一、什么是铅炭电池
铅酸电池自1859年被科研工作者发明以后,在化学电池中一直占据着巨大的优势。它比其它电池种类有着低成本、安全性高、便于回收再利用等优点。铅酸电池主要材料是铅,内部结构十分紧凑,且由于铅是不活泼金属,所以它具备极高的安全性能,铅的价格也是非常的便宜,因此,铅酸电池具有极高的性价比。
铅炭电池是在铅酸电池的负极中加入碳材料制成的电池。 碳材料的加入使得铅炭电池在保留铅酸电池原有功率密度的基础上,充放电性能得到大幅改善。 作为新型超级电池,铅炭电池融合了铅酸电池、超级电容器双重优势,具有成本低廉、性能稳定、使用寿命长、瞬间大容量充电、充电时间短、环保等特点,在动力电池、大规模储能等领域发展潜力巨大。

铅酸电池、铅炭电池结构原理图 转自:《储能技术发展趋势及技术现状分析》
二、铅炭电池VS锂电
1、循环寿命
从循环寿命来说,现阶段锂电池比铅炭电池要高。
关于循环次数,昆工科技方面表示,70%部分荷电状态下循环寿命大于4000次。但九洲集团表示,铅碳超级电池在70%部分荷电状态下循环寿命达4200次。南都电源也曾表示,铅碳储能电池在部分荷电态下循环性能可达6000次以上,上述三种表述都不相同。
昆工科技回应称,铅碳电池循环寿命的差异,主要是因为各家产品的 材料、工艺设备和技术的不同。太湖能谷创始人CEO吴建斌表示,铅碳电池循环寿命相对较短是技术层面上的问题。但另一个角度来看,目前这是唯一能形成闭环的、成熟的解决大规模储能问题的资源。
2、制造成本
吴建斌曾向媒体公开表示,尽管铅炭电池循环寿命相对较短,但铅炭电池已有清晰降本路径,基于此,未来三年铅炭类电池的成本可以再下降到目前的1/3,即全生命周期度电成本在0.1元以下。而且,在相似的输出功率等级、放电时间、效率、寿命等指标下,铅炭电池的成本仅为锂电池的一半。 同时,铅炭电池和铅酸电池一样,基本可实现100%回收,是目前相对经济可行的电力储能技术路线之一。
3、安全性能
铅炭电池安全性优于锂电池,适宜人口密集地区的工商业储能。由于铅炭电池的电解液为稀硫酸的水基体系,只需要保持通风就不会发生燃烧爆炸,在安全性上具有优势。但在相应速度及循环寿命上不及锂离子电池,在人口密集地区的工商业储能应用场景具备相对优势。
目前锂电池仍是市场主流产品,但锂电池易爆炸,安全性问题日益凸显。与锂电池相比,铅炭电池具有成本低廉、安全性好等优势,在储能需求不断释放背景下,铅炭电池有望成为储能电池新发展方向之一。
三、铅炭储能市场前景
近年来,为推动储能产业扩张,我国政府发布了一系列利好政策,其中《关于加快推动新型储能发展的指导意见》提到,到2030年,要实现新型储能全面市场化发展。 铅炭储能技术已被列为重要的技术方向。
国家能源局于 2022 年 6 月发布《防止电力生产事故的二十五项重点要求(2022 年版),进一步支持铅炭电池在储能场景的发展。铅炭电池凭借成本低、安全性高、低温性能好等特点,作为储能行业重要的技术方向,将在新型储能领域中大有可为。
据开源证券分析,铅炭储能电池此前主要用于备用电源,2021年受通信储能锂电化趋势有所下降,2022 年明显恢复。铅炭电池是负极采用活性炭的铅蓄电池,具有安全性好、自放电率低的优点,主要应用于国内对循环寿命要求较低的备用电源。2021 年受通信备电锂电化趋势,全年国内新增装机量不及100MWH,2022 年由于锂价大幅上涨,部分备电切换回铅炭方案,装机量重新达到670MWH。

铅炭储能装机量
2023年起铅炭电池在工商业储能、共享储能等场景建设进展明显加快。2022 年下半年起江苏长强钢铁储能电站、“和平共储”电站、“浙江会战”储能电站、中卫市塞上江南共享储能电站等多个超过100MWH 的大型电站起建,其中“和平共储”、江苏长强储能电站已相继于2023 年5 月、6 月并网。此外2023 年4 月内蒙古察右中旗与太湖能谷签约10GWh 铅炭储能电站项目。铅炭电池凭借安全性优势在工商业储能、共享储能等场景建设进展明显加快。

铅炭电池在工商业储能、共享储能等场景建设进展明显加快,来源:开源证券

铅炭电池在工商业储能、共享储能等场景建设进展明显加快,来源:开源证券
铅炭电池相较于当下其他储能技术路线,具备高安全性、低成本、高回收性等优势,在可再生能源广泛利用和储能市场规模不断扩大的背景下,铅炭电池将成为继锂电池、液流电池之后又一重要的发展方向。