铅酸蓄电池和锂电池的可持续发展调查报告

(宁波大学科学技术学院，宁波 315300)

铅酸电池(VRLA)，是一类电极主要由铅及其氧化物所制作而成，电解液成分为硫酸溶液的蓄电池。从法国人普兰特于1859年创造该电池以来，这种电池已经存在大约500年的历史。通过人类社会不断地创新与发展，铅酸蓄电池无论在进行理论研究还是其本身产品的种类和品种以及产品的电气性能等方面都有了长效的增进。在目前的经济社会中，铅酸蓄电池不论是在交通、通讯、电气、军事应用或是在航海、航天等各个重要经济领域，都具有了不可替代的重要地位。

锂电池是一种把锂金属或者锂合金当作负极材料，并且用了非水电解质溶液所制作成的电池种类。与铅酸电池相比较，锂离子电池发明出时间较晚，索尼公司推出全球第1只锂离子电池是在1990年。 锂离子电池不仅具有能量密度高、使用相对安全、没有记忆效应等优点，而且较为环保(不含铅、镉、汞等对环境有污染的化学元素)， 相比传统电池全面占优，所以锂离子电池自问世以来就发展迅猛，市场规模飞速扩大，未来几年可能将超越铅酸电池成为用量最大的二次电池产品。

通过我国近几年来对于铅酸电池业的大范围整改，有些人认为对于锂电池来说，取代铅酸电池将成为一个大趋势，但目前我们国家在铅酸电池的产出方面依然占据着全球较大的份额，这种现象说明铅酸电池目前依然被世界市场所接纳，并且短时期内无法撼动其在中国乃至世界上的地位，而纵观世界上铅酸电池产业的整体生产链，中国国内的铅酸电池的产出和利用已经可以达到有效的平衡。而目前想要达到铅酸电池的可持续，就必定需要完善铅酸电池相关的回收模式以及管理办法，以达到促进铅酸电池行业的进一步成长的目的。

在和铅酸电池比较之下，锂电池拥有密度较高、寿命更长、体积更小、重量相对轻、环保等巨大优势，是非常具有代替铅酸电池的前景的。但在铅酸电池运用较为广泛的电动车领域，铅酸电池替换为锂电池的实际比重不超过10%，据最新的电动车行业协会领导所预测的数据来看：2019年锂电池电动车的销售量大致为400万辆，而整个电动车行业的生产销售量大概为3800万辆。从数据上看，铅酸电池替换为锂电池的市场响应，并不那么强烈，那么将铅酸电池替换为锂电池的主要障碍在哪些方面呢？

首先，锂电池性价比优势并不突出。据众多锂电车的经销商反映：部分采用国产锂电池组的电动车，这类电动车返修率较高。数据显示目前我国国内实力较强的锂电池生产企业所生产的锂电池，其返修率为5%左右，而实力较为一般的中等锂电池企业(pack)所制造出来的部分锂电池，其返修率居然达到了13%之高。而除却返修率高这一方面，不同锂电池的价格差距十分悬殊：同规格下，用锰系材料所生产的锂电池组市场售价大概为500元/组，而由镍钴锰三元材料所生产的锂电池组的售价大约为650元/组。虽然pack锂电池的售价只有320元/组。但实验表明，这类pack锂电池的使用量达到一年后，电池的使用容量将大大削弱，以致用户没有办法正常进行使用，由此可见锂电池产生的成本将大大超过铅酸电池。而使用锰系材料和三元材料所进行生产加工的锂电池同铅酸电池相较之下，除去体积更小和重量更轻的削微改变之外，并不具有太大的明显的优势，且大部分锂电池的使用在超过2年之后，电池本身的衰弱将达到没有办法满足长距离驾驶的要求的程度。

其次，锂电池的返修的时间较长的问题，严重地制约了消费者的消费体验。一旦锂电池在出现问题后进行返厂修理，其修理时间将最少达到一周，部分产品则需要更长的时间，极大地浪费消费者的宝贵时间，而产品返修率高和返修时间过长这两个问题相加，将极大打击了消费者使用产品的欲望。而锂电池组返修时间过长的关键在于，锂电池的经销商一般不具备维修或更换锂电池里导致出现问题的电芯的能力，而想要维修，经销商需要通过快递等方式将问题产品送到制造企业，通过使用专业的设备，来修理问题锂电池。锂电池业这两种普遍存在现象正是对锂电池大规模替换铅酸电池失败的关键因素。

最后，锂电池无法像铅酸电池一样受得了折腾，在锂电车的使用中，一旦锂电池遭到外界刺穿、或者受到强烈的撞击，就十分容易导致燃烧与爆炸，并且锂电池对于使用的充电器有着极高要求，首先锂电池需要专门的充电器而无法使用投币充电器来进行充电的操作，而一旦通过锂电池本身的电流过大，极有可能对锂电池内部的保护板造成破坏从而燃烧或者爆炸。再有，由于中小企业缺乏对锂电池的高标准制造能力，导致市面上锂电池产品的良莠不齐，而大量低端锂电池由于成本较低售价较低，冲击着市场，从而导致经销商对合格的锂电企业的选择更加困难。由此可见，锂电池如果要实现替换铅酸电池成为市场首选，依然存在很多的亟待解决的问题，如果无法解决上述提到的问题的话，那么今后锂电池的市场发展依然十分困难。

而对于生产铅酸电池的过程之中中所导致的污染问题，国内已有部分厂家做到对这些污染物进行的管理和利用，而从大范围来看，目前国内进行生产铅酸电池的生产商对于铅污染所导致的环境污染问题都有一定的重视，都能对铅酸电池生产过程所形成的污染物进行了管理和利用，而一些大型的在进行生产之前都已经按照国家的规定，在进行设施建设之初就基本配置了有效的环保系统。这些环保系统可以对生产过程中产生的部分如铅尘、铅废水、酸雾等污染物进行回收使用，从而达到节约水资源、减少了铅化污染的目的。这类环保设备对于保证废水以及废气的安全有效的排放具有强有力的保障。

然而，不可否认的是，目前在生产铅酸电池的厂商中，依旧存在一些中小型企业不按照规定进行铅酸电池的生产，环保设备形同虚设，甚至于某些私人作坊，连环保设备都没有，对于这类生产商，普通的市场规章制度已经无法制约他们，社会需要的是政府出面对他们进行管理，对于一些达不到排放标准的企业依法进行严格的限制或是督促其置备合格有效的环保设施，否则不得进行生产。对铅酸电池进行科学有效的回收具有重大意义，这种回收有利于减少资源的二次浪费，由于铅酸电池具有极高的回收价值，一些发达国家在铅酸电池的废旧处理和利用上已经有十分完善的经验，在对废弃物的处理上已经高度智能化和机械化，他们通过在密封、负压的环境下生产后，通过有效的设备一方面安全地将废水废气进行处理，另一方面可以将塑料、酸和铅膏等可利用元素进行分离，然后再将铅膏进行脱硫化处理，低温炼化。如此先进的处理工艺，将铅酸电池的回收利用率提高到了96%。

加强废旧铅酸蓄电池的处理，不仅需要铅酸电池生产业内的厂商进行自我约束，通过合法的处理公司将这些蓄电池进行回收和利用，做到全面符合国家所要求的各项环保指标，也需要国家法律与政策的支持。在企业与国家两方共同的努力下，才可能有效地防止由于铅酸电池处理不当而对环境造成的二次破坏。目前针对铅酸电池行业所存在的环保有关的问题，行业内有众多的不具备处理污染能力的小企业是这类污染的主要来源，这些企业还是需要通过政府部门出台相关政策来制约他们，需要政府部门对行业出具相关的行业生产标准和回收标准，这样，对于铅酸的电池的可持续发展具有非常重要的意义。