高比能量密闭电池
发布日期：2011-02-28
创新成果报告
一． 前言和实施背景
1）前言
浙江海久电池股份有限公司（ZHEJANG HAIJIU BATTERY CO.,LTD。)是一家中外合资企业，其前身为浙江海久电池有限公司，公司专业研发、生产、销售各种蓄电池，以“海久”牌系列铅酸蓄电池为主导产品，致力于无镉高性能密闭小型启动及动力型电池的开发和生产，是目前国内规模最大的摩托车电池制造厂家之一，据中国电器工业协会铅酸蓄电池分会最新统计，2008年摩托车用电池系列产品的产量位居全国第一。“海久”商标为浙江省著名商标，“海久”牌系列铅酸蓄电池为国家免检产品、浙江省名牌产品，主要应用于： 摩托车、 电动车、 水上摩托艇、ATV等劲量体育运动产品及割草机、JUMPSTAR等领域。公司先后通过ISO9001质量管理体系认证、14001环境管理体系认证、清洁生产审核，欧洲CE认证、美国UL认证和SGS认证,并获得信息产业部颁布的通信设备入网许可证、国际标准合格证、出口产品质量许可证、AAA级标准化良好行为企业、计量检测体系合格证、全国工业产品生产许可证等一系列证书。
技术创新是企业发展的源动力。公司组建了一支专业的研发团队，拥有一流的电气性能试验室和化学分析试验室，研发、技术中心被认定为省、市级企业研发、技术中心；为浙江省高新技术企业，湖州市优质企业；公司研发创新能力不断增强，共获得22项专利,其中发明3项，实用新型15项，外观设计4项；受理专利5项。
2）实施背景
铅酸蓄电池是1859年由普兰特(Plante)发明的，至今已有一百多年的历史。铅酸蓄电池自发明后，在化学电源中一直占有绝对优势。它的发展经历了四个阶段：普通铅酸蓄电池、干荷电电池、免维护电池、密闭电池。普通蓄电池的极板是由铅和铅的氧化物构成，电解液是硫酸的水溶液，它的主要优点是电压稳定、价格便宜；缺点是比能低(即每公斤蓄电池存储的电能)、使用寿命短和日常维护频繁。干荷蓄电池的全称是干式荷电铅酸蓄电池，它的主要特点是负极板有较高的储电能力，在完全干燥状态下，能在两年内保存所得到的电量，使用时，只需加入电解液，等过20—30分钟就可使用。免维护蓄电池由于自身结构上的优势，电解液的消耗量非常小，在使用寿命内基本不需要补充蒸馏水，它具有耐震、耐高温、体积小、自放电小的特点。密封铅酸蓄电池和传统的敞开型电池相比，具有以下的特点：密封程度高，电解液象凝胶一样被吸收在高孔率的隔离板内，不会轻易流动；电池的板栅采用无锑铅合金，电池的自放电系数很小；电池的正负极板完全被隔离板包围，有效物质不易脱落，使用寿命长；其体积比老式电池小，而容量却比老式敞开型电池高；电池在长期运行中无需补充任何液体，同时在使用过程中不会产生酸雾，气体，维护工作量极小；电池的内阻较小，大电流放电的特性好。
本公司创新开发的高比能量密闭电池主要应用于电力，交通，通讯，军事等领域，其对电池有很高的要求；电池在恒压下要有强大的能量输出，瞬间启动电流大，具有高的输出功率，同时要求电池的重量轻，体积小，即要求电池具有高的比能量。根据市场调查，高比能量电池的市场需求为100亿元/年，市场前景广阔。
二． 成果的内涵和具体做法
1）技术路线
高比能量密闭电池的技术路线为；1、设计改进；板珊结构的改进，薄片技术的应用，焊接技术的创新，COS铸焊技术的应用，可大大改善焊接质量，提高性能。2、工艺改进；对合膏配方的改进，极大地改善电池的充电和放电性能。
2）工艺的合理性和成熟性，关键技术的先进性和效果论述：
高比能量密闭电池在技术及工艺上有很大的创新，铅膏配方的改进，使电池在恒压充电下，接受电流有了很大的提高，而放电时由于极板的孔率增多，放电电压较高，就能输出更高的能量；薄片技术的应用减少了极板的欧姆电阻，提高了导电性，减轻了电池的重量，既节约了成本，也极大地减少了资源消耗；焊接技术的改进，使极群组、极柱、嵌件三者一次成型的强度和连接效果增强，极大地提高了蓄电池通过大电流的能力。对整个蓄电池行业的发展和技术创新及我司的快速壮大都有非常重要的意义。
生产工艺：高比能量密闭电池生产工艺流程图
成熟性：产品已完成小试进入中试生产，并经过鉴定，经用户使用及浙江省方圆检测集团股份有限公司检测，技术指标符合《Q/ZHJ003-2008利温控极群焊接的铅酸高能密闭蓄电池》用企业标准。
关键技术：
高比能量密闭电池在技术上有重大突破：铅膏配方的改进、薄片技术的采用和焊接方法的创新是其关键所在。
A、铅膏配方的改进主要是在正极板的铅膏配方中加入适量的导电性能良好的各向异性石墨和作为晶核的红丹粉；在负极板的铅膏配方中加入适量的有机柔料和腐植酸；
B、薄片技术的应用，主要是将板栅的厚度控制在1.1mm左右，对板栅的栅格形状、尺寸及合片进行重新设计调整，并增加竖筋数量；
C、焊接技术的创新，主要是对极群和过桥件采用我司自制并拥有知识产权的COS铸焊技术一次成型和同样拥有自主知识产权的含嵌件一次成形极柱的制作方法和铸焊模。
3）产品技术性能水平与国内外同类产品的比较
根据调查和资料查新发现，目前国外著名电池厂家如美国BB，CSB和日本汤浅都在研究这一产品，有些已有产品；如BB的EVB系列，汤浅的NP系列都属于这一产品系列，而国内却很少有厂家研究及产品，技术上的瓶颈是最大的原因。
与国内外同类产品比较：
指标
单位 放电时间(终止电压为10.20V)
5min 10min 15min
电池输出能量(W)
国内MM高比能量密闭电池 943 587 434
美国HD高比能量密闭电池 1057 686 498
海久高比能量密闭电池 1262 776 583
与现有的普通密闭电池的性能对比如下：
序号 比较内容 普通密闭电池 高比能量密闭电池 对比结果
1 重量比能量 30Wh/Kg ≥40Wh/Kg 比能量增大
2 充电特性 5~10h 2~5h 充电时间缩短
3 放电特性 3~10C 10~20C 放电倍率提高
4 低温特性 -10℃ -18℃ 低温性能提高
三． 成果实施后所产生的效果
1）成果的技术鉴定文件或产品性能检测报告、产品鉴定证书
高比能量密闭电池在2008年8月22日，通过了由浙江省经济贸易委员会委托，湖州市经济委员会组织的专家委员会的验收，验收委员会听取了海久电池的技术报告，审查了验收资料，一致同意高比能量密闭电池为浙江省技术创新项目。鉴定报告见附件。
高比能量密闭电池在2008年8月11日有浙江省方圆检测集团股份有限公司检测，技术指标符合《Q/ZHJ003-2008利温控极群焊接的铅酸高能密闭蓄电池》用企业标准。经用户使用，反映良好，具有较好的经济和社会效益，具备了批量生产条件，可以投入批量生产。
2）产品质量的稳定性，以及在价格、性能等方面被用户认可的情况等
该产品的技术质量经吴江舒马克，美国UPG等单位的使用，反映良好，产品质量稳定，技术性能能够达到用户的要求。在价格方面，本产品定价118元/只，与美国BB公司和日本汤浅公司的同类产品，具有极强的价格竟争优势。
3）核心技术的知识产权情况。
产品由本公司自主开发，具有项目产品核心的技术自主知识产权。高比能量密闭电池在开发过程中，对创新点已申报专利；发明专利“一种温度控制的小型铅酸电池极群焊粘接方法”，专利号为ZL200410025296.9。发明专利“含嵌件一次成形极柱的制作方法及其铸焊模”,申请号为200610053122.2。实用新型专利”极板中含有嵌件的极群组及铸焊模”,专利号为ZL200620107046.4。
4）财务分析
通过财务分析，该项目销售收入为3036万元，利税为865.57万元；项目财务内部收益率为66.54%；项目静态投资回收期为33个月；动态回收期为36个月；投资利润率为75.35%，投资利税率为103.02%，年销售利税率为28.28%；盈亏平衡点为47.04%。评价结论认为该项目可行。
四． 持续改进措施
1） 继续对工艺进行改进
根据用户使用情况反馈，将对合膏配方进一步完善，使产品性能更好；将对生产工艺进一步细化，使产品质量更稳定。
2） 对板栅薄片技术的应用
根据成功的板栅薄片技术，推广应用到其他产品系列，使资源节约做得更好。
3） 加大技术创新的力度
将进一步加大技术创新的力度，通过技术创新实现企业的稳步可持续发展。
浙江海久电池股份有限公司
2010年8月16日
