发展研究部FIC10030号2010.5.24
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铅酸电池从总体上看是划分为“两高一资”行业；本报告分别从以下几个方面来叙述铅酸电池行业的状况：铅酸电池的应用范围、铅酸蓄电池的市场规模、铅酸电池的行业集中度、铅酸电池的使用经济性、原材料价格变化对铅酸电池产业链的成本的影响、铅酸电池应用的细分行业规模。 由于市场规模足够大、市场仍在增长、部分细分行业应用快速增长、行业集中度不断提高、盈利能力相
对稳定，因此，对于铅酸电池生产企业，特别是应用于快速增长的细分行业——如通讯用蓄电池、动力用蓄电池——的专业企业来说，业务可能是存在超预期增长的机会。
铅酸电池的使用经济性方面，尽管镍氢电池、锂离子电池等在工作性能、使用寿命等方面有明显优势，但是，铅酸电池安全稳定的工作性能以及极为出的性价比，使得其在众多领域的应用依然无法被替代。
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而从盈利水平来看，08年金融危机的情况下，全行业毛利率水平都有所下降，而随着需求逐步回暖的情况下，毛利率存在提升的可能性。
目录
1、铅酸电池的产品及工艺 (2)
2、铅酸电池的应用范围 (5)
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3、市场规模 (6)
4、铅酸电池的行业集中度 (7)
5、铅酸电池性能及经济性比较 (8)
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6、产业链上游的影响 (9)
7、铅酸电池应用的细分行业规模 (10)
8、行业平均盈利状况 (12)
1、铅酸电池的产品及工艺
1.1.电池分类
我们将电源分类列于图表，主要列出了化学电源（电池）的细分种类。
※一次电池（原电池）——活性物质仅能使用一次的电池。 ※二次电池（蓄电池）——放电后经充电可继续循环使用的电池。
※燃料电池——活性物质由外部连续不断地供给电极的电池。
其中，活性物质是参与电池中氧化还原反应放出能量的物质。
图表1：电源分类与电池构成
去污水资料来源：国泰君安证券研究所
1.2、铅酸蓄电池发展历程
铅酸蓄电池的发展可追溯至1859 年，法国人普兰特（G. Plant）将两片陶块铅皮中间用橡胶条隔开，一起浸入稀硫酸中，经过多次往复充放电，获得了比当时一次电池大得多的放电，并可以反复使用。1873 年直流发电机的问世，使得铅酸蓄电池获得了实用化的机会。
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十九世纪末随着新的活性物质涂覆工艺和铅锑合金板栅的发明，铅酸蓄电池进入产业化发展。而二十世纪初汽车工业的起步，以及电话业备用电源需求的增长，成为推动铅酸蓄电池产业发展的主要力量。
此时的铅酸电池也经历许多改进，提高了能量密度、循环寿命和高倍率放电等性能。然而开口式铅酸蓄电池仍存在使用维护不便，以及释放酸雾腐蚀设备、污染环境的缺点。
二十世纪六十年，美国 Gates 公司发明了铅钙合金极板，有效抑制了充电过程中氢气的生成释放，从此引发密封免维护铅酸蓄电池的研发。此后出现的阀控式免维护铅酸蓄电池，采用密封结构和贫液式设计，利用外壳上的安全阀控制内部气压，解决了开口式电池维护繁琐，气体外溢的问题。阀控式铅酸蓄电池从八十年代起在欧美得到小范围使用。
今天阀控式铅酸蓄电池在性能和维护性上的优势已被广泛认可，应用领域不断扩大，替代传统开口富液式铅酸电池已经成为发展趋势。
1.3、铅酸蓄电池工作原理
如同其他种类化学电池一样，铅酸蓄电池也通过正极、负极以及电解液之间的电化学反应进行工作。铅酸蓄电池正极上的有效活性物质为疏松多孔、结晶细密的红褐二氧化铅，负极的有效活性物质为灰的海绵状金属铅。正负极通过隔板分开，浸泡在稀硫酸电解液中。
在电池放电时，负极活性物质金属铅与硫酸溶液反应，生成硫酸铅，同时为外部电路释放出电子；正极的活性物质二氧化铅接受电子，与硫酸反应也生成硫酸铅。这种电化学反应又被称为“双硫酸盐化反应”。
而在电池充电时，过程刚好相反：负极上的活性硫酸铅在外加电压下被还原为金属铅；同时正极上硫酸铅失去电子被氧化成为二氧化铅。如此回到充电状态后，铅酸蓄电池即可重复使用。
图表2：铅酸蓄电池工作原理示意图
资料来源：国泰君安证券
1.4、铅酸蓄电池结构
铅酸蓄电池一般由板栅、铅粉（铅膏）、隔板、电解质、外壳、其他配件等结构组成。
①板栅——板栅是具有多孔栅格结构的片状物，作为蓄电池电极反应的集流体，起支撑负载活性物质并传导电流的作用。板栅一般由铅或铅基合金经铸造或拉网工艺制得，常用的板栅合金包括铅锑合金、铅锑镉合金、铅钙合金以及铅基稀土合金等。
②铅粉——铅粉是PbO 与金属铅微粒的混合物，提供参加电极反应的活性物质。
③极板——将铅粉调制成铅膏涂在板栅上，经干燥、固化等工艺形成生极板，生极板通过通电化成使表面获得相应活性物质，化成后极板通过干燥成为熟极板。
④隔板——隔板为绝缘材料制成的多孔板，在电池中将正、负极板隔开，防止短路，同时可以保证电解液中离子通过形成通路。常用隔板有纸板隔板、橡胶隔板、多孔玻纤隔板等。
⑤电池壳、盖——铅酸蓄电池的电池壳、电池盖用来盛放与密封极板及电解液。外壳材料应具有良好的绝缘性能、机械性能和耐酸腐蚀性能，一般由橡胶或塑料制成，
图表3：阀控铅酸蓄电池结构图
资料来源：国泰君安证券
1.5、铅酸蓄电池典型工艺过程
铅酸蓄电池的工艺包括合金铅冶炼、板栅生产、铅粉（铅膏）生产、极板涂装及化成、隔板生产、壳体生产、电池组装及检验等主要环节。典型的生产工艺流程示意图如图表所示。
图表4：铅酸电池——维护性、高功率、轻便性是铅酸电池的发展方向
资料来源：中国电池工业协会
图表5：铅酸电池工艺流程示意图
资料来源：风帆股份招股书
收割机卸粮筒2、铅酸电池的应用范围
铅酸蓄电池是一种典型的二次电池，其开路电压约为2V，放电完毕后可以通过外加电压使内部活性物质重新活化储能，充电后即可重复使用，使用寿命约为200～400 个循环。铅酸蓄电池具有电压平稳、安全性好、价格低廉、回收利用率高等优点，是全球产量最大、用途最广的一种电池。根据电池结构、生产工艺与性能的区别，可将铅酸蓄电池分为以下三类：传统富液型铅酸蓄电池、干荷式铅酸蓄电池、免维护型铅酸蓄电池。
图表6：铅酸电池按工艺分类
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