鋅空氣電池技術(shù)優(yōu)點(diǎn)突出
鋅空氣電池，又稱鋅氧電池，用活性炭吸附空氣中的氧或純氧作為正極活性物質(zhì)，以鋅為負(fù)極，以氯化銨或苛性堿溶液為電解質(zhì)的一種原電池。與傳統(tǒng)電池，特別是與鉛酸蓄電池相比，鋅空氣電池存在諸多優(yōu)點(diǎn)。
首先，綠色環(huán)保是亮點(diǎn)，被譽(yù)為21世紀(jì)環(huán)保型新能源。由于鋅空氣電池不采用鉛、汞、鎘等重有毒的重金屬，因此其對(duì)環(huán)境的污染較小，同時(shí)不存在爆炸危險(xiǎn)，安全可靠。其次，成本低,蓄能大。原材料主要是空氣中的氧及價(jià)格低廉的鋅，故而材料易得。且它的容量比其它電池高3-10倍。如單體300安時(shí)圓柱體型鋅空氣電池，其重量?jī)H為0.75kg,而同樣的鉛蓄電池的重量則大于8kg。與當(dāng)前主流鋰汽車電池相比，資料顯示，180公斤重量鋅空氣電池能夠產(chǎn)生44千瓦時(shí)電量，續(xù)航能力350公里，而同樣電量的鋰電池重量要達(dá)360公斤。最后，充電方面優(yōu)勢(shì)突出。多數(shù)蓄能電池存在頻繁充電的缺點(diǎn)，特別是鉛酸蓄電池不能長(zhǎng)期深度放電，充電時(shí)間長(zhǎng)給客戶帶來(lái)諸多不便。而部分型號(hào)的鋅空氣電池并不是蓄電池，而是利用鋅和空氣直接發(fā)電。簡(jiǎn)單地說(shuō)，在電池用完后，用戶只需更換封裝好的鋅粉，就可以重復(fù)使用，更換的時(shí)間在3分鐘內(nèi)即可完成。
鋅空氣電池技術(shù)突破，鋅需求結(jié)構(gòu)面臨調(diào)整
鋅空氣電池優(yōu)勢(shì)雖然較多，但此前受部分技術(shù)原因及產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)沒(méi)有達(dá)成規(guī)模化，故而鋅空氣電池一直只作為一個(gè)概念，實(shí)際應(yīng)用較少。而近年隨著鋅空氣電池技術(shù)不斷改善，其離實(shí)際大規(guī)模生產(chǎn)應(yīng)用越來(lái)越近。近日，美國(guó)紐約EOS儲(chǔ)能公司(EOS Energy Storage)聲稱他們已經(jīng)開(kāi)發(fā)出一種更加綠色環(huán)保的鋅空氣電池。一個(gè)0.3千瓦的電池可以實(shí)現(xiàn)2700次充放電沒(méi)有性能衰減。其最終目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)1萬(wàn)次循環(huán)，產(chǎn)品在電網(wǎng)儲(chǔ)能中維持30年壽命。
國(guó)內(nèi)方面，2011年國(guó)內(nèi)首個(gè)鋅空氣電動(dòng)公交車正式下線，據(jù)悉此鋅空氣電池純電動(dòng)城市公交車每充一次電可行駛約300公里，最高時(shí)速可達(dá)每小時(shí)80公里，其運(yùn)營(yíng)成本比傳統(tǒng)鋰電池電動(dòng)汽車低三分之一。此外武漢泓元偉力新能源科技有限公司首個(gè)鋅空氣電池基地已于2010年10月啟動(dòng)，鋅空氣電池產(chǎn)品已進(jìn)入試生產(chǎn)階段。公司最快將于2012年進(jìn)行新能源電池的量產(chǎn)，每年為1萬(wàn)輛純電動(dòng)公交車提供動(dòng)力電池，產(chǎn)值規(guī)?？蛇_(dá)30億元，這標(biāo)志著鋅空氣電池進(jìn)入規(guī)?；a(chǎn)階段。
另?yè)?jù)我國(guó)工信部的規(guī)劃，中國(guó)未來(lái)10年將投入超過(guò)1000億元的資金，用于扶持節(jié)能與新能源汽車生產(chǎn)，使中國(guó)成為全球最大的新能源汽車生產(chǎn)國(guó)。然而當(dāng)前我國(guó)在新能源汽車開(kāi)發(fā)領(lǐng)域，純電動(dòng)公交車所用的動(dòng)力電池基本上是鋰電池。鋰電池是屬于充電性質(zhì)的電池，裝配到12m級(jí)的公交車后，每天必須到專業(yè)的充電站沖電，若用大流量的直流充電，充電時(shí)間至少要用3個(gè)多小時(shí)，若用交流充電至少要用5-6個(gè)多小時(shí)。而鉛酸動(dòng)力電池目前主要應(yīng)用于電動(dòng)自行車，電動(dòng)汽車上的應(yīng)用技術(shù)目前仍不成熟。因此從技術(shù)前景來(lái)講，鋅空氣電池后期在新能源汽車市場(chǎng)的角逐中將占據(jù)上風(fēng)。且隨著技術(shù)日漸成熟，或暗示鋅空氣電池時(shí)代已經(jīng)開(kāi)啟。
圖1：中國(guó)鋅消費(fèi)結(jié)構(gòu)變化圖
從近年中國(guó)鋅需求結(jié)構(gòu)圖來(lái)看，2011年鋅電池占鋅總需求的比例不到10%，與2005年相比不增反降。主要原因是含鋅電池在行業(yè)中并非主流，但料后期隨著鋅空氣電池產(chǎn)業(yè)規(guī)?；?，加之其他含鋅電池技術(shù)不斷革新，料鋅在電池行業(yè)的需求占比或?qū)?huì)出現(xiàn)大幅增加的情況。
表1：其他含鋅電池發(fā)展動(dòng)態(tài)
政策施壓，鉛酸蓄電池面困境
圖2：中國(guó)鉛消費(fèi)結(jié)構(gòu)變化圖
鉛酸蓄電池是鉛錠的主要需求下游，且近年來(lái)占鉛需求結(jié)構(gòu)的比重不斷增大，2011年維持在80%左右。而我國(guó)鉛酸蓄電池主要應(yīng)用在電動(dòng)自行車上，目前97.5%的電動(dòng)自行車采用鉛酸蓄電池，但鉛酸蓄電池壽命短，環(huán)境污染嚴(yán)重。據(jù)悉2011年因多起“血鉛”事件及環(huán)保整治致使全國(guó)80%以上的鉛蓄電池企業(yè)被關(guān)閉或處于停產(chǎn)狀態(tài)。
近期由國(guó)家環(huán)保部和工信部聯(lián)合制定的《鉛蓄電池業(yè)準(zhǔn)入條件》有望出臺(tái)，該準(zhǔn)入條件對(duì)從事鉛酸電池生產(chǎn)、回收處理企業(yè)的資質(zhì)、規(guī)模以及資金實(shí)力均作了相應(yīng)的規(guī)定，將限制低水平低技術(shù)含量項(xiàng)目，提高了行業(yè)門檻，目前2000-3000家的廢舊電池回收處理企業(yè)可能因門檻限制被精簡(jiǎn)至200-300家，縮水幅度達(dá)到90%。另了解到上海地區(qū)或采取措施，率先淘汰鉛酸蓄電池。制定在3至5年內(nèi)全面禁止鉛酸蓄電池電動(dòng)自行車上路的實(shí)施方案，并大力發(fā)展和采用其他新型能源，如鋰電池、Ni-H電池、鋅空氣電池等。整體看鉛酸蓄電池因并非環(huán)保型新能源，所以在政策上有諸多限制，因此近一至兩年的需求前景可想而知。
此消彼長(zhǎng)，鉛強(qiáng)鋅弱局面或再次逆轉(zhuǎn)
圖3：倫鋅與倫鉛價(jià)差走勢(shì)圖
從歷史數(shù)據(jù)來(lái)看，2006年倫鋅比倫鉛一度高出3000美元/噸以上，但隨后受鉛鋅供求面的強(qiáng)弱轉(zhuǎn)變，倫鉛價(jià)格迅速飆升，并超出倫鋅900美元/噸。但從目前基本面分析來(lái)看，近期過(guò)低的鋅價(jià)使冶煉廠開(kāi)工率大幅走低，部分新增項(xiàng)目被延后，鋅產(chǎn)能擴(kuò)張受抑制明顯。特別是中國(guó)方面，十二五期間將鋅產(chǎn)能限制在720萬(wàn)噸附近，并明確淘汰落后產(chǎn)能40萬(wàn)噸。需求上，中國(guó)經(jīng)濟(jì)整體高位運(yùn)行及城市化進(jìn)程將使鋅需求前景保持樂(lè)觀，而鋅空氣電池的規(guī)?；a(chǎn)更增加了市場(chǎng)對(duì)鋅需求空間的無(wú)限想象。而鉛則因其為污染重金屬，在中國(guó)十五期間有色金屬結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型及環(huán)境治理為主要背景下，其供需料均將受到一定限制。特別是后期鋅空氣電池對(duì)鉛酸電池產(chǎn)業(yè)的蠶食必將引起鉛鋅供需面再度轉(zhuǎn)化，鉛強(qiáng)鋅弱局面或被改寫。
