环保与性能双重压力,铅改锂成必然趋势
“铅的危害对大家来说是一个常识,为了减少污染,改善环境,铅被替代是迟早的,也是大势所趋。”上海顶皓新材首席技术官兼研究院院长李国华博士在研讨会上表示,铅酸电池含铅量占比超60%,若处理不当极易造成土壤和水源污染。尽管铅的回收率超过95%,但其硫酸电解液仍存在泄漏风险。中国《新能源汽车产业发展规划(2021-2035年)》已明确要求提升电池回收利用率,多地政府对铅酸电池的生产和使用实施了严格的环保限制。2025年铅酸电池因回收成本增加,价格上涨15%,而锂电池则因规模化生产和政策补贴,成本持续下降。此消彼长之下,替代的经济天平已开始倾斜。
除了环保驱动,性能上的代际优势更是“铅改锂”的根本动力,上海海拉电子有限公司南京研发中心能源部系统高级主管刘灿介绍了两者的差异。
• 能量密度:锂电池的能量密度(150-300Wh/kg)是铅酸电池(30-50Wh/kg)的4-6倍,这意味着在同等电量下,锂电池的体积和重量可以显著降低,为车辆的轻量化设计贡献宝贵空间。
• 循环寿命:锂电池的循环寿命(1500-2500次)是铅酸电池(300-600次)的5-10倍,基本可以实现与整车同寿命,免去了用户中途更换电池的烦恼。
• 充放电效率:锂电池充放电效率超97%,远高于铅酸电池的80%左右。在新能源汽车中,这一差异直接影响续航里程,因为12V辅助电池的电量往往依赖高压电池包补给。
乙腈电解液:攻克低温性能的“临门一脚”
尽管优势显著,但锂电池在辅助电池领域的推广并非一帆风顺。“磷酸铁锂电池有个最大的缺点是低温性能不好。”李国华博士指出了行业普遍面临的痛点。针对这一难题,旭化成株式会社研究开发本部事业创造推进部项目总监饭塚裕人博士带来了他们的解决方案——基于乙腈溶剂的新型电解液。
“旭化成的乙腈电解液正具有解决此问题的优势。”饭塚博士解释道,“增加乙腈的含量,能提高高倍率脉冲放电性能,但高温耐久性会有一些下降,这是一个取舍的过程。为了平衡这种影响,需要在负极表面形成一层致密的保护膜,这是旭化成的核心技术。”具体而言,该技术通过精确调整电解液中溶剂的比例、添加剂的种类与用量,并在化成过程中优化充电条件,成功构建了稳定的SEI膜(固体电解质界面膜)。
这一突破性技术的实际效果,已在合作伙伴EAS Batteries的测试中得到验证。EAS公司董事总经理Michael Deutmeyer介绍,使用旭化成AcN电解液的50Ah LFP电池,在23℃下进行5C高倍率放电时,容量表现明显优于传统电解液。旭化成的乙腈电解液不仅解决了低温性能的短板,更在功率、寿命和耐久性等关键指标上实现了全面超越,为12V锂电池在严苛工况下的可靠运行提供了坚实保障。
直面成本与安全疑虑,全生命周期价值成关键
任何新技术的普及都离不开对成本和安全性的现实考量。“现在铅酸电池的价格是磷酸铁锂电池的1/3。”EAS的Michael Deutmeyer指出了眼前的成本差距,但从全生命周期的角度,他进一步表示:“锂离子电池循环寿命几乎高出铅酸电池十倍。从整个使用寿命来看,其成本是更低的。”
刘灿则从用户视角补充了锂电池带来的体验升级:“在零下20度的极端低温下,铅酸电池几乎无法支持整车起动,而锂离子电池仍能保证正常起动,并且能独立支持车载娱乐系统。8到10年的使用寿命,让用户几乎可以免去跑4S店的时间成本。”此外,锂电池的小体积、轻量化也使其更适用于露营、野餐等新兴户外场景。
针对乙腈溶剂可能存在的挥发性或毒性疑虑,Michael Deutmeyer回应道:“乙腈只是电解液中的一个成分,而非完全基于乙腈研发。在欧盟,乙腈也不被视为有毒物质。我们在生产和应用过程中,也未发现任何相关问题。”同时,所有磷酸铁锂电池均配备电池管理系统(BMS),可实时监控数据,极大提升了使用安全性。
产业化进程提速,2026年迎来量产元年
技术的成熟与产业链的协同,正将“铅改锂”从概念推向规模化应用的前夜。“欧洲各大OEM的起动电池大多已使用锂电池,国内虽起步晚,但势头很猛。”刘灿对市场前景充满信心,“随着国内法规趋严、环保意识加强以及OEM知识的引入,12V锂电池的发展将会非常迅猛。”
作为技术提供方,旭化成通过专利许可模式,与EAS Batteries等全球电池制造商紧密合作。Michael Deutmeyer公布了明确的商业化时间表:“基于我们在德国的生产计划,使用旭化成电解液的新型电池将于2026年3月实现量产。”此外,EAS在葡萄牙的大规模生产基地也计划在2029年前启动,专注于生产高功率和高能量的磷酸铁锂电池,目标市场涵盖12V/24V起动电池、48V轻混系统,以及海事、工程机械等工业领域。
李国华博士总结道:“铅改锂不是选择题,而是生存题。”他预判,这一趋势将率先在高端车型中普及,随着成本进一步下降,逐步向主流市场渗透。而旭化成的乙腈电解液技术,无疑为这场深刻的产业变革注入了关键的动力,正推动着12V辅助电池“铅改锂”的列车,全速驶向一个更高效、更环保的未来。


图注:(从左至右依次为)旭化成株式会社研究开发本部事业创造推进部项目总监饭塚裕人博士,上海顶皓新材首席技术官兼研究院院长李国华博士,上海海拉电子有限公司南京研发中心能源部系统高级主管刘灿,德国EAS公司董事总经理Michael Deutmeyer
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