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1、铅酸蓄电池运行新格局透析 1.1 铅酸蓄电池简介及分类 铅蓄电池原理图铅蓄电池(Sealed Rechargeable Battery)：常用的充电电池除了锂电池之外，铅酸电池也是非常重要的一个电池统。但其体积和重量一直无法获得有效的改善，因此目前最常见还是使用在汽车、摩托车发动之上。铅酸电池最大的改良，则是新近采用高效率氧气重组技术完成水份再生，藉此达到完全密封不需加水的目的，而制成的“免加水电池”其寿命可长达4年(单一极板电压 2V)。铅蓄电池的特点：铅蓄电池的优点是放电时电动势较稳定，缺点是比能量（单位重量所蓄电能）小，对环境腐蚀性强。铅蓄电池的工作电压平稳、使用温度及使用电流范围宽、能
2、充放电数百个循环、贮存性能好（尤其适于干式荷电贮存）、造价较低，因而应用广泛。铅蓄电池的工作原理：铅蓄电池由正极板群、负极板群、电解液和容器等组成。充电后的正极板是棕褐色的二氧化铅（PbO2），负极板是灰色的绒状铅（Pb），当两极板放置在浓度为2737的硫酸(H2SO4)水溶液中时，极板的铅和硫酸发生化学反应，二价的铅正离子（Pb2+）转移到电解液中，在负极板上留下两个电子(2e-)。由于正负电荷的引力，铅正离子聚集在负极板的周围，而正极板在电解液中水分子作用下有少量的二氧化铅（PbO2）渗入电解液，其中两价的氧离子和水化合，使二氧化铅分子变成可离解的一种不稳定的物质氢氧化铅Pb（OH4）。氢
3、氧化铅由4价的铅正离子（Pb4+）和4个氢氧根4（OH）-组成。4价的铅正离子（Pb4+）留在正极板上，使正极板带正电。由于负极板带负电，因而两极板间就产生了一定的电位差，这就是电池的电动势。当接通外电路，电流即由正极流向负极。在放电过程中，负极板上的电子不断经外电路流向正极板，这时在电解液内部因硫酸分子电离成氢正离子（H+）和硫酸根负离子（SO42-），在离子电场力作用下，两种离子分别向正负极移动，硫酸根负离子到达负极板后与铅正离子结合成硫酸铅(PbSO4)。在正极板上，由于电子自外电路流入，而与4价的铅正离子（Pb4+）化合成2价的铅正离子（Pb2+），并立即与正极板附近的硫酸根负离子结合
4、成硫酸铅附着在正极上。随着蓄电池的放电，正负极板都受到硫化，同时电解液中的硫酸逐渐减少，而水分增多，从而导致电解液的比重下降在实际使用中，可以通过测定电解液的比重来确定蓄电池的放电程度。在正常使用情况下，铅蓄电池不宜放电过度，否则将使和活性物质混在一起的细小硫酸铅晶体结成较大的体，这不仅增加了极板的电阻，而且在充电时很难使它再还原，直接影响蓄池的容量和寿命。铅蓄电池充电是放电的逆过程。铅酸蓄电池充、放电化学反应的原理方程式如下：正极：PbO2 + 2e + SO4 2- + 4H+ = PbSO4 + 2H2O负极：Pb -2e + SO4 2- = PbSO4 总反应：PbO2 + 2 H2
5、SO4 + Pb = 2 PbSO4 + 2H2O按铅酸电池的性能可分为： 1、干荷电蓄电池：极板处于干燥的已完全充电状态的蓄电池。如：6-QA-100型电池。（主要使用在汽车上）2、非干荷电蓄电池：极板处于干燥的半充电状态的蓄电池。 如：6-Q-135J型电池。（主要是使用在汽车上和轮船、动力机车等）3、免维护蓄电池：采用低锑合金，使用期间只进行少量维护即加水期延长。如：55B24LMF型电池。（主要使用在小型轿车）4、免维护蓄电池：在使用中无需维护和添加纯水的蓄电池。（富液）如：6-QW-54 型电池（主要使用在小型轿车）5、阀控式密封免维护蓄电池：采用吸附式超细玻璃纤维隔板和负板活性物质
6、过量设计。如：MSE-500型电池。（主要使用在电动车自行车、UPS备用电源）一般情况下我们把电池分为三个种类来修复，富液式、富液式免维护式、免维护式、富液式和富液式免维护修复方法相同。富液式：外壳一般为白色，壳体顶部有注液口，侧部有电解液高度刻度线，主要应用在大型汽车、摩托车等。富液式免维护：外壳一般不透明，无注液口，没有电解液高度指示，摇动电池能感觉到内部有水。免维护式：无注液口，没有电解液高度指示，摇动电池内部无水，主要应用在电动自行车和备用电源UPS。根据铅酸电池的用途可分为：1、起动型蓄电池：主要应用于汽车、摩托车、舰、船等。如：6-QA-60AH Q-启动用。2、小型牵引型蓄电池：
7、主要应用在电动车、小型电动三轮车。如：6-DZM-10AH3、牵引型蓄电池：用于电动车，电瓶车、电瓶插车、工矿电机车动力电源等。如：6-DA-150 D-电动车用。 启动蓄电池主要是大电流瞬间放电，牵引蓄电池需要的平稳恒流放电。一般汽车启动电流是电池标称容量的3倍电流，电动车的一般在5A-20A之间。1.2 铅酸蓄电池全球市场规模 在美国，欧洲、日本等发达国家，铅酸蓄电池的使用范围非常广泛。2004年全球年销售额为198亿美元，美国年产量达70亿美元，占全球产量的1/3。在发达国家，对铅酸蓄电池的生产、销售、使用、日常维护和保养、废旧电池复原技术处理、废旧电池的回收再利用等，都有一套极其严格和
8、规范的管理体系并形成产业化。在美国，仅铅酸蓄电池的日常保养和维护及废旧电池的复原处理和回收利用的从业人员即达数十万之众，年创效益达千亿美元之巨。在日本，铅酸蓄电池的从业人员达10余万，年创效益达数百亿美元。1.3 中国铅酸蓄电池生产消费及出口状况 1、中国铅酸蓄电池生产消费情况通过研究发现：目前蓄电池消费主要集中在汽车和摩托车市场，两者占据大多数比重，消费份额为74；电动自行车其次，为8；出口占据7的消费份额，其他的占据余下的11。不过随着我国汽车和摩托车的保有量进一步的扩大，以及国家主要城市对电动自行车行驶的解禁，这讲进一步刺激铅酸蓄电池产品在该领域的消费。 各类蓄电池的细分市场（简要） 起
9、动用蓄电池：起动用蓄电池一直是我国铅酸蓄电池行业的主导产品，无论产量、产值、规模都占这个行业第一位，由于近年来我国轿车行业的兴起，推动了起动用蓄电池的发展与需求，按蓄电池行业协会介绍，2002年我国汽车行业受轿车大量进入家庭的影响，使汽车年产量达325万辆，其增幅达38，增幅平均仅按10保守速度预测，2005年的起动用蓄电池需求量不低于2150万只（不含出口需求量）。 工业牵引用蓄电池：按行业协会对13家企业的汇总，2002年产量为31.99万KVAH，由于这个产量不是全国所有蓄电池产量的统计，约占统计量的70，所以我国牵引用蓄电池的实际需求量约为45.7万KVAH，根据我国实际发展情况定平均
10、年增长率为9，从而预测2005年需求量为59.18万KVAH。 工业铁道用蓄电池：2002年对全国七家企业的汇总年产量为21.47万KVAH，其增长幅度与上一年比达55.25。增长速度比较快，所以2002年实际产量约为30.67万KVAH。按年增长率10预测，2005年需求量为40.82万KVAH。 工业电站用固定蓄电池按行业汇总2002年其产量为17.42万KVAH，虽然不少电站的电源逐步改用大型密封蓄电池，但是实际需求市场仍不会减少，2002年实际需求约为24.93万，按年增长5估计，2005年需求可达到28.82万KVAH。 摩托车用蓄电池我国摩托车产业80年代就开始发展，生产增长速度迅
11、猛上升，到1996年年产就达917万辆，拥有量为2600万辆，但因摩托车尾气、噪声对城市污染严重，加上容易造成交通事故等使其发展受到一定程度限制。2005年摩托车用蓄电池为327万KVAH。 密封型蓄电池密封型蓄电池是近10年来发展的新产品，它有着无需维护和无酸气排放，电池可在任何方向存放和使用等优点，因生产过程比较复杂，原材料消耗比常规产品大，所以售价高，比较适合于与高附加值产品配套出厂，当前在邮电、通讯、电力、固定电源、计算机电源、灯具、仪器、电动车辆等场合广泛应用。参照电工电器行业的十五发展规划和铅酸蓄电池市场预测数据估算，2005年需求量约为216.5万，其中生产通讯需求142万，电源
12、需求38万，灯具需求36.5万（不含矿灯需求量）。今后如在生产成本上有所突破，这个产品的市场前景会更好，并有取代常规产品之势。 电动车辆用蓄电池：由于北京和上海等重点城市对电动自行车行驶解禁，电动自行车细分行业迎来了一个消费的旺盛时期，2005年中国电动自行车年生产量将近700万辆，同时依然有一些城市对电动自行车上路的限制，像广州等，及其它多方面原因，影响了这个产业的迅猛发展。 其它用途蓄电池，除了以上7类用途以外的蓄电池需求量也是很大的，其中军工用蓄电池2002年行业协会仅统计了两家企业，其年产量为6.5万KVAH，经了解船舶总公司下属有三家蓄电池厂，总后及地方军工单位下属蓄电池也有十几家，
13、所以军工用蓄电池2006年有50万KVAH（不含军工特种电池需求量）。另外，蓄电池企业商品极板规模也是很大的，因为它推动了蓄电池行业一大批蓄电池组装厂的发展，以全行业2002年10.1万KVAH规模为基础，以年增长率8推算，2006年需求达91.3万KVAH。 铅酸蓄电池出口情况 铅酸蓄电池属于高污染产品，其制粉和加酸两个生产环节对周边环境污染较大，国内生产企业虽有一定的防护措施，但其制铅粉时形成的大量粉尘和硫酸灌注过程中产生的酸雾仍会有部分弥散到空气中，严重时会引起铅中毒或易导致酸雨的形成。 欧盟、美国等发达国家出于保护本国环境的考虑，早已限制铅酸蓄电池制造业在本国的发展，转而主要自我国等发
14、展中国家采购。2005年我国铅酸蓄电池出口金额就高达8.2亿美元，比2004年增长了40以上。 起动用铅酸蓄电池：2005年，我国起动用铅酸蓄电池的出口量与上年持平，出口金额却同比增长了34.6，这主要是因为铅价格的居高不下导致电池出口价格上涨所致。 今年上半年，我国起动用铅酸蓄电池出口量为980万只，出口金额8750万美元，预计2006年全年出口量将增长710。近几年来，我国起动用铅酸蓄电池的出口量始终没有出现明显增长，建议政府主管部门限制铅等高耗能原材料的出口，提高我国铅酸蓄电池产品在国际市场的竞争优势。 其他铅酸蓄电池：其他铅酸蓄电池主要指阀控密封铅酸蓄电池，近几年来我国这类产品的出口量
15、增长很快。上半年，我国阀控密封铅酸蓄电池出口量为7187万只，出口金额达到4.07亿美元，预计2006年全年出口量将增长1520，出口量将超过1.6亿只。 2、中国铅酸蓄电池生产消费及出口状况一、铅酸蓄电池行业历史进出口量及均价情况汇总从20002006年铅酸蓄电池进口量整体呈增长态势，只有2005年较上年有所下降，进口量为2031.5万个，同比下降了5.39，2006年进口量为2315.1万个，同比增长了13.96。2007年16月进口量达到了554.52万个。 从20002006年铅酸蓄电池出口量与金额呈增长态势，由2000年的3689.92万个，增长到2006年的17815万个，增长了5
16、倍左右，年平均增长率为30。出口金额由2000年的18220.9万美元，增长到114713.15万美元，年平均增长率为36。 起动用铅酸蓄电池进口均价大于出口均价，2001年均价差为1.16美元/个，到2002年增长到23.06美元/个，20032006年均价呈逐年稳步递增趋势，2003年为4.81美元/个，2006年达到了21.02美元/个。 二、铅酸蓄电池进出口均价变动带来的启示 1、起动用铅酸蓄电池进出口均价差越来越大趋势 从上面的我国起动用铅酸蓄电池进出口均价变动可知，起动用铅酸蓄电池进口均价和出口均价都呈逐年增长态势，但进口均价相比出口均价增长较快，且均价差呈增长趋势，2006年均价
17、差达到了16.99美元/个。从数据上可知，起动用铅酸蓄电池的高端产品需大量进口，且进口价格较高，而我国主要以中低端产品出口为主。铅酸蓄电池企业不仅要注意我国出口均价的变动，更要注意进出口均价差的变动。铅酸蓄电池企业应提高产品档次，有效开发高端产品，以满足国内需求。 2、铅酸蓄电池应不断提高技术 我国铅酸蓄电池行业在全球不仅是产量大国，且出口大国，因此，面对国外频频设置的“绿色壁垒”，相应企业应积极改进生产工艺，加快淘汰落后产能的步伐，从而使企业面对不断变化的市场环境中不被淘汰。 3、铅酸蓄电池企业应不断转型升级 铅酸蓄电池属于高污染产品，其制粉和加酸两个生产环节对周边环境污染较大，国内生产企业
18、虽有一定的防护措施，但其制铅粉时形成的大量粉尘和硫酸灌注过程中产生的酸雾仍会有部分弥散到空气中，严重时会引起铅中毒或易导致酸雨的形成。 欧盟、美国等发达国家出于保护本国环境的考虑，早已限制铅酸蓄电池制造业在本国的发展，转而主要自我国等发展中国家采购。 国家拟对蓄电池出口取消出口退税，并禁止加工贸易进出口，将对我国铅酸蓄电池行业发展产生较大影响。对此，企业转型升级，引导蓄电池产业健康发展，相关生产企业应积极面对此次调整，采取应对措施渡过难关。 且2006年以来，铅酸蓄电池不可缺少的生产原材料金属铅、镍的价格大幅度上涨。由于上述原因，对铅酸蓄电池企业出口利润空间有一定积压作用，企业应重视出口均价上
19、升背后的其他因素。 1.4 国内主要铅酸蓄电池竞争企业 由于铅酸蓄电池具有成本低、技术成熟等优势，在近期国家产业发展中仍将占主流地位。在我国电池行业“十一五”发展目标规划中，到2010年铅酸蓄电池的发展目标为6679.2万kVAh。发展加快目前，国内大多数蓄电池生产厂的设备利用率已经超过90%，有的甚至达到100%。以风帆、骆驼、统一为代表的汽车蓄电池企业产量稳步增长，启动用蓄电池产量分别达到544万、196万、230万和52万kVAh，其中风帆的产量占行业总额的27.2%。为满足不断增长的市场需求，风帆公司已将年产能提高了15%，还对生产技术进行升级换代，并引进先进技术和先进测试设备来提高生
20、产效率，技术改进主要集中在功率更高免维护的高端SLA(密封铅酸电池)产品上。扬州华富实业有限公司在扩大产能的同时，研发重点是具有更快放电速度和更长寿命的轻量和高容量SLA电等。 近年来，通过兼并重组，蓄电池企业生产规模不断扩大，一些大型企业发展迅速，产业集中度在40%以上。早在上世纪90年代，蓄电池行业就开始资产重组与兼并收购。南都蓄电池公司与舟山蓄电池厂实行资产重组，成功将舟山蓄电池厂变为南都公司密封式蓄电池的又一生产基地。紧接着，哈尔滨光宇集团公司兼并安图蓄电池厂，改制后成为光宇延边蓄电池公司。1999年，北京蓄电池厂被北京首创集团收购。2003年，哈光宇集团公司与沈阳东北蓄电池股份公司达
21、成重组协议，哈光宇入主沈阳东北蓄电池股份公司。在大型铅酸蓄电池生产企业不断扩大生产规模的同时，大量民营企业异军突起。比如，2003年浙江灯塔集团股份公司被浙江卧龙集团收购，改制后更名为浙江卧龙灯塔蓄电池公司。1.5 铅酸蓄电池市场预测及其未来发展障碍 1、铅酸电池发展前景广阔铅酸蓄电池应用领域相当广泛，在汽车启动、通信、铁路、牵引等诸多领域都有应用，铅酸蓄电池已有140多年的历史，虽然与技术先进的锂电池、镍氢电池等相比能量低、深循环寿命短，但由于功率特性好、自放电小、高低温性能优越、生产和回收技术成熟以及具有廉价优势，该电池目前仍然是二次电池的主流产品，销售额居二次电池之首。铅酸电池发展前景广
22、阔目前，我国铅蓄电池仍以汽车电池为主，约占总量的六成，由于中国汽车产业的迅速崛起，汽车电池消费高速增长，近5年年均递增达17%；呈高速增长的还有电动自行车和摩托车电池，年均递增达50%。随着全球经济复苏，电信及IT网络等基础建设将加快，各种备用电源、贮能电源(风力、太阳能发电)以及特殊用途的牵引电源等，其需求将进一步增长；中国还面临着电信、IT网络电源的大面积更新以及铅蓄电池出口市场的高速增长，其他工业发展将拉动铅蓄电池工业同步发展。铅价上涨对公司业绩的压制行将结束铅酸蓄电池行业的快速发展使得其成为用铅大户，当前全球超过70%的铅应用于铅酸蓄电池制造，而铅也成为铅酸蓄电池成本的最主要部分，当铅
23、价从 2004年初的每吨不足5000元上涨到2006年底的16000元，其占铅酸蓄电池成本的比重也就从不到45%增长至70%。近年来，全球性铅价上涨和中国结构性的供求矛盾造成铅价大幅上扬，使铅酸蓄电池行业各主要公司的业绩面临巨大压力，除少数公司外，大多数行业内的主流公司处于亏损或微利状态。根据市场人士和有色研究员的估计，未来两三年铅价有望呈现稳中有降的趋势，对公司的业绩压制行将结束。2、挑战严峻欧盟、美国等发达国家和地区出于保护本国环境的考虑，早已限制铅酸电池制造业在本国发展，转而向中国等发展中国家采购。目前，我国已成为最大的铅酸蓄电池出口国。铅酸蓄电池出口退税政策在2006年被取消，出口市场
24、竞争力降低，一些缺乏竞争力的中小企业严重亏损甚至面临倒闭，在一定程度上加速了企业兼并重组以及行业重新洗牌。曾经具有中国本土优势的汽车蓄电池行业，目前面临着外资企业的严峻挑战。跨国蓄电池公司看好中国市场的巨大潜力，纷纷在中国投资建厂。美国江森自控公司、索尼、三洋、日立等知名企业纷纷在中国建立了蓄电池生产基地，还将市场从大城市逐步拓展到中小城市。NEC、博世等以生产软件与电器为主的企业也开始将业务触角延伸到蓄电池生产领域。跨国公司涌入，使国内蓄电池生产企业面临更加激烈的竞争。 虽然国内一些蓄电池企业产量很高、规模较大，但是大而不强，80%以上的产品徘徊在中低端，而在高新技术、高附加值产品领域的竞争
25、力还非常薄弱。业内人士表示，跨国蓄电池公司在中国抢占高端蓄电池市场，加剧了市场竞争。未来铅酸蓄电池技术的三大趋势 当前，车用铅酸蓄电池的用量大约占整个铅酸蓄电池用量的80%，其技术发展呈现三大趋势。一是生产免维护电化学系统。目前，只有阀控式铅酸蓄电池能满足这个要求。阀控式蓄电池大大减少了维护甚至完全免维护，因此，它比富液式蓄电池便宜。在循环寿命和比能量输出方面，阀控式铅酸蓄电池性能比富液式铅酸蓄电池差。二是提高输出功率。当前，一般采用包铅的铜扩展式板栅替代负极铅板栅来提高输出功率。另外一个发展较快的设计趋势是采用卷绕式箔片极板的高功率蓄电池。例如，美国EXIDE公司开发了汽车启动用卷绕式VRLA电池，西班牙EXIDE公司开发了高能Orbital密封阀控铅酸蓄电池。作为提高铅酸电池比功率和比能量的目标，更高级的改进技术是双极式极板蓄电池。三是提高铅酸蓄电池可靠性。蓄电池的可靠性来自生产技术，也来自充电方法。采用适用于各种类型蓄电池的充电方法，提高其循环寿命，是蓄电池技术发展的另一个重要趋势。提高安全性、舒适性以及降低能耗是汽车业发展的趋势，汽车蓄电池也将向高功率、轻量化、小型化方向发展。 同时，企业必须进一步提高汽车蓄电池的免维护性能，研究新技术、新工艺，完善阀控电池性能，降低阀控蓄电池对温度的敏感性，以保持铅酸蓄电池在化学电源中的主导地位，应对新汽车技术的挑战。