近年來，隨著環境污染日益加重，各國越來越重視清潔能源、可再生能源的發展，儲能作為提高可再生能源穩定性的重要技術支撐，也迎來了長足的發展。目前業界最為看好鉛炭電池、液流電池和鋰電池三種儲能技術用電池，但液流電池成本較高，且技術成熟度遠不及另外兩種電池技術，而鋰離子電池在單體電池一致性方面存在一些問題，因此，有業內人士認為，鉛炭電池有可能成為最為可行的儲能技術。

鉛炭電池是一種由傳統鉛酸蓄電池演化而來的電池，它成功地將鉛酸蓄電池和超級電容器合二為一，在發揮超級電容器短時間大容量充電特點的同時，也保持了鉛蓄電池高比能量的優勢。除了良好的充放電性能和較長的使用壽命，鉛炭電池還在循環壽命、性價比、安全性、低溫性能、生產及回收工藝方面都具有明顯優勢。

鉛炭電池戰勝鋰電池、液流電池等其他儲能電池的主要原因，是其低廉的度電成本。大多數儲能技術以每千瓦或每千瓦時計算出的成本太高，阻礙了其在儲能領域的廣泛應用。盡管傳統鉛酸電池價格較低，但因較短的循環壽命，在儲能系統中其度電成本也不具有優勢；鋰離子電池雖然單體可以實現幾千次的循環壽命，但因單體容量小、大量單體成組后的電池組循環壽命大幅縮短，其儲能系統中其度電成本依然較高。而鉛炭電池的度電成本可低至0.5元/kWh，在規模化生產的基礎上，FCP鉛炭電池甚至有望將度電成本降至0.4元以下。

我國的儲能市場目前還處于初級發展階段，鉛炭電池憑借其優異的性價比和良好的經濟性能，令其在諸多應用中不借助補貼也能實現盈利。在電儲能設施的獨立市場主體地位被明確后，高性能鉛炭電池被確定為儲能設備重點攻關項目也就不足為奇。

技術優勢鉛炭電池是鉛酸電池的創新技術，相比鉛酸電池有著諸多優勢。鉛炭電池有以下優勢：一是充電快，提高8倍充電速度；二是放電功率提高了3倍；三是循環壽命提高到6倍，循環充電次數達2000次；四是性價比高，比鉛酸電池的售價有所提高，但循環使用的壽命大大提高了；五是使用安全穩定，可廣泛地應用在各種新能源及節能領域。此外，鉛炭電池也發揮了鉛酸電池的比能量優勢，且擁有非常好的充放電性能——90分鐘就可充滿電（鉛酸電池若這樣充、放，壽命只有不到30次）。而且由于加了碳（石墨烯），阻止了負極硫酸鹽化現象，改善了電池失效的一個因素。

1、正負極鉛膏采用獨特的配方和優化的固化工藝。正極活性物質抗軟化能力強，深循環壽命好，活性物質利用率高；負極鉛膏抗硫化能力強，容量衰減率低，低溫啟動性能好。

2、正極板柵采用新型特制合金和合理的結構設計，抗腐蝕性能好，電流分布合理，與活性物質結合緊密，大電流性能和充電接受能力強。

3、采用新型電解液添加劑，電池的析氫、析氧過電位高，電池不易失水。

4、當電池在頻繁的瞬時大電流充放電工作時，主要由具有電容特性的炭材料釋放或接收電流，抑制鉛酸電池的“負極硫酸鹽化”，有效地延長了電池使用壽命；

5、當電池處于長時間小電流工作時，主要由海綿鉛負極工作，持續提供能量；

6、Lead-carbon超級復合電極高碳含量的介入，使電極具有比傳統鉛酸電池有更好的低溫啟動能力、充電接受能力和大電流充放電性能。

性能方面，鉛炭電池同時具有鉛酸電池和電容器的特點。活性炭的加入，提升了電池的功率密度，延長了循環壽命，同時由于活性炭占據了部分電極空間，導致能量密度降低，也可能增加電極析氣量。在工藝方面，活性炭的加入，增加了調漿和極片涂布難度。總體而言，鉛炭電池性能優于普通鉛酸電池，是一種先進鉛酸電池，也是鉛酸電池技術發展的主流方向。

主要問題

鉛炭電池鉛酸電池能量密集度高，適合作為太陽能和風能儲能的后備選項。鉛炭電池的推廣也面臨著成本問題。鉛炭電池的成本費用需要降低成本至每千瓦小時150-200美元才可行。

1.高碳鉛酸電池的炭材料添加量為4%以上，對于普通的鉛酸電池，碳材料的添加量為0.2%以下。那么對于鉛炭電池碳材料的最佳添加量是一個有待探討的問題。

2.鉛粉和碳材料的混合，以何種方式加入才能使碳材料與鉛粉均勻混合，且能夠保證負極鉛-炭混合材料涂膏的穩固性，極板和鉛膏的結合能力，達到保證負極板的強度要求。

3.在進行外化成后，負極板表面有炭材料析出，出現板柵膨脹變形現象。

4.炭材料的加入會加劇負極析氫問題，使蓄電池失水嚴重，免維持性能降低，導致蓄電池失效模式發生改變。

5.炭材料和鉛粉密度相差非常大，添加后負極板的孔隙率大幅度上升，負極易被氧化。

解決方案

這電池技術的進一步研究都至關重要，在材料、設計和工程系統上的改進和成本上的降低都是很必要的。

1.若要使鉛炭電池具有超級電容的效果，炭材料的添加量一定要大于4%，國內外研究表明炭材料的添加量可以達到10%~20%。

2.若保證負極鉛-炭混合材料涂膏的穩固性、極板和鉛膏的結合能力，必須加入適用于鉛酸電池的粘結劑，例如PTFE，CMC，氯丁橡膠等。

3.要保證負極板的強度，首先在和膏時要保證鉛膏濕密度，鉛膏濕密度在4.2~4.5g/cm3最佳。加入適量粘結劑或短纖維，采用機器涂膏以增加涂膏壓力都可以達到保證極板強度的目的。

4.為防止化成時炭材料的損失和板柵膨脹變形，可以采用內化成工藝，注意內化成的電流設計工藝應適當進行調整。

5）對于負極析氫問題，可以向負極活性物質中添加適量的抑制析氫添加劑，例如氧化銀，鋅的化合物等。

6）在防止負極氧化方面，可以采取內化成工藝：若是做外化成，則要適當延長無氧干燥時間。

鉛炭電池的未來分析

鉛炭電池是一種由傳統鉛酸蓄電池演化而來的先進技術電池。之所以稱之為“先進”，是因為鉛炭電池將鉛酸蓄電池和超級電容器二合為一，在發揮超級電容器短時間大容量充電特點的技術上，保持了鉛蓄電池高比能量的優勢，從而擁有良好的充放電性能及較長的使用壽命。除了性能方面的優勢，鉛炭電池還在循環壽命、性價比、安全性、低溫性能、生產及回收工藝方面都具有明顯優勢。

近年來，鉛炭電池技術得到了長足的發展，國內多家電池企業也正在逐步完善鉛炭電池領域的布局。雙登集團是較早進行鉛炭電池研發的企業之一。從2009年開始，雙登集團就不斷在材料、合金配制、板柵結構、原料配比等多方面進行研究調整，并研發出高循環壽命的鉛炭儲能電池產品。

目前，雙登鉛炭儲能電池已經應用在IDC機房后備電源、風光儲一體化電站等多個項目中。2014年6月，圣陽股份與日本古河共同開發鉛炭電池技術，該電池的循環次數可達到鋰離子電池的1.5倍、普通鉛蓄電池的2倍以上。圣陽股份將這項技術應用于儲能、備用電源、通信基站電源等領域，并具備了批量生產能力。南都電源研發的鉛炭電池產品目前已被應用在多個國內儲能示范項目中，這些示范項目良好的運行也再次驗證了鉛炭電池系統的經濟性、穩定性和可靠性。下一階段，南都電源將在新能源儲能領域進行鉛炭電池的商業化推廣，使這項擁有良好市場前景的技術真正為企業帶來更大的利潤。

盡管鉛炭電池在技術、應用等方面已經得到較快發展，但其中碳材料的性能仍然是影響鉛炭電池整體性能的主要因素之一。據中國人民解放軍防化研究院曹高萍博士介紹，鉛炭電池負極板中的多孔炭與鉛活性物質產生協同效應，顯著提高極板比表面積和穩定性，從而提高電池循環壽命和充放電能力。

因此，對碳材料在鉛炭電池中作用機制的深入研究，將進一步提升鉛炭電池的性能。未來，對高性能碳材料的深入研究和應用開發仍將成為相關研究工作的重點，這也將進一步提高鉛炭電池的性能，實現其在儲能等領域的大規模應用。