第1章　概論

1.1　鉛碳電池的結構原理和性能特點

1.2　鉛碳電池的市場

1.3　鉛碳電池的發展狀況

參考文獻

發展新能源汽車和非化石能源，保護地球環境，減少二氧化碳排放，已經成為世界各國的共識，在新能源汽車和太陽能風能利用中，動力電池和儲能電池成為發展的瓶頸。有各種電池體系可以選擇，但是必須滿足五大要素：安全可靠、比能量高、比功率高、使用壽命長和價格低。

在目前的電池中，鉛酸電池仍然是性價比最高的電池，鉛酸電池回收率最高，可達98%以上。鉛酸電池自1859年發明以來已有150多年的應用歷史，安全可靠。在電動汽車發展的歷史中，首先采用的就是鉛酸電池。

世界上第一輛電動汽車于1881年誕生，發明人為法國工程師古斯塔夫·特魯夫(Gustave Trouve)。這是一輛用鉛酸電池為動力的能實際操作的電動三輪車，包括乘客在內的整個重量只有160kg，共有12個電池綁在車后面。對于GustaveTrouve來說這是神奇的一年，但最終卻失敗了，因為這些電池只能讓車開上26km。幾乎在同一時期，奔馳發明了內燃機汽車，并且申請了專利技術，這項技術可以讓車跑上更長的里程。這就是第一輛電動車的終結，非常不幸。到了1972年，寶馬公司生產出了第一輛電動車，用于慕尼黑運動會上為馬拉松運動員開道。這些電池在當時是非常先進的，主要使用了鉛酸技術，根據當時的設計要求，里程可以達到45km，目標就要希望能夠覆蓋馬拉松全程。在此后的40多年，隨著電氣化進程的發展，電動汽車經歷了一千多種類似的樣子，現在全球混合電動汽車、插電式混合電動汽車、純電動汽車等，各種新能源汽車百花齊放。動力電池技術也在不斷發展，鉛酸電池、鋰離子電池、Ni-MH電池和燃料電池都各有應用領域。傳統的鉛酸電池在低速電動汽車應用領域有優勢，但是在其他新能源汽車中應用已經力不從心。

近幾年以來，鉛碳電池和超級電池像一匹黑馬，出現在新能源汽車電池和儲能電池領域。鉛碳電池在鉛酸電池的基礎上，克服了鉛酸電池在混合電動汽車、電動汽車和儲能應用方面的不足，保留了鉛酸電池安全可靠、回收率高、價格低的優點，因而有廣闊的市場前景。在鉛酸蓄電池的負極中添加碳元素，引起了廣泛重視。碳元素添加劑使古老的鉛酸蓄電池又煥發了青春。隨著負極中添加碳元素的量和結構的不同，出現了如“超級電池”和“鉛碳電池”等新型鉛酸蓄電池的品種，有人比喻是鉛酸蓄電池的重生，更有人認為是鉛酸蓄電池的第三次革命，這種評價也許為時過早，還要視鉛碳電池在工業中應用和推廣的程度評判。我們之所以命名為鉛碳電池，是因為電池的命名主要是依據正極和負極的活性物質在元素周期表中的名字來確定的，鉛碳電池中的碳已經不是以前意義上的負極添加劑，而是碳材料部分或全部取代了負極活性物質海綿鉛。為了對負極加入碳元素的這種新型鉛酸蓄電池有一個比較系統的了解，結合幾年來我們對鉛碳電池的研發和了解，編寫了這本書。

先進鉛蓄電池聯合會(ALABC)的項目經理鮑瑞斯·莫納霍夫(Boris Monahov)認為：碳在鉛酸電池使用的各種元素中排名第六位，碳在硫酸電解液中具有高的化學穩定性，碳的質量輕，自然界的儲藏量充足，成本相對比較低，為電池的電極和結構提供了獨特的好處，提高了電池的質量和強度。炭黑早已被用作負極活性物質(NAM)的添加劑之一，其他還有硫酸鋇、木素磺酸鈉等作為負極膨脹劑，使負極在充電放電的循環使用過程中保持海綿鉛狀態。我們現在所介紹的鉛酸電池負極中加入碳元素具有更獨特的作用。