。
膠體鉛酸蓄電池采用凝膠狀電解質(zhì),內(nèi)部無游離液體存在,在同等體積下電解質(zhì)容量大,熱容量大,熱消散能力強,能避免一般蓄電池易產(chǎn)生熱失控現(xiàn)象;電解質(zhì)濃度低,對極板的腐蝕作用弱;濃度均勻,不存在電解液分層現(xiàn)象。膠體鉛酸蓄電池的性能優(yōu)于閥控密封鉛酸蓄電池,膠體鉛酸蓄電池具有使用性能穩(wěn)定,可靠性高,使用壽命長,對環(huán)境溫度的適應(yīng)能力(高、低溫)強,承受長時間放電能力、循環(huán)放電能力、深度放電及大電流放電能力強,有過充電及過放電自我保護等優(yōu)點。
這家鉛蓄企業(yè)早在2002年就開始提前研究這項前衛(wèi)的技術(shù),并在分別在2004年、2005年成功規(guī)?;瘧?yīng)用到觀光車(6V180AH)和兩輪電動車領(lǐng)域,實現(xiàn)了電動車電池從小型電池到大型電池的突破。也正是基于膠體技術(shù)延長了電池壽命且提高了整體容量,使得行業(yè)原來17AH升級到了20AH,滿足了客戶對電動車功率提高、里程延長的迫切需求,開創(chuàng)了鉛酸的動力未來!
2、里程碑二:無鎘內(nèi)化成工藝
無鎘內(nèi)化成工藝技術(shù)的實現(xiàn)背景,就是2011年底震驚社會和行業(yè)的環(huán)保風暴危機,僅浙江鉛蓄電池企業(yè),314家就關(guān)閉了245家!。
隨后即2012年5月11日工信部和環(huán)保部聯(lián)合出臺《鉛酸電池行業(yè)準入條件》,對含鎘電池進行了嚴格的限制。要知道,當時全國的電動車鉛酸電池產(chǎn)能供應(yīng),無論是一級整車市場,還是二級換購市場,基本為含鎘電池,一時間,行業(yè)談“鎘”色變,憂忡恓惶,前路迷惘。
此時,又是這家實現(xiàn)閥控技術(shù)的鉛蓄企業(yè)帶頭攻克技術(shù)難題。其實這家企業(yè)早在環(huán)保危機爆發(fā)前的8年,即從2004年就開始著手內(nèi)化成電池技術(shù)工藝的研發(fā),到2009年該廠其實就已經(jīng)真正率先實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化,并在內(nèi)部全面推廣。實現(xiàn)從0到1的過程,這背后技術(shù)研發(fā)的艱辛之路難以想象:3000多天的市場考驗、上億元的試驗費用、前后三次大的工藝調(diào)整、無數(shù)次的實驗、無數(shù)產(chǎn)品的報廢、多次設(shè)備的升級、多次內(nèi)部管理流程的再造……
沒錯,這樣的研發(fā)投入、力度、堅持,在當時并不是由國家科研機構(gòu)在研究,而是一家鉛蓄民營企業(yè)在跟技術(shù)死磕,最后才成就在無鎘內(nèi)化成電池工藝上的領(lǐng)跑地位。
3、里程碑三:高比能技術(shù)
2018年7月1日正式發(fā)令執(zhí)行的《電池新國標》明確提出鉛酸輕量高能的政策技改要求,即“重量輕量化,容量高能化”。全面要求鉛酸電池提高質(zhì)量比能量指標,即單位重量所輸出的能量值,也就是鋰電常用的比能量性能指標?,F(xiàn)今鉛酸電池也要求在技術(shù)參數(shù)中全面普及,并以此作為評判今后鉛酸電池是否符合新國標的標準之一。電池作為電動車重要零部件,出臺《電池新國標》的背后,本質(zhì)其實也是為電動車新國標的順利推進做好鋪墊。
傳統(tǒng)鉛酸電池主要材料是鉛極板和硫酸發(fā)生化學反應(yīng),但是鉛并不是一個化學反應(yīng)比較活性的金屬,目前市面上的電池的鉛含量即便很高,然而化學利用率卻非常低。但是開創(chuàng)了閥控技術(shù)和內(nèi)化成技術(shù)工藝之后的那家技術(shù)型企業(yè),再次展現(xiàn)技術(shù)實力,找尋了配比合理、能夠充分促進充放電反應(yīng)的稀有貴重金屬銫、鑭,以及著有“工業(yè)味精”美譽的復合稀土元素,雖然產(chǎn)品工藝成本提高了10%,但確保了電池容量不變的同時,極大地提高了能量轉(zhuǎn)化效率(高達50%-70%),不僅降低了電池重量,而且提高了電池壽命和能量比。
鉛酸電池的發(fā)展史,實際上就是一部高比能技術(shù)的進步史,鉛酸電池一直朝著輕量化發(fā)展。以20AH電池為例,最早該蓄電池重量普遍在7.2kg以上,目前,行業(yè)最尖端的也僅實現(xiàn)凈重在6.6公斤/只;而這家企業(yè)卻成功實現(xiàn)凈重6.4公斤/只。同樣是20AH電池的比能量,國標要求是38瓦時/千克;而他的比能量已達到40瓦時/千克甚至以上。并有望在2019年實現(xiàn)20AH電池凈重僅6.0公斤/只;未來要在2023年實現(xiàn)20AH電池凈重突破到5.0公斤/只。
綜上,從極板硫化困擾下的膠體技術(shù),到環(huán)保風暴下的無鎘內(nèi)化成技術(shù),再到新國標下的比能量技術(shù),每一次都出現(xiàn)了這家鉛蓄企業(yè)的身影,并且通過技術(shù)創(chuàng)新引領(lǐng)著產(chǎn)業(yè)技術(shù)升級……說到這里,廣大行業(yè)人士肯定也能猜出他是何方神圣了?沒錯,這就是被業(yè)內(nèi)公認的“技術(shù)領(lǐng)先”的超威集團。超威對鉛酸蓄電池的三大歷史貢獻均源于自身技術(shù)的深厚底蘊,同時每一次鉛酸的技術(shù)革命更開創(chuàng)了超威一個又一個的輝煌:
1、膠體技術(shù),讓超威所在的長興新能源板塊在產(chǎn)業(yè)競爭中勝出,成為公認的“中國電池之鄉(xiāng)”!
2、內(nèi)化成工藝技術(shù),讓整個產(chǎn)業(yè)遠離“血鉛事件”!超威用技術(shù)引領(lǐng)行業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展,沒有讓企業(yè)社會責任感缺失,于國于民都是大好事!
3、高比能量技術(shù)的突破,關(guān)乎新國標下的資源節(jié)約型產(chǎn)業(yè)再造,雖然和前兩次一樣,前期充滿著質(zhì)疑與詆毀,但是超威將用夯實的技術(shù)實現(xiàn)對產(chǎn)業(yè)的第三次非凡貢獻,已經(jīng)贏得市場和國家的實踐檢驗認可!
援引自:http://www.minimouse.com.cn/plan/2018/1120/45792.html
但除了遙遙領(lǐng)先的技術(shù)實力之外,更令人值得敬佩的是超威的企業(yè)價值觀。這一系列里程碑式的技術(shù)專利價值連城,據(jù)有關(guān)專利研究部門表示,單憑這些技術(shù)專利,足以讓超威賺得盆滿缽滿。但事實上,超威從未以此圖謀私利,而是一次次選擇了無償公開代碼,引領(lǐng)全行業(yè)進步,可謂是“夫唯不爭,故天下莫能與之爭”。
“科技超威”已成為超威在新能源行業(yè)的招牌標簽,過往驕人的成績也并沒有讓超威人陷入固步自封中。中國將在新能源領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)多個產(chǎn)業(yè)在全球的彎道超車,而超威早已布局其中,無論是電池或關(guān)鍵零部件的核心技術(shù),還是商業(yè)模式的各類積極探索,都已走在前列,并且技術(shù)應(yīng)用已經(jīng)成熟。比如,超威已經(jīng)在探索鉛材料之外的蓄電池原材料,試驗部分可替代材料,以增加蓄電池的能量比,這對于動力電池領(lǐng)域富有重要意義,極可能開創(chuàng)了蓄電池行業(yè)第四次重大里程碑變革,讓我們拭目以待。
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