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楊裕生院士：“863”計劃應支持鉛酸電池技術發展

最近，美國總統奧巴馬宣布，撥款24億美元支持美國48個項目發展“下一代電池和電動車”生產，其中用于電池及其材料生產的為15億美元。細觀其內容，鉛酸電池“竟然”包括在“下一代電池”內。

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

當時，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年法國普蘭特發明鉛酸電池算起，鉛酸電池整150歲了。但是，老樹也會發新芽的。燃料電池是1839年英國格羅夫發明的，170歲了，比鉛酸電池年長整整20歲，“863”計劃不是大力、持續支持了嗎？

這些年，我在不同場合繼續呼吁重視鉛酸電池技術的發展，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使用（可稱“外并”），進化為“內并”(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。它在我國已經大發展的電動自行車和正在啟動的電動汽車中，將產生巨大的經濟效益和社會效益。

“超級電池”關鍵技術有二，一是適合于硫酸電解液的高性能電容炭材料，二是電容炭與鉛負極的復合。

我在研究雙電層電容器的過程中，早就有意（也有基礎）研究這種復合式電池，但苦于得不到支持。現在美國的“專項”出爐了，其對“超級電池”的支持經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”，能夠在中國戒除對鉛酸電池的偏見，使鉛酸電池技術獲得扎扎實實的支持。

鉛酸電池生命力旺盛

鉛酸電池經歷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，仍能牢固地占據半數以上的市場份額；我國電動自行車年產近2000萬輛，保有量近億輛，絕大多數配用鉛酸電池；全世界的各種內燃機車，每一輛都用一塊鉛酸電池，這絕非偶然。除了其技術成熟、廉格低價、安全性高等傳統的突出優點外，與它近些年在競爭中發展了許多新技術密切相關，如全密封式、管式、水平式等新結構；新組分鉛合金電極，促進比能量逐漸提高，循環壽命可長達4500次（70%DOD）。所以說，鉛酸電池沒有過時，鉛酸電池有新技術。“超級電池”便是其中的一種，可大減重量的泡沫炭板柵是又一種。

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

“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，而且大企業生產過程對鉛也已有嚴格控制。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；只要環保部門認真負責抓緊，問題并不難解決。

“超級電池”內的用鉛量比現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。

發展“超級電池”，利莫大焉！（作者系中國工程院院士）

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“863”計劃應支持鉛酸電池技術發展

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