新中國60年：從糊式干電池到太陽能電池

2009年12月2日8:41:23
2007年5月，全球首部光能手機(jī)在中國問世。手機(jī)機(jī)身表面被太陽能電池板覆蓋，在陽光、陰天、燈光、燭光下可隨時(shí)為手機(jī)鋰電池充電，從而有效地節(jié)省能源。

無論是雷公電母的神話，還是普羅米修斯盜取天火的傳說，都昭示了自古以來人類試圖掌控自然力量的渴望。電池的發(fā)明之所以成為惠澤后世的科學(xué)創(chuàng)造，就在于實(shí)現(xiàn)了將自然能量應(yīng)用于人類生活的古老夢想。

新中國成立六十年來，我國的電池行業(yè)通過不斷的科技創(chuàng)新完成了從原始落后到世界領(lǐng)先的艱難曲折征程，為國家和民族的發(fā)展源源不斷地釋放著能量，并為新能源時(shí)代的到來打下了堅(jiān)實(shí)根基。

一次電池：三千萬只到三百億只的飛躍

“在那個(gè)時(shí)代，不管在我國的哪個(gè)地方，只要你沿著黑乎乎的道路往前走，就一定能找到電池廠。”提及新中國成立初期的電池工業(yè)，中國電池工業(yè)協(xié)會秘書長王敬忠腦海中留下的是這樣的深刻記憶。

1912年，我國第一家電池廠在上海建立，標(biāo)志著中國電池產(chǎn)業(yè)開始書寫自己的歷史。然而在發(fā)展初期，我國民族電池產(chǎn)業(yè)只能在混亂動蕩時(shí)局中艱難求存，境況凄涼。直到1949年，全國的電池廠僅僅只有200余家，職工總數(shù)3000人，年產(chǎn)量僅3000萬只，產(chǎn)值不足600萬元。

當(dāng)時(shí)，絕大多數(shù)電池廠都是30—50人的“前店后坊”式的家庭作坊，99%的產(chǎn)品為簡易R20糊式電池。產(chǎn)品質(zhì)量低劣，存放半年便會出現(xiàn)氣漲、鋅筒腐蝕穿孔等問題。除少有的手扳打芯機(jī)、腳踏沖床等簡單機(jī)械外，幾乎全部采用手工勞動。工人在沒有任何防護(hù)措施的情況下，在充斥著錳與石墨粉塵的工棚中長時(shí)間工作，中毒、矽肺等職業(yè)疾病頻發(fā)。曾有一位拌粉工人在醫(yī)院手術(shù)時(shí)，黑色粉塵沖洗十多個(gè)小時(shí)竟未清凈！

作為行業(yè)發(fā)展的里程碑，改革開放為我國原電池產(chǎn)業(yè)插上了騰飛的翅膀。在隨后的二十多年時(shí)間里，無論是生產(chǎn)規(guī)模和產(chǎn)量，還是電池的品種和質(zhì)量以及產(chǎn)業(yè)技術(shù)進(jìn)步等方面都發(fā)生了巨大的變化。

截至2008年，中國一次電池產(chǎn)量達(dá)到了300.7億只，年均增長24%，已經(jīng)超過全球電池總量的一半。其中，鋅錳電池產(chǎn)量世界第一，堿性鋅錳電池與鋰電池分別年產(chǎn)180億只和15億只。我國已經(jīng)從一個(gè)產(chǎn)量低、技術(shù)差的國家，一躍成為名副其實(shí)的世界電池生產(chǎn)大國和出口大國，并逐漸向電池強(qiáng)國邁進(jìn)。
無汞化技術(shù)：讓美國的如意“算盤”落空

“縱觀近二十年來的發(fā)展，中國的原電池產(chǎn)業(yè)在兩個(gè)方面的進(jìn)步最具意義。
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”中國電池工業(yè)協(xié)會副理事長、技術(shù)委員會主任王金良教授如是評價(jià)。在他看來，中國在堿性鋅錳電池領(lǐng)域的崛起與全行業(yè)實(shí)現(xiàn)無汞化生產(chǎn)必將載入史冊。

1996年1月26日，一場特別的新聞發(fā)布會在北京舉行。會議的主角不是聲名顯赫的人物，而是國產(chǎn)堿性鋅錳電池。中國電池工業(yè)協(xié)會代表全行業(yè)在會上高調(diào)發(fā)布了國產(chǎn)堿錳電池與進(jìn)口電池的對比檢測結(jié)果和性價(jià)比，并推薦“南孚”、“雙鹿”等一批國產(chǎn)品牌為“名牌產(chǎn)品”，向社會鄭重承諾：國產(chǎn)堿錳電池，不比外國品牌差！

作為原電池中性價(jià)比最高的電池品種，美、日等國家早在60年代就已經(jīng)開始堿性鋅錳電池的規(guī)模化生產(chǎn)，并在上世紀(jì)90年代全面占領(lǐng)了中國市場。而我國的堿錳電池起步較晚并且發(fā)展緩慢，直到90年代初，福建南孚公司與中銀（寧波）電池有限公司等企業(yè)相繼引進(jìn)國外先進(jìn)生產(chǎn)線之后才有所改觀。

但由于消費(fèi)理念、產(chǎn)品認(rèn)知度和產(chǎn)業(yè)政策等方面的原因，市場和消費(fèi)者對國產(chǎn)堿錳電池并不買賬，推廣難度極大，多數(shù)企業(yè)舉步維艱瀕臨破產(chǎn)，每一個(gè)企業(yè)都無力改變當(dāng)時(shí)外國產(chǎn)品主導(dǎo)市場的局面。

為了形成產(chǎn)業(yè)的合力，中國電池工業(yè)協(xié)會展開了廣泛的宣傳與推介。在之后的五年時(shí)間里，國產(chǎn)堿錳電池的銷量增加近10倍。如今，國產(chǎn)堿錳電池實(shí)現(xiàn)了真正的崛起，以突出的性價(jià)比將國外品牌擠出了中國市場，并在美國、日本等發(fā)達(dá)國家廣受青睞。

同樣是1996年，一封來自北京師范大學(xué)朱耀斌教授的建議書寄到了時(shí)任國務(wù)院副總理鄒家華的手上。朱教授建議，必須對廢舊電池進(jìn)行回收處理，以節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境。自此，無汞化技術(shù)開始取得了長足的發(fā)展。

依據(jù)我國當(dāng)時(shí)的技術(shù)狀況，在以往一次電池的生產(chǎn)過程中，為防止鋅在電解質(zhì)溶液中受到腐蝕，所有以鋅為負(fù)極材料的電池都要加入汞作為緩蝕劑，而這勢必將對環(huán)境造成污染威脅。能否實(shí)現(xiàn)無汞化生產(chǎn)，反映了一國電池行業(yè)的領(lǐng)先程度與技術(shù)水平。在西方，發(fā)達(dá)國家均已通過立法解決了這個(gè)問題。1997年，國務(wù)院出臺《關(guān)于限制電池產(chǎn)品汞含量的規(guī)定》，明確要求2001年前全部電池要實(shí)現(xiàn)低汞化，2005年堿錳電池實(shí)現(xiàn)無汞化。

無汞化的實(shí)現(xiàn)，需要從技術(shù)源頭上解決。我國當(dāng)時(shí)著力抓住無汞鋅粉和無汞電解二氧化錳以及自動化生產(chǎn)流水線三個(gè)生產(chǎn)基地的建設(shè)，從電池生產(chǎn)的關(guān)鍵原材料上開始實(shí)現(xiàn)無汞化。在湘潭電化集團(tuán)、中金嶺南科技有限公司等企業(yè)的協(xié)作下，我國無汞堿錳電池的關(guān)鍵原料和自動化生產(chǎn)設(shè)備取得了突破。經(jīng)過全行業(yè)近10年的技術(shù)攻關(guān)，以南孚電池為代表的電池骨干企業(yè)基本提前5年實(shí)現(xiàn)了堿錳電池?zé)o汞化，2005年全行業(yè)提前實(shí)現(xiàn)了無汞化目標(biāo)。

當(dāng)各國對扣式堿錳電池的污染問題無從下手之時(shí)，我國新利達(dá)公司創(chuàng)始人何永基發(fā)明的扣式電池?zé)o汞化技術(shù)突破了世界難題，并成功實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。王金良說“這項(xiàng)專利技術(shù)引起了世界的廣泛關(guān)注，一向以制定國際標(biāo)準(zhǔn)為豪的美國電池協(xié)會也就此專門前來與其商討合作修訂標(biāo)準(zhǔn)事宜。”

技術(shù)的發(fā)展帶來產(chǎn)業(yè)的進(jìn)步和繁榮，中國的電池企業(yè)在獨(dú)占國內(nèi)市場的同時(shí)，開始迅速占領(lǐng)國際市場，而這直接對國外電池巨頭構(gòu)成了巨大威脅。

2003年，美國勁量公司向美國ITC提出調(diào)查申請，起訴長虹、南孚、虎頭等十多家中國企業(yè)侵犯其無汞堿性電池專利權(quán)。如果起訴獲勝，我國堿錳電池將徹底退出美國市場，并可能再次遭遇其他國家類似指控。危機(jī)之下，依據(jù)我國的多項(xiàng)技術(shù)突破，由電池工業(yè)協(xié)會組織企業(yè)聯(lián)合應(yīng)訴，發(fā)揮全行業(yè)的力量來打這場無退路之仗。

作為當(dāng)時(shí)中方應(yīng)訴團(tuán)隊(duì)的負(fù)責(zé)人之一，王敬忠直到今天依然無法對美方的囂張和手段難以釋懷?！懊婪教羝鹗露擞衅湓蚝痛蛩恪?0年代我國堿錳電池的崛起不僅將他們的產(chǎn)品逐出了中國市場，更是節(jié)節(jié)勝利出口到了他們國家。外商正當(dāng)競爭不過中國企業(yè)，便拿出了之前他們屢試不爽的訴訟伎倆。美國人認(rèn)為中國企業(yè)之前總是屢訴屢敗，如一盤散沙，只要分化瓦解，各個(gè)擊破就可以輕松拿下，他們甚至囂張到提出，讓我們每出口美國一只電池賠勁量三美分的恥辱性和解條件。但是，美國人的算盤打錯(cuò)了，他們沒有想到我國的電池技術(shù)創(chuàng)新如此之高，也沒有想到我們會以協(xié)會的名義集體應(yīng)訴，更沒有預(yù)想中國人會堅(jiān)持這么久?！?/P>

在經(jīng)歷了我方應(yīng)訴律師聯(lián)盟瓦解、和解失敗、初裁敗訴、復(fù)議勝訴、美方多次上訴等多個(gè)回合之后，依據(jù)我國的原創(chuàng)技術(shù)狀況，2009年3月23日，美國聯(lián)邦最高法院發(fā)布公告，拒絕勁量公司的申訴。至此，由勁量公司提起的針對中國電池企業(yè)的709專利337調(diào)查一原告的709專利被判決無效而告終，中國電池企業(yè)聯(lián)合應(yīng)訴取得了最終勝利，這在我國各行業(yè)發(fā)展歷史上還是第一次。

二次電池：由“中國制造”邁向“中國創(chuàng)造”

與一次電池相對應(yīng)，二次電池包括鉛蓄電池、堿蓄電池、鋰離子電池、太陽能電池、燃料電池和超級電容器。

舊中國的鉛酸蓄電池工業(yè)基礎(chǔ)十分薄弱，勉強(qiáng)可為一個(gè)弱小的鉛酸蓄電池工業(yè)雛形。新中國成立前，全國只有十幾家電池生產(chǎn)小廠或作坊，從業(yè)人員還不到800人，只能生產(chǎn)一小部汽車蓄電池和供維修用的極板及少量的通訊用蓄電池和固定型蓄電池。年耗鉛量不過400噸。

今天，我國鉛酸蓄電池行業(yè)已基本形成了大中小型企業(yè)相結(jié)合，具有一定規(guī)模的制造體系。隨著能源、交通和通訊等支柱產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展，主要用于汽車、摩托車、電力、通訊等產(chǎn)業(yè)的鉛酸蓄電池進(jìn)入蓬勃發(fā)展時(shí)期，市場不斷擴(kuò)大。

“在汽車工業(yè)迅猛增長、政策對再生能源產(chǎn)業(yè)的大力扶持、工業(yè)電子技術(shù)不斷進(jìn)步的拉動下，我國鉛蓄電池工業(yè)與國際先進(jìn)水平的差距會逐漸縮小，我國鉛蓄電池工業(yè)將呈現(xiàn)快速增長的勢頭。”王金良表示。

近年來，電動汽車等新能源交通工具的開發(fā)，使鉛酸蓄電池行業(yè)有了進(jìn)一步的發(fā)展。1998—2004年我國鉛酸蓄電池產(chǎn)量年均增長17.8％，2004年達(dá)到了30％。預(yù)計(jì)隨著汽車數(shù)量的不斷增加，這一比例還將繼續(xù)增大。而在出口方面，我國鉛蓄電池的平均出口增長率將不低于20％，出口份額將逐步提高。至2009年，我國鉛蓄電池的年平均銷售增長率大約為15％，年產(chǎn)量將達(dá)到13000萬—14000萬千伏安時(shí)，銷售收入650億—700億元。

與百年歷史的鉛酸電池等相比，鋰離子電池只能甘稱小弟，但是這個(gè)“小弟”卻有著不可估量的潛力與前途。

2001年，一位六旬老人在上海拜訪了時(shí)任863計(jì)劃電動汽車重大專項(xiàng)負(fù)責(zé)人萬鋼。在談話中，他感情強(qiáng)烈地反復(fù)表達(dá)著自己的一個(gè)意愿——“希望給鋰離子電池一個(gè)機(jī)會?！?/P>

這位老人就是被尊稱為“中國鋰電池之父”的中科院院士陳立泉。作為國家863計(jì)劃二次鋰電池專題負(fù)責(zé)人，陳院士對我國鋰電池的研究、開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化群體的形成都作出了卓越的貢獻(xiàn)，奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。2000年，當(dāng)?shù)弥囯姵卦凇笆濉?63計(jì)劃電動車重大專項(xiàng)中不被看好時(shí)，陳立泉再也坐不住了。在他的奔走呼告之下，萬鋼力排眾議，鋰離子電池順利入圍863計(jì)劃。

從這時(shí)開始，鋰電池的研發(fā)進(jìn)入了高潮：“十五”和“十一五”期間，主要正負(fù)極關(guān)鍵材料和電解液實(shí)現(xiàn)了國產(chǎn)化量產(chǎn)。2006年，中國鋰離子電池的產(chǎn)量達(dá)到世界鋰離子電池產(chǎn)量的41%，2008年達(dá)到50%。在手機(jī)和MP3用電池市場，中國產(chǎn)品占據(jù)一半以上的市場份額。

“我國鋰離子電池電動汽車在技術(shù)上具有可以和發(fā)達(dá)國家競爭的優(yōu)勢，并且具有發(fā)達(dá)國家所沒有的資源優(yōu)勢和市場優(yōu)勢。因此，集中力量，重點(diǎn)攻關(guān)，迅速推進(jìn)鋰離子電池電動汽車的產(chǎn)業(yè)化，是符合我國國情的戰(zhàn)略選擇，是確保能源安全的重要途徑。”陳立泉院士說。目前，我國已成為鋰離子電池三大生產(chǎn)國之一。僅小型鋰離子電池一項(xiàng)，我國已達(dá)年產(chǎn)20億只，技術(shù)水平與日本同步。

值得一提的是我國在堿蓄電池、太陽能電池等領(lǐng)域也取得長足的進(jìn)步。我國對太陽能電池的研究起步于1958年。20世紀(jì)80年代末期，國內(nèi)先后引進(jìn)了多條太陽能電池生產(chǎn)線，使中國太陽能電池生產(chǎn)能力由原來的3個(gè)小廠的幾百kW一下子提升到4個(gè)廠的4.5MW。2002年后，歐洲市場特別是德國市場的急劇放大和無錫尚德太陽能電力有限公司的橫空出世及超常規(guī)發(fā)展給中國光伏產(chǎn)業(yè)帶來了前所未有的發(fā)展機(jī)遇和示范效應(yīng)?，F(xiàn)在，我國已成為世界太陽能電池生產(chǎn)第一大國，2008年總產(chǎn)量達(dá)到2000MW，超過全球總產(chǎn)量的四分之一。隨著市場的強(qiáng)力推動和太陽能轉(zhuǎn)換效率、生產(chǎn)工藝水平的不斷提高，晶體硅材料生產(chǎn)技術(shù)也獲得突破，并逐步打破國外的壟斷。

密封型蓄電池有著無需維護(hù)和無酸氣排放，電池可在任何方向存放和使用等優(yōu)點(diǎn)，在郵電通訊、固定電源、計(jì)算機(jī)UPS電源、燈具儀器等場合廣泛應(yīng)用。江蘇雙登集團(tuán)近年來通過技術(shù)創(chuàng)新，先后開發(fā)了通信用閥控密封蓄電池、膠體電池等產(chǎn)品，產(chǎn)品覆蓋65個(gè)國家和地區(qū)，通訊電池取得歐美等數(shù)十個(gè)國家的進(jìn)網(wǎng)認(rèn)證，被許多國家的政府部門采購用于備用電源。