近日，28亿元资本涌入铅炭储能电池赛道。
早期昆工科技发布公告称拟实施年产2000万kVAh新型铅炭长时储能电池生产基地项目与陆良县铅炭储能电池用铝基铅合金复合材料项目，分别计划投资24亿元和4亿元，总计投资28亿元。
目前已有昆工科技在内的多家企业布局铅炭电池，且大部分已实现产业化。未来铅炭电池会在大规模长时储能领域占据一席之地吗？
1.何为铅炭电池？
铅炭电池技术最早是澳大利亚联邦科学及工业研究组织(CSRIO)的L.T Lam等人首先提出的超级电池的概念，到日本的古河开始研究，到美国开始重视，再到中国的研发，现在已经有十多年了。
铅炭电池可理解为铅酸电池的升级版。铅炭电池将铅蓄电池和超级电容器两者的技术相融合，是一种既有电容特性又有电池特性的双功能储能电池，具有超级电容瞬间大容量充电的优点，还兼备能量优势，可快速充放电。
相比锂电池，安全性是铅炭电池的一大卖点。
近年来，锂离子电池储能电站燃烧爆炸的事故时有发生，核定原因多为电池“热失控”，这是由电池特性所决定。
铅炭电池无易燃物，能量密度相对较低，温升过程时间较长，易被BMS（电池管理系统）监控管理，加上无机电解液、阻燃ABS（热塑性工程塑料）电池壳，不会出现燃烧问题。
铅炭电池的另一大优点就是性价比高，其能量密度可以提升到40~60Wh/kg，功率密度可达300~400W/kg左右，性能已经接近了一部分锂电池的能力，而且更关键的一点，是其成本仍然是0.6~0.8rmb/Wh，低于锂电池等其它电池，具有很好的价格优势。
另外，相对铅蓄电池，铅炭电池充电速度提升了8倍，放电功率也提高了3倍，循环寿命提高到6倍。
中国工程院院士杨裕生曾撰文称，铅炭电池主要是在铅酸电池负极中加入了特种活性炭（或称特种多孔炭，这也是铅炭电池一词中“炭”的来历），解决了硫酸盐化问题（即硫酸铅结晶颗粒长大而失去充放可逆性），使电池寿命延长了若干倍。再加上原有的安全、廉价、易于再生等优点，铅炭电池理应成为目前大规模储能的首选。
铅炭电池也有其自身的缺点。活性炭的加入，提升了电池的功率密度，延长了循环寿命，同时由于活性炭占据了部分电极空间，导致能量密度降低，也可能增加电极析气量。
而且铅炭电池负极活性碳材料研发类型众多，如何进一步提升性能和做好成本控制，还需再平衡。
2.铅炭电池主要玩家有哪些？
美国的国际动力公司(Axion)在2006年便已经建立铅炭电池生产线，2009年便开始批量销售铅炭电池。我国铅酸电池大厂也纷纷进行铅炭电池的研发与生产。
由于铅炭电池本质上是传统铅酸电池的升级产品，因此，行业内目前成规模的竞争企业主要为铅蓄电池行业的领先者，包括天能股份、超威集团、圣阳股份、南都电源、双登集团等企业，所采取的技术路线基本相同，同质化竞争较为明显。
双登集团股份有限公司
作为较早进行铅炭电池研发的企业之一，双登集团在2009年就开始不断在电池材料、合金配制、板栅结构、原料配比等方面进行研究调整，并研发出了高循环寿命的铅炭储能电池产品。
其1.2MWh铅碳电池集装箱储能解决标准方案，可以在本地设定储能系统的运行方式，或者由能量管理系统或电网调度系统远程调度，在无电地区或电网停电时可以作为主电源独立运行，具有10台以上的并联动力能力。广泛应用于大规模可再生能源发电接入与消纳，分布式发电与微电网，电力系统调步调压、黑启动，延缓用户配电系统升级改造，提高供电可靠性与电能质量。
浙江南都电源动力股份有限公司
南都电源称自己是国内首个推出铅炭储能的企业，在铅炭电池技术上有超过20年时间积累，其电池在部分荷电态下循环性能可以达到6000次以上，适合应用于长时储能场景。
南都电源在铅炭电池的应用领域中投入了大量的研发工作，其研发的铅炭电池产品目前已被应用在多个国内储能示范项目中，如临安2MWh、浙江鹿西岛4MWh微网储能、珠海万山海岛6MWh等储能项目段。
山东圣阳电源股份有限公司
2014年6月，圣阳股份与日本古河电池株式会社签署战略合作协议，共同研发具有国际领先水平FCP铅炭电池产品，拥有深循环铅炭电池等关键核心技。目前已实现批量化生产，大幅度降低了全寿命期内电池的储能度电成本。FCP铅炭电池具有环保安全、寿命长、度电成本低等优质性能。
超威集团
超威集团研究院院长刘孝伟介绍，超威经多年研发成功的长寿命铅炭储能电池技术，正极采用稀土合金技术，吸收了日本、美国先进技术并加以创新，解决了正极软化问题，目前正极的循环寿命提升到3000次；负极采用电容碳、超级碳配方材料，制备长寿命铅炭负极，解决了负极硫化、充电电压高、析氢量大的难题，过充电量降低了3倍，循环寿命最高可达到4500次。
天能电池集团股份有限公司
天能股份相关负责人表示，天能铅炭储能电池具有高可靠性、长寿命、能量效率高、经济性好、环境友好性优等特点，可以进行大规模高比例长时段储能，获得2020年中国工业大奖。
2020年，天能参与建设的10千伏雉城储能电站，所采用的就是铅炭电池，这是浙江省首批4个在建的电网侧储能电站项目之一，也是成为全省首座电网侧储能电站，建成两年来运营平稳。
2022年12月，天能股份发布公告表示与长兴太湖能谷科技有限公司（太湖能谷）达成战略合作意向，并签署了《储能项目战略采购合作协议》。太湖能谷将在未来三年内，向天能股份采购总量不低于30GWh的铅炭电池电芯，并为天能股份的生产基地投资配套建设不超过3GWh的储能电站。
吉林电力股份有限公司
在铅炭电池项目建设上，国家电投旗下的吉电股份动作频频。
2022年5月，吉林白城年产20GW铅炭电池产线开工，项目由国家电投下属公司吉电能谷（白城）储能投资有限公司投建。总投资40亿元，一期建设将年生产5GW铅炭电池，全部建成后将形成年产20GW铅炭电池的能力。
2022年8月27日，吉电股份超威郎山10MW/97.312MWh储能项目正式开工建设。该储能电站由吉电太能（浙江）智慧能源有限公司投资、长兴太湖能谷科技有限公司和浙江省长兴电气工程有限公司承建，是吉电股份与超威集团联手共同打造的铅炭类首个“百兆瓦时”储能项目。
3.新型铅炭长时储能电池有何不同？
2018年，昆工科技开始着手铅炭电池的技术研究，并首创新型大容量铅炭长时储能电池制备技术及产品。2021年11月，昆工科技成立昆工新能源全资子公司，将主营业务中铝基铅合金复合材料技术应用于铅炭长时储能电池领域。
昆工科技相较传统铅酸电池龙头，如天能股份、南都能源等，技术方面另辟蹊径，根据现有铅炭电池存在单个电池容量低、循环寿命短、能量密度低等缺点，利用独有的铝基铅合金板栅制备技术，设计发明了大容量铅炭储能电池制备技术。
该公司使用铝基铅合金板栅替代传统铅炭电池中的压铸铅合金板栅，较大幅度提升电池容量、能量密度较高、浅充放条件下循环寿命较长，同时减轻电池整体重量。
▲铅炭储能电池用板栅(565x600x5.5mm) (680x400x5.5mm)
其大容量铅炭长时储能电池具有以下优势和特点：
1）单体容量大（500Ah/片），组群数量少，便于电池系统管理、监测、维护；
2）相较于常规电池，工艺流程更简易，节省了过程中的成本，减少了环境污染；
3）使用成本低，回收拆解更方便，更安全，残值更高；
4）充放电接收能力强，100%深度放电后，以2.35V/单体恒压限流0.15C充电，放电效率98%以上；
5）过充过放性能温度适应性好，使用的环境温度范围为-40℃~+60℃；
6）自放电极低，静置7天后剩余容量大于99%，静置60天后剩余容量大于90%；
7）70%D0D循环寿命大于4000次；
8）度电成本低于0.5元/KWh。
昆工科技称，其基于在铅炭电池关键技术取得突破性进展的技术集成，利用铝基铅合金复合板栅替代铅合金板栅，开展电池单元、电池组、电池簇以及电池规模化关键技术的中试验证，开发规模化储能电池生产制备工艺及关键设备，逐步形成具备正常生产能力的储能电池生产线。目前，该公司已生产测试产品并交付第三方检测机构检测。
▲大容量铅炭长时储能电池
近日，昆工科技发布公告，该公司拟在银川高新技术产业开发区投资建设“年产2000万kVAh新型铅炭长时储能电池生产基地项目”，该项目计划总投资24亿；
同时拟投资建设陆良县铅炭储能电池用铝基铅合金复合材料项目，该项目计划总投资约4亿元，项目总体用地计划124亩。
目前，铅炭电池储能产业化加速，多个项目已经落地。
中国科学院大连化学物理研究所张华民认为，凭借充电接受能力强、安全可靠、制造成本低等优势，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离子电池、液流电池之后，储能电池的又一发展方向。
今后随着技术的不断成熟，铅炭电池在储能领域将占据越来越大的市场份额。
参考资料：ESPlaza、网络
原文始发于微信公众号（艾邦储能与充电）：铅炭长时储能电池介绍及相关企业布局