由于前几年通讯和信息技术发展缓慢,再加上其他领域的总体经济状况不景气,欧洲的铅酸蓄电池工业遭受了消极的影响。这种情况对工业蓄电池市场的影响大一些,而对汽车蓄电池市场的影响则较轻。蓄电池这一行业通过增强自身实力和专业性,已适应这种不断变化的趋势,但单凭在这两个方面努力,要取得以后的成功是不够的。这个行业在通过完善制造体系来提高效率方面还面临着严峻的挑战。但更为重要的是要为现在和将来的应用研发新的产品。可以将已有铅酸蓄电池技术用于能源网和混合型汽车蓄电池、新型的备用和牵引蓄电池和改进型汽车蓄电池的研制。以现在蓄电池行业的实力,更深一步的推动发展该行业有着巨大的潜力。蓄电池行业必须要应对这个巩固铅酸蓄电池作为重要的电能储存设备地位的挑战。
1 2002年的欧洲蓄电池工业
近几年蓄电池工业一直发生着变化,最近十年来电信和信息技术发展的停顿对这个行业的影响最大,而且还将持续。许多公司在汽车和工业这两种蓄电池市场的利润率已逐渐降低。
许多汽车蓄电池和工业蓄电池公司在不断加强铅酸蓄电池的实力并进一步提高该行业的专业化水平。INVENSYS 早在2002年就将HAWKER的业务卖给了ENERSYS,同时两家公司都把重心放在工业铅酸蓄电池上,而HAWKER早就将它的专业锂电池业务剥离给了SAFT,其业务已不包含汽车蓄电池了。JOHNSON CONTROLLS 取得了HOPPECKE 公司汽车蓄电池业务,让后者只生产工业蓄电池,近期JOHNSON CONTROLLS宣布要夺得VARTA 公司的汽车蓄电池业务的计划。EXIDE 的总体地位的夺得有赖于其美国总公司良好的财政情况,当然欧洲的公司并没有陷于破产的边缘。FIAMM通过收购AKUMA和UNITED ENERGY 来增强其实力,不同的公司之间在进行着生产操作的合理化分工。蓄电池整个行业结构及个体业务变化所带来的影响并没有对新技术给予足够的投资。该行业的关键问题是如何保证其未来发展的健康和繁荣。
2 以技术来改善商业业绩
人们常常把铅酸蓄电池看成是一种落后、没有发展前途的技术,如果要在这个行业中获得更大的发展就必须改变这种观念。事实很清楚,铅酸蓄电池的产品技术和制造技术都取得了巨大的进步,蓄电池比以前更可靠、更便宜而且不需要维护,此外由于铅的毒性所带来的环境压力提高了铅的回收率。
蓄电池的发展方向有两方面,一方面是行业实力的增强和相互联合提高生产效率,并且在一定程度上主要集团之间能达到相对的稳定性;另一个方面是技术的发展,应用于各种负载上的铅酸蓄电池可以获得改进,特别是12V和36V的汽车用阀控式密封铅酸蓄电池。用于各种型号的电动车和混合型电动车的蓄电池要求更多的能源动力,在未来的几年中将会开辟新市场,虽然具有较高能量密度的镍/氢蓄电池和锂蓄电池有利于应用在电动车中,但强劲的发展计划将使铅酸蓄电池成为重要的选择对象。此外对汽车蓄电池所进行的改进也适用于备用和牵引蓄电池。
铅酸蓄电池行业需要提高其作为创新者的形象。对研究和开发的投资可以改进产品和工序,但每家公司必须不断改变自身能力,从而使自己的地位不断增强。
在这儿需要明确地说明一下蓄电池是否对环境产生影响的问题,蓄电池无需任何经济支持得到有效的回收并且不会散逸到环境中。工厂的有害物质的散逸已得到了完全的控制,工人的健康也得到严格措施的保护。
3 汽车蓄电池
根据不同的负载,汽车蓄电池根据不同的应用必须符合不同的要求和回收责任。
蓄电池的不同要求水平:
36V SLI汽车蓄电池(用于高能补充放电)
36V 停止和启动蓄电池
36V 混合型(帮助启动和能源再生)
36V 适当混合型(高电压)
电压范围的不同可满足从混合型电动车到更高级的船用电源的要求。第一个阶段,把电压从12/14V调到36/42V,这样有利于降低电流,将每次发动机停止和启动作为一个循环,这种循环将过于繁重;下一阶段, 交流发电机作为一台综合发动机在车辆刹车后提供恢复能量并提供起动和加速时能源的补给。在这种情况下,蓄电池需要在一个不饱和充电状态下(POSC)工作,如果以小放电量使用,蓄电池就会有很长的循环寿命。混合型电动车需要更高的能量达到高电压(144V或更高),这通常被看成是铅酸蓄电池和镍/氢蓄电池和锂蓄电池的分水岭,但铅酸蓄电池在这个领域仍然具有潜力。
汽车蓄电池将会从现在的富液式结构趋向于12V VRLA型式,因为后者在起动性能、循环性能和安全性方面都具有优势。在这一领域内36V电池的改进和对生产成本的有效控制都会比12V电池的发展会更好些。
从长远来说,燃料电池会为蓄电池开辟新的机遇。燃料电池的较小体积意味着只能提供车辆在匀速时需要的电量,但提供不了车辆加速时需要的最大电量。蓄电池的本质就是提供能量并能允许再生,这种职责同混合电动车一样,这方面最终有利于燃料电池的应用。
我们需要重新评价新材料技术,活性物质仍是铅基化合物,但利用率会得到提高,使用铅来制造蓄电池的板栅(集电极和支撑架)还是最佳选择。板栅涂层和板栅成分会更有效。甚至可以考虑采用双极板的新结构。
4 备用蓄电池和牵引蓄电池
备用蓄电池已经发展成两个方向:UPS系统使用的短寿命、高能量密度和电信部门使用的长寿命、低能量密度。改良的设计促进了电极集中的水平,延长蓄电池的寿命,在蓄电池的耐久和能量密度之间要认真考虑。
同样地,了解汽车蓄电池的可靠性,会增加采用牵引蓄电池的阻力,却可进一步使VRLA蓄电池在牵引动力方面的应用变为可能,但要增加其能量密度。
5 未来之路
铅酸蓄电池行业正处于一个重要的阶段,通过扩大生产规模来提高效率的空间有限,对产品和工艺的革新将成为未来的关键所在。铅酸蓄电池技术仍然是一项具有优势的技术,特别体现在汽车领域——一个事实上最大的具有潜力的市场。