铅酸蓄电池解读
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铅酸电池说明铅酸电池,也称为蓄电池或酸性电池,是一种常见的电池类型。
它由铅板和酸性电解液组成,通常用于汽车、摩托车和UPS等设备中。
铅酸电池具有较高的能量密度、较低的成本和可靠的性能,因此在许多应用中被广泛使用。
铅酸电池的基本构造包括正极、负极、电解液和分隔膜。
正极由铅(Pb)制成,负极由铅氧化物(PbO2)制成。
电解液通常是硫酸(H2SO4)溶液,它在正负极之间起着导电和反应媒介的作用。
分隔膜用于隔离正负极,防止短路。
在充放电过程中,铅酸电池发生了一系列的化学反应。
当电池充电时,外部电源提供电流,正极上的铅酸铅(PbSO4)被还原为纯铅(Pb),负极上的铅氧化物被还原为铅酸铅。
同时,硫酸溶液中的水分子被电解分解,释放出氧气和氢气。
当电池放电时,反应过程相反,铅和铅氧化物再次生成铅酸铅,同时水分子再次形成硫酸溶液。
铅酸电池的充放电过程是可逆的,这使得它可以多次充放电。
然而,随着循环次数的增加,电池的性能会逐渐下降。
这是因为在充放电过程中,铅板上会形成一层致密的硫酸铅(PbSO4)膜,称为硫化物,它会阻碍电池的反应速度。
此外,电池的容量也会随着时间的推移而减少,这是由于铅板的腐蚀和活性物质的损失。
为了延长铅酸电池的使用寿命和提高性能,一些维护措施是必要的。
首先,应定期检查电池的电解液水平,必要时添加蒸馏水或硫酸来补充水分。
其次,电池的正负极应保持清洁,避免铅板表面的硫化物积聚。
此外,充电过程中应控制电流和电压,以避免过度充电或过度放电,这可能会导致电池损坏。
尽管铅酸电池具有一定的缺点,如较低的能量密度和较长的充电时间,但它仍然是一种广泛应用的电池类型。
它被广泛应用于汽车、摩托车和UPS等设备中,为我们的生活和工作提供了便利。
随着科技的进步,人们对电池性能的要求越来越高,未来可能会出现更加先进和高效的电池技术,但铅酸电池仍然是不可或缺的一部分。
第一章铅酸蓄电池的常识1. 电池的构成? 任何一种电池均有四个主要的部件组成:两个不同材料的电极、电解液、隔膜和外壳。
? 对于铅酸蓄电池来说,正极活性物质是二氧化铅(PbO2,暗红色),负极活性物质是铅(Pb,灰色),正负极集流体都是板栅,电解质是硫酸(H2SO4)。
? 动力电池:隔膜是聚氯乙烯(PVC),外壳是聚丙烯(PP)。
? 起动电池:隔膜是聚丙烯(PP)或聚乙烯(PE),外壳是聚丙烯(PP)。
? 阀控式密封电池:隔膜是玻璃纤维(AGM),外壳是ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物)。
2. 铅酸蓄电池的工作原理? PbO2 + Pb +2H2SO4 =2PbSO4 + 2H2O? 随着放电的进行,硫酸不断减少,与此同时电池中又有水生成,这样就使电池中的电解液浓度不断降低;反之,在充电时,硫酸将不断生成,因此电解液浓度将不断增加。
3. 铅酸蓄电池的电性能? 电池的开路电压:电池在断路时(即没有电流通过两极时),电池两极的电极电位之差,称为电池的开路电压。
? 电池的开路电压只取决于所组成电池的电极材料与电解液的活度和放电的温度,与电池的几何形状和尺寸大小无关。
在电解液密度一定的范围内,铅酸电池的开路电压与电解液的密度有下列关系:开路电压=d+0.85,d是在电池电解液的温度下电解液的密度(g/cm3)。
? 根据铅酸电池中进行的反应可知,放电时随着PbO2和Pb的消耗,H2SO4也消耗,即随着放电的进行,H2SO4减少,水增加,则酸的密度降低。
因此可以根据电池的开路电压估计电池的荷电状态,也可以根据电池的开路电压估计电解液的密度。
? 电池的内阻:是指电流通过电池内部受到的阻力,又叫全内阻。
? 它包括欧姆内阻和极化内阻。
电池的欧姆内阻包括电极本身的电阻、电解质溶液的电阻、离子通过隔膜微孔时受到的阻力和正负极与隔离层的接触电阻等。
? 欧姆内阻还与电池的几何尺寸、装配的紧密程度和电池的结构等因素有关,一般电池装配越紧密、电极间距离越小,欧姆内阻就越小;对于同一类的相同结构的电池,几何尺寸大的其欧姆内阻比几何尺寸小的电池要小。
铅酸蓄电池的基本定义铅酸蓄电池作为一种非常常见的蓄电池,被广泛地应用于不同领域,包括汽车,UPS系统,太阳能发电,以及其他一些需要蓄电池供电的机器和设备等。
作为一种成熟的电池技术,许多人已经熟知铅酸蓄电池的基本特征和工作原理。
不过,为了更好地理解这种电池,本文将阐述铅酸蓄电池的基本定义,包括其结构、化学反应和电性能,以及其优缺点等方面。
铅酸蓄电池基本结构铅酸蓄电池的基本结构主要包括正极板、负极板、隔板、电解液和容器等。
其中,正极板和负极板都是由铅和铅合金制成,而隔板则是由吸液性好的材料制成,例如纤维素或高分子材料。
电解液一般是由硫酸和蒸馏水按一定比例混合而成,其浓度通常处于10%到40%之间。
容器则包括蓄电池的外壳和盖子,用以容纳以上所有部件。
在电池的正极和负极之间还有一层电解液隔板,以分隔正负极并防止短路。
铅酸蓄电池的化学反应铅酸蓄电池的化学反应主要涉及到电极和电解液之间的化学反应。
在充电时,电池内部产生一些化学反应,在正极表面形成硫酸铅和一定量的氧气,而在负极表面则形成纯铅和一定量的氢气。
在放电时,正极的硫酸铅与负极的铅发生化学反应,形成二氧化铅和纯铅,同时电极表面的化学物质被释放出来形成电子。
这些电子会流动到连接电池的外部电路中,从而形成电能的输出。
铅酸蓄电池的电性能铅酸蓄电池的电性能主要包括容量、电压和内阻等方面。
容量指的是电池能够释放的电能的大小,一般用安时(Ah)表示,即1小时内电池能够以1安的电流输出多长时间。
电压指的是电池输出的电压大小,铅酸蓄电池的电压一般为2V。
内阻指的是电池电极和电解液之间的电阻,一般通过测量电池放电时总电压和负载电压之间的差值来计算。
铅酸蓄电池的优缺点铅酸蓄电池作为一种成熟的电池技术,具有一定的优点和缺点。
其中,其主要优点包括较低的成本、较高的储能密度和可靠性较好。
然而,铅酸蓄电池的缺点也比较明显,包括较大的体积和重量、短寿命、易泄漏和对环境的污染等。
短结论综上所述,铅酸蓄电池作为一种常见的电池技术,其基本定义包括其结构、化学反应和电性能等方面。
铅酸蓄电池原理讲解讲解铅酸蓄电池由正极、负极和电解液组成。
正极由一种氧化剂,即正极活性物质二氧化铅(PbO2)构成。
负极由一种还原剂,即负极活性物质纯铅(Pb)构成。
电解液是由硫酸和水构成的稀酸溶液,它起到导电和传递反应物的作用。
充电过程中,外部电源向蓄电池正极施加电压,使正极氧化成二氧化铅(PbO2),负极还原成纯铅(Pb)。
同时,酸溶液中的硫酸将钠离子(SO4-2)和水分解成氢离子(H+)和氧离子(SO4-2)。
氧离子会穿过液体,从负极向正极迁移,而氢离子会围绕着电解液中的水分子形成水合物(H2O)再次溶于甲酸铅阴极。
放电过程中,蓄电池正负极间建立了电位差,电子流从负极流向正极,通过外部电路,从而产生了电能。
在这个过程中,原来氧化的正极恢复成纯铅(Pb),而原来还原的负极则恢复成二氧化铅(PbO2)。
硫酸中的氢离子和氧离子恢复成水,从而完成了一次放电过程。
负极反应:PbO2+4H++SO4-2+2e-→PbSO4+2H2O正极反应:Pb+SO4-2→PbSO4+2e-合成方程:PbO2+Pb+2H++2SO4-2→2PbSO4+2H2O充放电过程中的化学反应使得正极和负极之间的硫酸和水的浓度发生变化。
充电过程中,硫酸的浓度增大,水的浓度减小;放电过程中,则相反。
因此,铅酸蓄电池在充放电过程中会伴随着电解液的浓度变化,需要进行补水和补硫酸的操作。
总结起来,铅酸蓄电池的工作原理是通过正负极之间的化学反应将电能转化为化学能,并在需要时将化学能转化为电能。
它的优点是价格低廉、电压稳定,但缺点是能量密度相对较低、自放电率高。
随着科技的发展,人们对新型蓄电池的研究也在不断进行,以满足不同领域对电能储存的需求。
铅酸蓄电池基本知识一、铅酸蓄电池基本知识1、基本定义 电能可由多种形式的能量变化得来,其中把化学能转换成电能的装置叫化学电池,一般简称为电池,电池有原电池和蓄电池之分。
放电后不能用充电的方式使内部活性物质再生的叫原电池,也称一次性电池。
放电后可以用充电的方式使内部活性物质再生,把电能储存为化学能,需要放电时再次把化学能转换为电能的电池,叫蓄电池,也称二次电池。
2、常用技术术语 充电:蓄电池从其他直流电源获得电能叫做充电。
放电:蓄电池对外电路输出电能时叫做放电。
浮充放电:蓄电池和其他直流电源并联,对外电路输出电能叫做浮充放电。
有不间断供电要求的设备,起备用电源作用的蓄电池都处于该种放电状态。
电动势:外电路断开,即没有电流通过电池时在正负极间量得的电位差,叫电池的电动式。
端电压:电路闭合后电池正负极间的电位差叫做电池的电压或端电压 安时容量:电池的容量单位为安时,即: 电池容量Q(安时)=I放×t放 I放为放电电流(安) t放为放电时间(小时) 电量效率(安时效率):输出电量与输入电量之间的比叫做电池的电量效率,也叫作安时效率。
电量效率(%) =(Q放÷Q充)×100% =(I放×t放)÷(I充×I充)×100% Q放 和Q充 分别是放电和充电容量(安时) 自由放电:由于电池的局部作用造成的电池容量的消耗。
容量损失搁置之前的容量之比,叫做蓄电池的自由放电率 自由放电率(%)= (Q1-Q2)÷Q1×100% Q1为搁置前放电容量(安时) Q2为搁置后放电容量(安时) 使用寿命:蓄电池每充电、放电一次,叫做一次充放电循环,蓄电池在保持输出一定容量的情况下所能进行的充放电循环次数,叫做蓄电池的使用寿命。
3、铅酸蓄电池定义 铅酸蓄电池是蓄电池的一种,主要特点是采用稀硫酸做电解液,用二氧化铅和绒状铅分别做为电池的正极和负极的一种酸性蓄电池。
一.铅酸蓄电池的基本知识1.1什么是铅酸蓄电池?以铅和酸作为化学反应物质制成的蓄电池叫做铅酸蓄电池。
它是一种直流电源,充电时将电能转变成化学能,放电时将储存的化学能转变成电能的一种装置。
1.2铅酸蓄电池的优缺点铅酸蓄电池在常用体系的蓄电池中电压最高为2.0V。
其二是它的廉价性,其三是高倍率放电性能良好,高低温性能良好可在-40—60°C的条件下工作。
易于浮充使用没有“记忆”效应等。
当然铅蓄电池也具有某些难以克服的缺点,首先是它的寿命比较短,在放电状态下长期保存会导致电极的不可逆硫酸盐化。
在某些结构的电池中由于氢的析出有爆炸的危险等。
1.3 铅酸蓄电池的分类铅酸电池具有广泛的用途按照极板的结构可分为涂膏式、管式和形成式。
按荷电状态可分为干荷电态和湿荷电态几种。
(我们公司代理的GS电池为湿荷电态,VHB为干荷电态)按电池盖和排气栓结构可分为排气式、防酸隔爆式、防酸消氢式和阀控密封式。
1.4铅酸蓄电池的一般结构构成蓄电池的主要部件是负极板、正极板、隔板、电解液、电池槽此外还有一些零件如端子、连接条、排气栓等。
1.5牵引用铅酸蓄电池的结构设计●负极板构造牵引用蓄电池的负极板比正极板多一块,一般采用格栅型设计并涂上海绵状的Pb膏即涂膏式,这样能满足电池的大负荷工作。
其板栅像铁丝网原则上与汽车蓄电池相同,但常使用厚极板,高度较高。
所以活性物质的利用率较低一般在35%左右。
●正极板构造正极板有两种类型,即管式和涂膏式。
(我司代理的GS和VHB牵引蓄电池其正极板均采用管式结构)管式正极板的结构是用一导电骨架与一模仿极平的顶部集流条和许多圆柱骨芯焊在一起构成的。
骨芯数目由极板尺寸决定,骨芯外边套有惰性玻璃纤维管套,其内部填充pbo2(pbo2在填充之前已经和H2SO4充分反应过)●管式正极板的优越性1.)在使用寿命期间活性物质保持在管中,不发生脱落。
2.)极板孔率提高,有利于活性物质利用率的提高。
3.)铅合金的骨架由于被活性物质包围,其腐蚀速率降低。
铅酸蓄电池的工作原理和结构分析铅酸蓄电池是一种广泛应用于汽车、电动车和UPS等领域的重要电池类型。
本文将对其工作原理和结构进行详细分析。
一、工作原理铅酸蓄电池通过化学反应将化学能转化为电能。
它采用了正极活性物质为二氧化铅(PbO2),负极活性物质为海绵铅(Pb),电解液是硫酸溶液。
在充电过程中,外部直流电源通过正极,使其发生氧化反应,并转化为二氧化铅。
同时,负极发生还原反应,将铅转化为铅酸盐和连续的硫酸铅溶液。
电解液中的硫酸铅溶液饱和度增加,产生大量的正极材料和负极材料。
在放电过程中,正负两极上发生化学反应,将储存的化学能转化为电能。
正极的二氧化铅与负极的海绵铅反应生成过渡产物氧气和硫酸铅。
同时,硫酸铅溶液被它们稀释,此过程中产生了电流。
由于铅酸蓄电池的工作涉及到正极和负极的氧化还原反应,因此常被称为“铅酸电池”。
二、结构分析铅酸蓄电池的结构由正负极板、电解液、隔膜和壳体等组成。
1. 正负极板:正极板由具有催化作用的铅-锡合金制成。
这种合金可以增强正极的电导率和整体反应速度。
负极板由纯铅制成。
这是因为铅在还原反应中的活性更高,能够迅速还原成铅。
2. 电解液:电解液由硫酸溶液组成,通常浓度为1.28g/cm3。
硫酸固降低冷却剂的冰点,可以防止电池过冷冻。
3. 隔膜:隔膜是正极和负极之间的隔离层,防止电极短路。
隔膜通常使用的是纤维素材料,具有良好的孔隙性和电导率。
4. 壳体:壳体由塑料或金属材料制成,起到固定电解液和电池内部结构的作用。
以上是铅酸蓄电池的主要结构组成。
它们相互配合,形成了一个完整的闭合系统,以实现电能的存储和释放。
铅酸蓄电池的优点包括成本低廉、容量大、寿命长等。
然而,也存在一些缺点,如自放电速度快、充电时间长等。
近年来,随着科学技术的发展,新型蓄电池技术的兴起,铅酸蓄电池在某些领域正逐渐被其他类型的蓄电池所取代。
总的来说,铅酸蓄电池的工作原理是通过正负极的氧化还原反应将化学能转化为电能,结构上由正负极板、电解液、隔膜和壳体组成。
铅酸电池知识大全铅酸电池是一种常见的蓄电池类型,主要分为启动蓄电池和深循环蓄电池两类。
以下是有关铅酸电池的一些基本知识:铅酸电池的基本结构:1.正负极板:铅酸电池的正负极板通常由铅和铅-钙合金制成。
2.电解液:电解液是硫酸溶液,通常是稀的硫酸(H2SO4)。
3.分隔膜:用于防止正负极之间的直接接触,通常由微孔塑料或玻璃纤维制成。
4.电池容器:通常为聚丙烯或其他耐腐蚀的材料,用于容纳正负极板和电解液。
铅酸电池的工作原理:1.充电:在充电过程中,直流电源通过电池,将正负极板上的铅和氧化铅还原为铅酸。
2.放电:在放电过程中,铅酸分解为水和过氧化物,同时释放电能。
铅酸电池的分类:1.启动蓄电池(汽车电池):用于启动发动机,并为汽车的电气系统提供电能。
2.深循环蓄电池:用于长时间放电,如太阳能储能系统、船舶应急电源等。
铅酸电池的特点:1.成本相对较低:铅酸电池相对便宜,是一种经济实惠的蓄电池。
2.大容量:铅酸电池可以提供相对较大的储能容量。
3.相对低的能量密度:与一些新型蓄电池相比,铅酸电池的能量密度相对较低。
4.适用于启动和深循环应用:启动蓄电池适用于汽车启动等瞬时高电流应用,深循环蓄电池适用于长时间放电。
铅酸电池的维护:1.充电控制:铅酸电池需要定期充电以防止自放电和硫化。
2.水分补充:部分铅酸电池需要定期检查并补充蒸馏水,以保持电解液水平。
3.避免过度放电:长时间过度放电会降低电池寿命,因此需要避免这种情况。
4.避免过度充电:过度充电也会损害铅酸电池,因此需要适当的充电控制。
铅酸电池在各种应用中得到广泛使用,但也需要合理的维护和管理以确保其性能和寿命。
铅酸电池知识大全一、概述铅酸电池是一种重要的化学电源,被广泛应用于汽车、电动车、UPS电源等领域。
它是一种成熟而可靠的蓄电池技术,具有较低的成本和良好的循环寿命。
本文将对铅酸电池的工作原理、分类、特性、应用及环保等方面进行详细介绍。
二、工作原理铅酸电池的工作原理基于电化学反应。
在充电过程中,正极的材料--过氧化铅(PbO2)、负极的材料--铅(Pb)和电解液--硫酸(H2SO4)发生反应,生成二氧化铅和铅。
在放电过程中,这些物质发生反向的化学反应,释放出电能。
整个过程涉及铅和它的氧化物在硫酸电解液中的还原和氧化反应。
三、分类1. 自由液体型:该种电池在正负极之间使用稀释的硫酸溶液作为电解液,是传统的蓄电池类型,使用广泛,包括汽车蓄电池和UPS电源。
2. 封装型:蓄电池的遮蔽部是用塑料封装的,电解质被固定在玻璃纤维毡中,是一种新型的蓄电池技术,具有更好的安全性和环保性。
四、特性1. 较低的成本:铅酸电池的制造成本相对较低,是其成为许多应用中的首选蓄电池的一个重要原因。
2. 良好的循环寿命:在适当的使用条件下,铅酸电池可以经受数百次的充放电循环,具有相对较长的使用寿命。
3. 低温性能良好:铅酸电池在低温条件下依然能够工作,适合各种环境条件下的应用。
五、应用1. 汽车电瓶:铅酸电池作为汽车的起动电源,已经广泛使用,并且在汽车工业中占据主导地位。
2. 电动车:铅酸电池是传统的电动车动力来源,虽然最近其他类型的电池正在逐渐应用于电动车,但铅酸电池在某些特定的应用场景下仍然得到应用。
3. UPS电源:铅酸电池因其成本低廉、可靠性高以及对瞬时大电流放电性能好的特点,在UPS电源系统中得到广泛应用。
六、环保铅酸电池作为一种蓄电池,如果处理不当,其中的重金属铅会对环境造成污染。
对铅酸电池的回收利用问题需要引起足够的重视。
目前很多国家都有相关的电子废弃物回收法律法规,对铅酸电池的回收处理有一定规定,以减少对环境的伤害。
铅酸蓄电池常识解释及表示方法铅酸蓄电池是一种常见的蓄电池类型,广泛应用于汽车、摩托车、UPS电源等电动设备中。
本文将详细解释铅酸蓄电池的相关知识,并介绍其表示方法。
一、铅酸蓄电池的工作原理铅酸蓄电池是一种化学能转换成电能的装置。
它由正板、负板和电解液等组成。
在充电时,通过外部电源加电,电解液中的二氧化铅和纯铅板上的铅氧化物发生化学反应,并将电能储存在蓄电池内。
当需要使用电能时,蓄电池会将储存的化学能转化为电能供应给连接的设备。
二、铅酸蓄电池的使用与保养1. 充电:铅酸蓄电池使用前需要进行初次充电,以活化电池。
充电时间通常为10-12小时,充电电流应按照电池标识要求进行设置。
充电时应确保通风良好,避免充电过程中产生气体积聚。
2. 放电:使用铅酸蓄电池时,应避免长时间过度放电,以防止电池过度放电损坏。
在电流过大时可能会导致电池过热,甚至引发安全事故。
因此,在使用过程中要遵循规定的放电深度和放电时间。
3. 保养:定期检查铅酸蓄电池的连接器、电解液液位和外壳,及时清洁蓄电池表面的污垢。
随时检查电池的使用状况,如有异常情况应及时维修或更换。
三、铅酸蓄电池的表示方法铅酸蓄电池的性能及技术指标通常通过以下几种方式进行表示:1. 额定电压:一般来说,汽车铅酸蓄电池的额定电压为12V,而UPS电源中的蓄电池额定电压则有所不同,常见的为48V。
2. 容量:蓄电池的容量是指在特定条件下,蓄电池所能提供的电能量。
通常以安时(Ah)为单位表示。
较常见的铅酸蓄电池容量有30Ah、50Ah等。
3. 充电电流:铅酸蓄电池在充电时的电流大小,通常以安培(A)为单位表示。
正常情况下,充电电流应符合蓄电池的额定充电电流要求。
4. 循环寿命:循环寿命是指蓄电池能够重复进行充放电循环的次数。
它是衡量蓄电池使用寿命的重要指标之一。
5. 自放电率:铅酸蓄电池在长时间不使用时会发生自放电,即电能自行耗损的速率。
自放电率较低的蓄电池可以较长时间保存电能。
铅酸蓄电池结构详解一、蓄电池的功用蓄电池种类较多,根据电解液不同,有酸性和碱性之分。
由于铅酸蓄电池内阻小,电压稳定,在短时间内能供给较大的起动电流,而且结构简单,价格较低,所以在汽车拖拉机上被广泛采用。
蓄电池为一可逆直流电源,在汽车拖拉机上与发电机并联,它的主要作用是:(1)发动机起动时,蓄电池向起动机和点火装置供电。
起动发动机时,蓄电池必须在短时间内(5~10s)给起动机提供强大的起动电流(汽油机为200~600A。
柴油机有的高达1000A)。
(2)在发电机不发电或电压较低发动机处于低速时,蓄电池向点火系及其它用电设备供电,同时向交流发电机供给他激励磁电流。
(3)当用电设备同时接入较多,发电机超载时,蓄电池协助发电机共同向用电设备供电。
(4)当蓄电池存电不足,而发电机负载又较少时,可将发电机的电能转变为化学能储存起来,即充电。
(5)蓄电池还有稳定电网电压的作用。
当发动机运转时,交流发电机向整个系统提供电流。
蓄电池起稳定电器系统电压的作用。
蓄电池相当于一个较大的电容器,可吸收发电机的瞬时过电压,保护电子元件不被损坏。
延长其使用寿命。
二、蓄电池的构造车用12V蓄电池均由6个单格电池串联而成,每个单格的标称电压为2V,串联成12V的电源,向汽车拖拉机用电设备供电。
蓄电池主要由极板、电解液、格板、电极、壳体等部分组成。
1.极板极板分为正极板和负极板两种。
蓄电池的充电过程是依靠极板上的活性物质和电解液中硫酸的化学反应来实现的。
正极板上的活性物质是深棕色的二氧化铅(PbO2),负极板上的活性物质是海绵状、青灰色的纯铅(Pb)。
正、负极板的活性物质分别填充在铅锑合金铸成的栅架上,加入锑的目的是提高栅架的机械强度和浇铸性能。
但锑有一定的副作用,锑易从正极板栅架中解析出来而引起蓄电池的自行放电和栅架的膨胀、溃烂,从而影响蓄电池的使用寿命。
负极板的厚度为1.8mm,正极板为2.2mm,为了提高蓄电池的容量,国外大多采用厚度为1.1~1.5mm的薄型极板。
铅酸蓄电池行业界定及简介1.定义、基本概念铅酸蓄电池是蓄电池(二次电池)的一种,主要特点是采用稀硫酸做电解液,用二氧化铅和绒状铅分别做为电池的正极和负极的一种酸性蓄电池。
电池放电时,正、负极物质和硫酸反应生产硫酸铅;放电终止时,电解液硫酸浓度降低,而且电池内电阻升高,此时需要借助汽车、机车中的发电机来充电。
通常一个铅酸蓄电池由6个2V的单格共同串联而成,再由电池串联成不同电压的电池组用于不同的领域。
铅酸蓄电池主要应用于交通、通信、后备电源等领域,具有价格低廉、可靠性高、维护简单等优点。
但由于其中的铅对人体有害、硫酸污染环境、腐蚀设备的原因,应用领域受到一定的限制。
常用的铅酸蓄电池主要分三大类:1)普通蓄电池;普通蓄电池的极板是由铅和铅的氧化物构成,电解液是硫酸的水溶液。
它的主要优点是电压稳定、价格便宜;缺点是比能低(即每公斤蓄电池存储的电能)、使用寿命短和日常维护频繁。
2)干荷蓄电池:它的全称是干式荷电铅酸蓄电池,它的主要特点是负极板有较高的储电能力,在完全干燥状态下,能在两年内保存所得到的电量,使用时,只需加入电解液,等过20—30分钟就可使用。
3)免维护蓄电池:免维护蓄电池由于自身结构上的优势,电解液的消耗量非常小,在使用寿命内基本不需要补充蒸馏水。
它还具有耐震、耐高温、体积小、自放电小的特点。
使用寿命一般为普通蓄电池的两倍。
市场上的免维护蓄电池也有两种:第一种在购买时一次性加电解液以后使用中不需要维护(添加补充液);另一种是电池本身出厂时就已经加好电解液并封死,用户根本就不能加补充液。
铅酸电池按照规格分,有2伏,4伏,6伏,8伏,12伏,24伏等系列,容量从200毫安时到3000安时。
图表1铅酸蓄电池按用途分类资料来源:国家商务部2.产品主要用途铅酸蓄电池由于使用范围广、安全稳定和优良的性价比,被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。
从应用领域来看,主要可分为汽车启动电池(包括汽车、摩托车、拖拉机、船舶、内燃机等点火、启动、照明用)、动力电池(包括电动助力车、电动叉车、电动道路车等动力用)和后备与储能(固定)电池三大类别。
第一章铅酸蓄电池行业国内外发展概述1.1.全球铅酸蓄电池行业发展概况1.1.1.全球铅酸蓄电池行业总体发展概况铅酸蓄电池是1859年由普兰特(Plante)发明的,至今已有一百多年的历史。
铅酸蓄电池自发明后,在化学电源中一直占有绝对优势。
这是因为其具有价格低廉、原材料易于获得、使用上有充分的可靠性、适用于大电流放电及广泛的环境温度范围等优点。
铅酸蓄电池由于适用范围广,主要分为汽车启动电池、动力电池和后备与储能电池三大类别。
其中,汽车启动电池仍为其主要应用市场,全球各类乘用车、商用车和机动车启动电池(包括一级和二级市场)市场规模合计占58%的份额,但是增长已经趋缓。
电动自行车则为增速最快的市场。
从全球范围来看,2009年,受国际金融危机爆发影响,全球铅酸蓄电池市场规模为333亿美元左右,同比只增长了1.01%。
2010年铅酸蓄电池市场规模为362亿美元,同比增长8.6%。
2011-2012年,全球经济形势复杂,欧美日等发达国家经济复苏缓慢,仍处在深度结构调整时期。
再加上铅酸电池对环境污染严重,锂离子电池、镍氢、镍镉电池对铅酸电池的替代作用,全球铅酸蓄电池市场规模以较小的幅度增长。
到2012年,全球铅酸电池市场规模达到395.60亿美元。
图表22008-2012年全球铅酸蓄电池市场规模数据来源:行业公开信息从生产企业来看,美国企业占据了大部分市场。
其中以Johnson Cintrol为市场占有率最高的厂商,超过了四分之一,其他厂商如Exide Technologles、GS YUASA、Enersys、East Penn等市场占有率均为超过10%,除GS YUASA之外,前五大厂商均为美系集团背景。
其他小规模厂商市场份额之和为48%,呈现出市场成熟而多样化的特点。
图表32010年全球主要铅酸蓄电池企业市场占有率(按产值)数据来源:行业公开信息目前美国、日本、西欧等发达国家的密封铅酸动力蓄电池的比例超出传统的富液式铅酸蓄电池,而发展中国家正好相反。
由于国际市场对铅酸蓄电池的需求量不断加大,欧盟、美国等发达国家出于保护本国环境的敏感,早已限制铅酸蓄电池的生产,并对铅酸蓄电池的生产、销售、使用、日常维护和包养、废旧电池复原技术原理、废旧电池的回收再利用等,都有一套及其严格和规范的管理体系并形成产业化。
受发达国家环保政策紧缩影响,国外铅酸蓄电池环保成本上升,因此,欧美等发达国家的铅酸蓄电池生产开始向中国等发展中国家转移。
受此影响,中国已成为世界铅酸蓄电池的生产和出口大国。
近几年,中国铅酸蓄电池的产值一直占到世界总产值的三分之一左右。
1.2.中国铅酸蓄电池行业发展概况1.2.1.中国铅酸蓄电池行业发展历程和现状随着中国汽车工业、通信电力、铁路交通、信息产业等基础产业以及新能源产业的高速发展,铅酸蓄电池的需求量大幅度增长。
近年来,国际先进的铅酸蓄电池制造技术进入中国,促进了中国铅酸蓄电池技术进步,铅酸蓄电池产业正在进入蓬勃发展时期。
目前,我国铅酸蓄电池产业已形成了产品覆盖面广、生产技术体系完善和企业集群区域稳定的产业结构,行业生产经营保持稳定、快速发展,经济效益明显提高。
数据显示,到2012年国内铅酸蓄电池企业共2000余家,其中产值超过20亿元的企业约10家左右,超过1亿元的企业约260家。
2009年行业工业总产值(当年价)约1200亿元,市场规模达到760亿元。
2012年,铅酸蓄电池行业市场规模达到1190亿元。
我国已成为全球铅酸蓄电池生产、消费和出口大国。
数据显示,我国铅酸蓄电池产量平均以每年约20%的速度快速增长,总体规模增长了2倍,由2005年的7千万多KVAh 上升至2010年的14千万KVAh,2011年产量达到了14 229.73万KVAh,2012年产量达到17486.2万KVAh。
铅酸蓄电池产业是一个巨大的产业链,其中包括铅锌矿采集、冶炼、硫酸、外壳、隔板和设备、贸易、科研及其他零部件等。
我国直接从事铅酸蓄电池产业制造的有近25万劳动大军,上下游产业链从业人员近180万。
近年来,通过行业持续的技术引进、消化、吸收和欧美、日、韩等国家在中国的投资建厂,中国铅酸蓄电池主要类产品(汽车用电池、大密、中密、小密、摩托车用电池)的制造技术已经接近国际先进水平。
而以电动自行车蓄电池为代表的深循环动力电池制造技术在某些方面已超越欧美、日韩等先进工业国家技术,处于国际领先水平。
近年来,随着我国经济的飞速发展,铅酸蓄电池和再生铅行业快速发展。
但是,由于部分企业规模小、工艺技术落后,污染治理水平低,导致铅污染事件频发。
2011年以来陆续爆发的“血铅事件”让原本风平浪静的铅酸蓄电池行业受到了全所未有的关注,而环保部、工信部等国家部委政策的密集出台让“关停”和“整顿”成为行业的高频词。
另外,以锂离子电池、燃料电池等为代表的新型电池技术的日渐成熟让整个铅酸蓄电池行业的发展增添了更多的不确定性。
在此背景下,战略转型将是铅酸蓄电池企业的必然选择。
从2011年下半年环保风暴突袭至今,铅酸蓄电池产业升级的火焰愈烧愈旺。
一方面,铅酸蓄电池企业的新技术、新产品、新工艺更快地投入生产;另一方面,铅酸蓄电池行业涌动兼并重组之潮。
优胜劣汰,资源的迅速有效集中,必将使整个行业的发展更加长远。
1.2.2.中国铅酸蓄电池行业所处生命周期行业的生命周期指行业从出现到完全退出社会经济活动所经历的时间。
行业的生命发展周期主要包括四个发展阶段:幼稚期,成长期,成熟期,衰退期。
目前我国铅酸蓄电池生产企业大型企业和中小企业并存,低端产能比重过高,行业属于低度集中度行业,市场竞争激烈。
但行业市场增长率不高,需求增长率不高,技术上趋于成熟,行业特点、行业竞争状况及用户特点非常清楚和稳定,买方市场基本形成,行业盈利能力下降,新产品和产品的新用途开发更为困难,行业进入环保壁垒比较高。
因此铅酸蓄电池行业现在处于成熟期初期。
1.2.3.中国铅酸蓄电池行业发展中存在的问题1.产业格局不合理,企业小而散,产大价小。
截止到2011年9月,中国发放生产许可证的铅酸蓄电池生产企业共计已经达到1864家。
而这些在册企业的总产能,与美国30余家铅酸蓄电池生产企业的总产能相比,只能打成平手。
众多小型企业由于产能低,市场抗风险能力差,生产长期处于无规则的运行状态,使产业原材料市场和产品终端市场高度弹性化,阻碍了产业的持续稳定发展。
特别是低水平重复建设和恶意竞争使得产业的产大价小,中国蓄电池的总产量占到了全球总产量的50%,而产值只占到30%左右。
从产品结构上看,中国本土的铅酸蓄电池生产商与跨国铅蓄电池巨头只能形成“互补”:中国大多数企业的长项是为电动自行车配套,而日本GS汤潜、美国江森自控、意大利非凡等跨国巨头则主攻汽车、移动通信等产业。
从研发水平上看,按照行业协会的说法,中国本土的铅酸蓄电池生产商中的旗舰,目前的水平是“与国际先进水平接轨”。
中国始终在追随先进者的脚步。
跨国铅酸蓄电池巨头,只将中国作为生产基地,研发力量依然放在其本土。
从管理能力上看,中国本土铅酸蓄电池企业多,不论是对行业标准的执行力度、对员工劳保的重视,还是与周围社区的沟通,甚至是危机公关能力,都逊色于国外先进同行。
从技术能力来看,部分技术已达到国外先进水平,甚至超于一些发达国家,但受到原材料质量、制造设备精度以及管理水平、人员素质等因素影响,我国铅酸蓄电池产品的质量和水平还相对国外落后5年左右。
2.政府支持力度小,国际环境逐渐恶化。
进入“九五”后,国家对铅酸蓄电池产业的支持政策逐渐减弱,同时一系列限制铅酸蓄电池产业发展的政策陆续出台,如国家高新项目的申报、取消出口退税、限制来料加工等。
这无疑对铅酸蓄电池这个具有高度资源循环型、高安全性产业的发展带来了诸多不利因素。
中国是世界最大的蓄电池出口国,年出口量在200亿元人民币左右。
随着欧盟对中国出口蓄电池实施的绿色壁垒及印度、美国的反倾销与技术壁垒,特别是中国2006年9月取消了铅酸蓄电池13%的出口退税和禁止来料加工贸易,加之近几年人民币的持续升值,中国出口的铅酸蓄电池价格成本增长了30%左右,在国际市场上逐渐失去了政策优势和价格优势,使得中国蓄电池的出口量锐减。
大量的出口蓄电池转向内销,加剧了国内市场的供需矛盾。
3.国家和企业未建立完善的废旧电池的回收体系,社会回收渠道、冶炼方式混乱,在造成严重环境污染的同时又造成了严重的资源浪费。
1.2.4.技术变革对中国铅酸蓄电池行业的影响铅酸蓄电池材料当中大多以重金属为主,因此,环保成为制约铅酸蓄电池行业发展的主要问题。