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雙碳戰略下的鉛酸電池循環生産路徑、問題與解決方案 #鉛酸電池

作者:上海有色網

在SMM主辦的2024 SMM第十九屆鉛鋅大會暨鉛鋅技術創新論壇——鉛酸蓄電池技術論壇上,東南大學教授雷立旭講解了雙碳戰略下的鉛酸電池循環生産路徑、問題與解決方案。

“雙碳戰略”源起和實作路徑

溫室氣體和溫室效應

人類活動産生的主要溫室氣體:H2O和CO2

使用更多的可再生能源,通過降低能耗和資源消耗減少溫室氣體排放

工業品的循環生産

可再生能源的開發和使用

雙碳戰略下的鉛酸電池循環生産路徑、問題與解決方案 #鉛酸電池

必須建立超大規模儲能電站以應對可再生能源的波動性

超大規模指的是GW或者TWh的規模,儲能電站的儲能方式包括實體儲能和電化學儲能,電化學儲能譬如锂離子電池、鉛酸電池以及液流電池。

建立GW/TWh規模的鉛酸電池儲能大樓

鉛酸電池是安全的

已為機要部門默默服務百年;柴油潛艇的水下航行能源

鉛酸電池價廉物美

已為普通百姓安全服務十餘年

鉛酸電池是全球回收資源化、循環生産做得最好的工業産品

緻命缺點:鉛酸電池能量密度低、循環壽命短

鉛酸電池的循環生産:路徑、問題與解決方案

雙碳戰略下的鉛酸電池循環生産路徑、問題與解決方案 #鉛酸電池
雙碳戰略下的鉛酸電池循環生産路徑、問題與解決方案 #鉛酸電池

結論:生産何種鉛酸電池?

單極耳/全極耳電池

•電流密度分布不均勻,遠離極耳的地方會産生充放電不充分,應當是硫酸分層、負極下部硫酸鹽化、活性物質使用率低的主要原因

•電流在極耳處過度集中,産生大的歐姆熱。這是锂離子電池安全隐患的來源之一

無極耳雙極性電池

電流密度分布均勻,無上述問題。

是以,綜合來看,雙極性電池是必然的選擇。

雙碳戰略下的鉛酸電池循環生産路徑、問題與解決方案 #鉛酸電池

如何制造雙極性鉛酸電池

集流體使用加強鉛箔,端闆使用包鉛鋁(銅)闆;

正極活性物質使用化學合成的4BS;

負極活性物質使用化學合成的PbSO4;

隔膜使用膠體電解質隔膜;

使用緊裝配,四周用不導電的膠密封;

根據需求和制造技術确定容量(單片電極Ah數)和電池電壓(2n V)。

能量密度:~80 Wh/kg

功率密度:> 800 W/kg

一種新的化學反應技術:少溶劑固态化學反應

1. 目前的溶液化學反應過程使用了太多的溶劑:反應不能進行到底!

2. 使用少量的溶劑可以想辦法使自發反應進行到底,同時克服固态化學反應傳質難題。可以說揚二者之長避二者之短。

雙極性鉛酸電池的應用場景

順應國家關于可再生能源開發、碳達峰、碳中和戰略:高安全性超大規模長時儲能系統(儲能大樓);家用到中小型企事業機關用各種高安全性後備儲能系統。

高安全性短續航裡程電動車、電動摩托。

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