目前市场上的两种启停电池技术
增强型富液电池：EFB技术 AGM电池：AGM技术
常规启动和启停工况对比
工况
车型 荷电态范围
最高放电倍率 最高充电倍率 失效模式
运行机制
10% DOD 40% DOD 80% DOD 部分荷电态 40%-70%荷电态）
SLI启动点火照明
常规车型 8-90%
15 C1 1C1 腐蚀，脱落
The content of O and Sn in the Pb alloy
12 10 8
OK 6
SnL 4 2 0
腐蚀机理研究采用的方法主要有金相显微镜、扫描电镜、透射电镜、能谱分析等方法。
高温电池关键技术（二）
特殊高温材料
普通材料热变形温度
耐高温材料热变形温度
高温电池关键技术（三）
计算辅助分析板栅设计
发动机怠速
●
●
●
再生制动 马达助力 电网充电 电池电压 (V) 单体容量 (Ah) 节能 (%)*
附加成本
● n.a. n.a. 12 50 - 90 2 – 8 (15)
$0-600
●●
● n.a. 144 6–8 15 - 20 $3,500+
●●●
●● n.a. >200
6 20 - 40 $7,000
难点:1、高温条件下循环能力和抗热失控能力; 2、 HRPSOC下循环能力.
目录
启停系统对电池的要求 铅炭电池技术特点介绍 高温电池技术特点介绍 铅炭电池在启停上应用
铅炭电池技术
铅炭电池：将铅酸电池和超级电容器有效地结合在一起。既保持了电池的 高能量密度，又具有超级电容器高功率、快速充放、长循环寿命的特点。
现已完成多个系列及型号产品的开发，并已在港机、风能储能等系统中试用 ，节能效果显著。
该项目被列为2011年浙江省重大科技创新专项项目。 该项目是中国在铅炭电池领域的率先突破，经国家能源局鉴定，达到国际先 进水平。
南都铅炭电池通过国家级能源科技成果鉴定
2013年5月17日，南都铅炭电池通过国家级能源 科技成果鉴定；
• 正极板栅腐蚀
2
• 电池失水干涸
3
• 电池热失控
4
• 负极硫酸盐化
特殊耐腐合金的研发 特殊的板栅设计 特殊材料的研发 防止负极硫酸盐化的研究
高温电池实现了性能的更大突破
与普通电池相比，高温电池极限工作温度可达75度，高温循环性能提高82%-260%
编号 1
2 3 4 5
评价指标 高温加速浮充寿命
各地区A汽uto车m二o氧bi化le 碳C排O2放R削eg减u计lat划ions
欧洲、美国、日本汽车CO2排放（单位g/km）和油耗指标（单位 mpg， L/100 km）
Europe Japan USA
Unit
2010 2015 2020 2025
g CO2 / km 160
130
95
mpg 34.3
启停系统的技术应用前景
据报道，到2012年50%的欧洲新车配备启停系统，预计到2015年提高到70%， 到2019年提高到90%； 中国市场在该领域将跟随欧洲的步伐，据预测，到2017年中国将有20%新车装 配启停系统，2019年中国车市年销量规模将达到3000万辆，其中30%将配备启 停系统，届时每三辆车中就有一辆配有启停系统。
混合动力车
<5%
插电式&纯电动 汽车: < 2 %
微混车: > 50 %
到2025年，先进铅酸电池的市场容量
和市场价值将居第一位
来源：Chr. Pillot, Avicene, 2013 先进汽车电池会议报告
未来十年: 绝大多数汽车操作简单、价格便宜 搭载汽油、柴油或者天然气内燃机 配置性价比高的电池
20%
350万辆
来源：Chr. Pillot, Avicene, 2013 先进汽车电池会议报告
据预测，至少在未来一二十年内，微混销量将大幅增长，占据市场主导地位； 配置先进电池或者燃料电池的电动汽车可供选择。
混合动力汽车市场发展趋势
未来，微混车和先进铅酸电池市场将激增
2020 汽车市场预测 （占比）
C
Pb
Pb
Pb+C
PbO2 传统铅酸电池
PbO2
PbO2
“内并”式铅炭电池
铅炭电池
铅炭电池基本原理
by Dr. D. Pavlov, 2008
无添加剂
加炭
• 加炭后，硫酸铅颗粒明显减小
* ALABC Project C 2.3
• 活性炭表面上形成新的活性中 心，降低过电位，抑制硫酸铅 颗粒长大
• 构建三维导电网络，降低极化
适用电池
PbA, Li-ion NiMH, Li-ion NiMH, Li-ion
ALABC battery LC*
LC*
LC*
PHEV
● ●●● ●●●
● >200
>6 >40 high Li-ion
BEV
n.a. ●●●
fully ●● >200 >6 100 high
Li-ion ++
++ - 价格仍然昂贵 * - 可使用先进铅炭电池
高温欠充深循环寿命 高温深循环寿命 高温过充浅循环寿命 极限高温使用
普通电池 8个循环
11个循环 10个循环 15个循环 55℃
高温电池 20个循环
20个循环 36个循环 53个循环 75℃
性能提高 150%
82% 260% 250% 20度
备注
委托第三方测试机构Intertek、国家化学电源产品质量监督检验中心，以及南 都国家认可实验室模拟市电不稳定、环境温度又高的基站及无线接入网的恶 劣环境
• 全球主要国家尤其是欧洲的严格立法限制，迫使车企开发低排放车型
• 电池：尚未达到可以直接替换汽油/柴油发动机的程度
• 混合动力车：现阶段唯一能够负担得起的解决方案
混合动力汽车市场发展趋势
电池
成本（美元） 节油 2020年汽车销 量
微混车
先进铅酸电池
300 5% 3500万辆
全混车
镍氢电池或 锂离子电池 3000
• 形成孔隙，增强离子迁移
铅炭电池在混合动力领域的应用优势
铅炭电池与普通铅酸电池、镍氢电池在混合动力模式下 的循环性能对比
ALABC铅炭电池在混合动力车 中的成功推广应用
铅炭电池在混合动力领域的应用优势
ALABC通过实验室测试和路试证明： 铅炭电池可用于微混、中混和全混
Micro
Mild
Full
25
20
15 OK SnL
10
5
0
Composition (%) Distance
1.61 3.35 5.09 6.83 8.57 10.3 12.04 13.78 15.52 17.25 18.99 20.73 22.47 24.21 25.94 27.68 29.42 31.16
板栅合金腐蚀部位EDS分析
氢氧化
氧气析出
1.23V
正极
放电
PbO2/PbSO4 平衡电极电位
充电 ~1.75V
1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8
AGM电池反应特性及原理
高温环境下电池主要失效模式
正极板栅腐蚀 电池失水干涸 电池热失控 负极硫酸盐化
高温电池关键技术（一）
特殊耐腐合金的研发
不同板栅合金腐蚀后的形貌
铅酸电池在HRPSOC下的失效模式
负极硫酸盐化 机理 : 充放电基本过程的速率不同
负极板横截面的硫
初期 末期
负极板充电反应的基本步骤: （溶解-沉积机理）
•溶解：硫酸铅晶体的溶解 •迁移：铅离子迁移到金属表面 •电子转移：电子从金属表面转移到二价铅离子处，
形成铅原子
• 铅原子的表面迁移：铅原子生长并嵌入到不断长大铅
铅炭电池在启停车辆系统上的应用
The application of Lead Carbon Battery in Start/Stop system
混合动力车辆市场与先进电池技术发展国际研讨会 04.23.2014 北京

目录
启停系统对电池的要求 铅炭电池技术特点介绍 高温电池技术特点介绍 铅炭电池在启停上应用
陈博总裁与ALABC主席David Wilson现场签订研发协议
铅炭电池进入全面推广应用
南都电源铅炭电池已被列入《 浙江省节能技术、产品推广导向目录》，目前正在积极申报 国家发改委节能技术导向目录。
由中国汽车工程学会主办、南都电源协办的新能源汽车及电池节能技术国际高峰论坛在杭 州举行。国际铅锌组织主席、ALABC主席、副主席、欧洲混合动力专家Allan Cooper、我 国汽车行业著名专家郭孔辉院士等全球知名专家到场，共同探讨铅炭电池在新能源节能汽车 方面的应用。
42.3
58
l / 100 km 6.9
5.6
4.1
g CO2 / km 171
138
mpg 32.1
40
l / 100 km 7.4
5.9
g CO2 / km 204
160
139 101
mpg 27
34.3 39.5 54.5
l / 100 km 8.8
6.9
6.0
4.3
来源：Boris Monahov，ALABC 2012 中国国际铅酸电池高峰论坛
研究发现:添加某些元素可以大幅增加板栅合金的耐蚀性能
合金腐蚀机理研究
板栅合金腐蚀部位立体构造图
板栅合金腐蚀类型
腐蚀部位SEM以及腐蚀阶段