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楊裕生院士：“863”計劃應(yīng)支持鉛酸電池技術(shù)發(fā)展

最近，美國總統(tǒng)奧巴馬宣布，撥款24億美元支持美國48個項目發(fā)展“下一代電池和電動車”生產(chǎn)，其中用于電池及其材料生產(chǎn)的為15億美元。細(xì)觀其內(nèi)容，鉛酸電池“竟然”包括在“下一代電池”內(nèi)。

“十五”期間，電動車專項的一次動力電池進(jìn)展評估會上，我向科技部分管“863”計劃的一位副司長建議發(fā)展高技術(shù)鉛酸電池。他回答說，鉛酸電池太古老了，不能列入高新技術(shù)，否則，我們要被人罵的。說話態(tài)度很誠懇，看來確有為難之處。

當(dāng)時，正是燃料電池處于巔峰的地位，對動力鋰離子電池的支持也不是重點，何況古老的鉛酸電池呢！

是的，鉛酸電池的確很古老，從1859年法國普蘭特發(fā)明鉛酸電池算起，鉛酸電池整150歲了。但是，老樹也會發(fā)新芽的。燃料電池是1839年英國格羅夫發(fā)明的，170歲了，比鉛酸電池年長整整20歲，“863”計劃不是大力、持續(xù)支持了嗎？

這些年，我在不同場合繼續(xù)呼吁重視鉛酸電池技術(shù)的發(fā)展，效果毫無。今見奧巴馬宣布的“下一代電池和電動車”支持計劃，其中就有3430萬美元和3250萬美元分別支持兩家公司發(fā)展“超級電池”的項目，不禁令人感慨一番。

什么是“超級電池”

所謂“超級電池”（UltraBattery），是將超級電容器與鉛酸電池的并聯(lián)使用（可稱“外并”），進(jìn)化為“內(nèi)并”(lead-acid battery with a carbon supercapacitor combination)，就是將雙電層電容器的高比功率、長壽命的優(yōu)勢融合到鉛酸電池中，在保持“外并”提高功率、延長電池壽命優(yōu)點的同時，又能簡化電路，提高比能量，并降低總費用。它在我國已經(jīng)大發(fā)展的電動自行車和正在啟動的電動汽車中，將產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

“超級電池”關(guān)鍵技術(shù)有二，一是適合于硫酸電解液的高性能電容炭材料，二是電容炭與鉛負(fù)極的復(fù)合。

我在研究雙電層電容器的過程中，早就有意（也有基礎(chǔ)）研究這種復(fù)合式電池，但苦于得不到支持?，F(xiàn)在美國的“專項”出爐了，其對“超級電池”的支持經(jīng)費若換算成人民幣約為4.5億元，但愿這“外來的和尚會念經(jīng)”，能夠在中國戒除對鉛酸電池的偏見，使鉛酸電池技術(shù)獲得扎扎實實的支持。

鉛酸電池生命力旺盛

鉛酸電池經(jīng)歷150年而不衰，在鎘—鎳電池、氫—鎳電池、鋰離子電池等新型電池相繼上市的幾十年中，仍能牢固地占據(jù)半數(shù)以上的市場份額；我國電動自行車年產(chǎn)近2000萬輛，保有量近億輛，絕大多數(shù)配用鉛酸電池；全世界的各種內(nèi)燃機車，每一輛都用一塊鉛酸電池，這絕非偶然。除了其技術(shù)成熟、廉格低價、安全性高等傳統(tǒng)的突出優(yōu)點外，與它近些年在競爭中發(fā)展了許多新技術(shù)密切相關(guān)，如全密封式、管式、水平式等新結(jié)構(gòu)；新組分鉛合金電極，促進(jìn)比能量逐漸提高，循環(huán)壽命可長達(dá)4500次（70%DOD）。所以說，鉛酸電池沒有過時，鉛酸電池有新技術(shù)?！俺夒姵亍北闶瞧渲械囊环N，可大減重量的泡沫炭板柵是又一種。

“863”計劃應(yīng)該支持“超級電池”，不宜遲疑。為此，我建議政府拿出4500萬元人民幣（相當(dāng)于美國的1/10），支持兩三個產(chǎn)—研組合，再加上企業(yè)的1∶1配套資金，用兩年的時間研制“超級電池”及其電容炭，并形成一定規(guī)模的生產(chǎn)能力。這也是應(yīng)對金融危機、拉動內(nèi)需的最好舉措之一。

“超級電池”有利于減輕鉛污染

一說到鉛酸電池，往往必說鉛有污染環(huán)境的問題。其實，鉛酸電池是所有電池中回收率最高的品種，而且大企業(yè)生產(chǎn)過程對鉛也已有嚴(yán)格控制。要切實解決的是鉛礦開采冶煉中和廢電池再生中的鉛、酸污染；只要環(huán)保部門認(rèn)真負(fù)責(zé)抓緊，問題并不難解決。

“超級電池”內(nèi)的用鉛量比現(xiàn)有鉛酸電池大為減少，使用壽命延長又能減輕再生的工作量，這些均直接有利于減輕鉛的污染。

發(fā)展“超級電池”，利莫大焉！（作者系中國工程院院士）

“863”計劃應(yīng)支持鉛酸電池技術(shù)發(fā)展

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