蓄电池基础知识一
汽车蓄电池重要基础知识点
汽车蓄电池重要基础知识点
汽车蓄电池是车辆电力系统中不可或缺的重要组成部分，它承担着为
车辆提供启动电流和电力供应的重要任务。
下面将介绍一些关于汽车
蓄电池的重要基础知识点。
1. 蓄电池的类型：汽车蓄电池一般分为铅酸蓄电池和锂离子电池两种
类型。
目前，大部分汽车使用的是铅酸蓄电池，它具有较高的充放电
效率和相对较低的价格，而锂离子电池则具有更高的能量密度和更长
的寿命。
2. 蓄电池的电压和容量：汽车蓄电池的标准电压为12伏特（V），但
也存在一些特殊车型使用24伏特或48伏特电压的蓄电池。
容量是指
蓄电池能够储存的电量，单位通常用安时（Ah）表示，容量越大，蓄
电池供电时间越长。
3. 充电和放电过程：当汽车发动机运转时，由发电机通过传动系统为
蓄电池充电。
同时，在车辆未运转或负载过重时，蓄电池则被用于供电，以启动发动机或为辅助电子设备提供电力。
4. 蓄电池的寿命与保养：蓄电池的寿命一般为2到5年，但实际使用
情况可能有所不同。
正确的使用和保养可以延长蓄电池的使用寿命，
包括定期检查和清洁电池终端及连接线，避免电池过度放电或过度充电，以及避免长时间停放不使用而导致电池电量耗尽。
5. 汽车蓄电池的替换：当蓄电池的性能下降到无法满足汽车需求时，
需要进行替换。
替换蓄电池时，应选择与原车型相匹配的规格和类型，并确保正确连接蓄电池的正负极。
这些是关于汽车蓄电池的一些重要基础知识点，了解这些知识可以帮
助车主正确维护和使用蓄电池，确保车辆正常运行和电力供应。
在购买、使用和保养蓄电池时，建议遵循相关的安全指南和制造商的建议。
铅酸蓄电池的基础知识
铅酸蓄电池的基础知识1一、铅酸蓄电池的原理：铅酸蓄电池的原理是通过将化学能和直流电能相互转化，在放电后经充电后能复原，从而达到重复使用效果。
铅酸蓄电池充放电时的反应：1、阳极反应：pbO2+H2SO4+3H++2e≒pbSO4+2H2O2、阴极反应：pb+H2SO4-≒pbSO4+H+2e3、总反应：pb+2H2SO4+pbO2≒2pbSO4+2H2O二、蓄电池的种类1、按用途分类：起动型蓄电池：主要用于汽车、摩托车、拖拉机、柴油机等起动和照明固定型蓄电池：主要用于通讯、发电厂、计算机系统作为保护、自动控制的备用电源牵引型蓄电池：主要用于各种蓄电池车、叉车、铲车等动力电源铁路用蓄电池：主要用于铁路内燃机车、电力机车、客车起动、照明之动力储能用蓄电池：主要用于风力、太阳能等发电用电能储存2、按铅酸蓄电池极板结构分类：有形成式、涂膏式和管式3、按铅酸蓄电池盖的结构分类：有开口式、排气式、防酸隔爆式和密封阀控式4、按铅酸蓄电池维护方式分类：有普通式、少维护式和免维护式三、蓄电池的命名1、国家标准蓄电池命名：以型号6-QA(W)-54a的蓄电池为例，说明如下：⏹6表示由6个单格电池组成，每个单格电池电压为2V，即额定电压为12V⏹Q表示蓄电池的用途，Q为汽车启动用蓄电池、M为摩托车用蓄电池、JC为船舶用蓄电池、HK为航空用蓄电池、D表示电动车用蓄电池、F 表示阀控型蓄电池。
⏹A和W表示蓄电池的类型，A表示干荷型蓄电池，W表示免维护型蓄电池，若不标表示普通型蓄电池⏹54表示蓄电池的额定容量为54Ah（充足电的蓄电池，在常温以20h率放电电流放电20h蓄电池对外输出的电量）⏹角标a表示对原产品的第一次改进，名称后加角标b表示第二次改进，依次类推。
注：①型号后加D表示低温启动性能好，如6-QA-110D ②型号后加HD表示高抗振型③型号后加DF表示低温反装，如6-QA-165DF2、日本JIS标准蓄电池命名：在1979年时，日本标准蓄电池型号用日本Nippon的N为代表，后面的数字是电池槽的大小，用接近蓄电池额定容量来表示：如NS40ZL ：⏹N表示日本JIS标准；⏹S表示小型化，即实际容量比40 Ah小，为36Ah⏹Z表示同一尺寸下具有较好启动放电性能，S表示极桩端子比同容量蓄电池要粗，如NS60SL；。
蓄电池基础知识
5、对于使用添加电解液的蓄电池，需要定期补充电解液。在补充电解液 时，首选专用电解液，在没有电解液的情况下，可以用蒸馏水代替。但切忌使 用纯净水代替电解液，因为纯净水中含有多种微量元素，会影响蓄电池的寿 命。
6、对于使用免维护的蓄电池，需要注意蓄电池上的电眼颜色。电眼显示绿 色，代表蓄电池工作状态正常；电眼显示深色，表示蓄电池亏电，需要充电； 电眼显示白色，表示蓄电池寿命已到，需要更换。
蓄电池基础知识及保养使用
蓄电池，是将化学能直接转化成电能，并可通过可逆的化学反应实现再充 电的一种装置，汽车上俗称电瓶。
蓄电池基础知识
一、蓄电池的功能 启动电源：为起动机和点火系统提供电源，由起动机带动发动机飞轮转 动，飞轮带动曲轴-连杆-活塞产生惯性运动，配合燃油提供的动力，从而让发 动机正常工作（发动机内部的工作原理将单独讲解）； 备用电源：发电机不发电或者发电量较低时，向用电设备供电； 过载保护：当发电机过载时，配合发电机同时向用电设备供电； 电能储存：发电机发电量较大，用电设备使用不完的电能，转化为蓄电池 内的化学能储存起来，也就是我们常说的“充电”。 二、铅酸蓄电池介绍 汽车蓄电池主要分为铅酸电池、镍碱电池和锂电池等。 因为铅酸电池历史悠久，使用广泛，所以本文主要介绍铅酸电池的基础知 识。 根据行业技术标准 JB/T 2599-1993 规定，蓄电池型号由三个部分组成： 第一部分，为串联的单体蓄电池数，用阿拉伯数字表示。
类型 起动用 固定型 （电力）牵引用 内燃机车用 铁路客车用 摩托车用 航标用 船舶用 阀控型 储能型
代号 Q G D N T M B C F U
蓄电池的特征分为密封式、干荷式、湿荷式、免维护、防酸式和带液式六
种。
序号 1 2 3 4 5 6
蓄电池基础知识讲解
蓄电池基础知识讲解蓄电池是一种能够将化学能转化为电能的装置。
它是广泛应用于日常生活和各种电子设备中的重要电源。
蓄电池是一种可以反复充电和放电的电池，由于其良好的性能和经济性能，正被广泛使用。
本文将从基础知识的角度，向大家详细介绍蓄电池的相关知识。
1. 蓄电池的构造蓄电池分为正极、负极和电解液三部分。
2. 蓄电池的工作原理蓄电池的工作原理是利用化学反应中的电化学变化来收集和释放电能。
通过两个反应，电化学反应将电子和离子分离并移动，形成电压和电流。
将电池连接到电路时，电子和离子开始流动，产生电流，并将能量交给负载。
3. 蓄电池的类型在工业和日常生活中，人们广泛使用的蓄电池主要有铅酸电池、锂离子电池、镍氢电池和锌锰电池等。
铅酸电池是目前使用最为广泛的电源之一，其性能比较稳定且寿命较长。
铅酸蓄电池利用铅板与电解液中的硫酸反应进行电化学反应，形成电能。
锂离子电池具有体积小、重量轻、环境污染少和使用寿命长的优点。
锂离子电池是一种高效、环保、节能的电池，已逐渐进入人们的生活和工作领域。
镍氢电池又称金属氢化物镍电池，具有能量密度大、循环寿命长的优点，是一种绿色、环保型的高能电池。
锌锰电池口感变化大，容易出现失效现象，但它具有价格低廉、使用方便等优点，是广泛应用于日常应用。
4. 蓄电池的使用与维护为了使蓄电池持久稳定地工作，蓄电池的使用与维护至关重要。
在使用过程中，应按照规定方式来充电和放电，以保证蓄电池稳定地工作和延长其寿命。
同时，应注意在电池使用过程中注意安全，确保电池的安全性和使用效果。
在日常使用中，还应注意检查电池维护，以避免因长时间不使用造成蓄电池内电解液干涸等问题。
总之，蓄电池是一种广泛应用于各种应用领域的重要电源。
通过不断地研究和改进，蓄电池的品质、性能和安全性得到了不断改善。
为了保证长期安全和高效使用，我们应按照规定的方式来操作和维护蓄电池，以满足不同应用场景的需求。
数据分析是一种数据加工和处理方法，通过收集、整理、分类和统计数据信息，揭示数据的本质特征和内在规律，从而解决实际问题，为决策提供科学依据。
蓄电池基础知识
蓄电池基础知识蓄电池是UPS电源中最关键、最昂贵、最易损坏的部件之一，它对UPS的品质有着重要的影响。
正确的使用和维护好蓄电池，是延长蓄电池的寿命,提高放电效率的关键。
下面再介绍一些铅蓄电池的小知识。
1. 铅酸蓄电池的结构及电动势的产生:铅酸蓄电池的构造：正极板（正极板上的活性物质为二氧化铅PbO2)、负极板（负极板上的活性物质为海绵状纯铅Pb)、电解液（电解液由水和硫酸[H2SO4］按一定的比例配制而成）、电池槽等.将制作好的正、负极板浸入装有电解液的电池槽中后，负板表面的铅离解产生二价的正铅离子和电子（Pb →Pb2+ + 2e），其中正二价的铅离子进入电解液中,电子留在负极板上，这样负极板和电解液之间形成电位差。
同样正极板上的二氧化铅在电解液中离解成正四价的铅离子和负氢氧根离子(PbO2 + H2O →Pb4+ + OH- ）,其中负的氢氧根离子进入电解液，正4价铅离子留在正极板上，这样在正极板和电解液之间形成电位差。
由于正、负极板与电解液都有电压差，所以正、负极板之间也存在电位差。
正、负这间电压的高低与电解液的浓度有关,铅酸蓄电池的每单元电压值可用公式表示:E = 0。
8 5 + d(15℃)式中0。
85—-——表示铅酸蓄电池的电动势常数，d（15℃)———表示15℃时极板活性质物质微孔中电解液的比重。
UPS电源中常使用的铅酸蓄电池标称电压为12V，它由6个单元组成。
2。
铅酸蓄电池的放电及常用的充电方法：2.1 蓄电池的放电：蓄电池向外电路供电叫蓄电池放电，放电时，负极板上的电子通过负载流向正极,随着放电的进行，负极板的铅和硫酸反应生成硫酸铅，正极上的氧化铅和硫酸反应生成硫酸铅，随着放电的进行，蓄电池的端电压逐惭下降,当端电压下降至临界电压时，就应终止放电,否则蓄电池的寿命将大缩短甚至损坏。
临界电压是蓄电池制造商为保护蓄电池免受不正常的放电而影响蓄电池的寿命，2。
2 恒流充电:这种充电方法在整个充电过程中,流过蓄电池的电流不变，充电器输出的充电电压随蓄电池的端电压上升而上升.这种充电方法有以下特点：充电时间短,但耗能大，充电后期易产生过压充电而缩短电池使用寿命。
蓄电池基础知识
蓄电池基础知识目录1. 蓄电池基础知识概述 (3)1.1 蓄电池的基本概念 (4)1.2 蓄电池的作用和分类 (5)1.3 蓄电池的历史和发展 (6)2. 蓄电池的工作原理 (7)2.1 化学电池的工作原理 (8)2.2 蓄电池的充放电过程 (10)2.3 蓄电池的能量转换 (11)3. 蓄电池的种类与特性 (12)3.1 铅酸蓄电池 (14)3.1.1 铅酸蓄电池的结构 (15)3.1.2 铅酸蓄电池的优点与缺点 (16)3.2 镍镉蓄电池 (18)3.2.1 镍镉蓄电池的结构和工作原理 (19)3.2.2 镍镉蓄电池的优缺点 (20)3.3 镍氢蓄电池 (21)3.3.1 镍氢蓄电池的结构和工作原理 (22)3.3.2 镍氢蓄电池的优缺点 (23)3.4 锂离子蓄电池 (25)3.4.1 锂离子蓄电池的结构和工作原理 (26)3.4.2 锂离子蓄电池的优缺点 (28)3.5 其他类型的蓄电池 (29)3.5.1 钠硫电池的工作原理和特性 (30)3.5.2 液流电池的工作原理和特性 (31)4. 蓄电池的选型与应用 (33)4.1 蓄电池选型依据 (34)4.2 蓄电池在电力系统中的应用 (35)4.3 蓄电池在通信系统中的应用 (36)4.4 蓄电池在交通运输中的应用 (37)4.5 蓄电池在家庭储能系统中的应用 (38)5. 蓄电池的维护与寿命管理 (40)5.1 蓄电池的充放电管理 (40)5.2 蓄电池的维护技巧 (42)5.3 蓄电池的故障诊断与排除 (43)5.4 蓄电池的更换与报废 (44)6. 蓄电池的安全与环保 (45)6.1 蓄电池的安全注意事项 (46)6.2 蓄电池的爆炸和火灾预防 (47)6.3 蓄电池的回收与环保 (48)7. 蓄电池的技术发展趋势 (49)7.1 高能量密度蓄电池的研究 (51)7.2 低成本蓄电池的开发 (52)7.3 快速充电技术的发展 (53)7.4 蓄电池回收利用技术进步 (55)1. 蓄电池基础知识概述蓄电池是一种能够将化学能转化为电能的装置，广泛应用于各种电子设备、交通工具和储能系统中。
蓄电池基础知识
锑量1.5%~2.3%。
现代汽车蓄电池采用了放射型栅架。
栅架
放设型 栅架
（1）在正、负极板间起绝缘作用。
（2）隔板有许多微孔，让电解液畅通无 阻。
2.隔板
（3）隔板一面平整，一面有沟槽，沟槽
面对着正极板，且与底部垂直。
（使充放电时，电解液能通过沟槽及时供给正 极板，当正极板上的活性物质PbO2脱落时能迅 速通过沟槽沉入容器底部。）
（3）按电池所用正、负极材料划分——
锌系列电池：如锌锰电池、锌银电池等；
镍系列电池：如镉镍电池、氢镍电池等； 铅系列电池：如铅酸电池等；
锂离子电池、锂锰电池；
二氧化锰系列电池：如锌锰电池、碱锰电池等； 空气（氧气）系列电池：如锌空电池等。
2.蓄电池的分类
（4）按电池的外形和尺寸划分——有1号电池、AA（5号）电池；AAA（7号）电 池；方形电池；圆形电池等
2.蓄电池的分类
（2）按工作性质和贮存方式划分——
燃料电池：是一种将存在于燃料与氧化剂中的化学能直接转化为电能的发 电装置。燃料和空气分别送进燃料电池，电就被奇妙地生产出来。它从外表上 看有正负极和电解质等，像一个蓄电池，但实质上它不能“储电”而是一个 “发电厂”。 如氢氧燃料电池等；
燃料电池
2.蓄电池的分类
种化学电源，靠内部化学反应将电能
转化为化学能储存或将化学能转化为 电能向用电设备供电。属于可逆直流 电源. 放电
视频
2.蓄电池的分类
蓄电池的记忆效应？？?
（1）按电解液种类划分——
碱性电池：电解质主要以氢氧化钾水溶液为主的电池：如：碱
性锌锰电池（俗称碱锰电池或碱性电池）、镍镉电池，镍氢电池等；
碱性锌锰电池
池，电压大约是多少？
蓄电池直流操作电源基础知识
蓄电池的充电和放电过程，是可以循环重 复的。
蓄电池电源不受一次电网事故的影响，具有 很高的可靠性，广泛用于发电厂和变电站。
在电网事故状态下能可靠地保证继电保护与 自动装置的供电和提供事故照明，所以电力系 统中广泛应用。
蓄电池有两种：铅酸蓄电池和镉镍蓄电池。 铅酸蓄电池广泛用于大容量发电厂和变电站。
镉镍蓄电池用于小容量发电厂、变电站。
一、铅酸蓄电池的结构和工作原理
大容量发电厂和变电站采用固定式铅酸蓄 电池。 1、结构：
由正、负极板组、电容和电解液组成。正极 板表面为深褐色的二氧化铅PbO2,负极板为淡 灰 色的海绵状铅绒。
2、铅酸蓄电池的工作原理：
铅酸蓄电池是一种化学电源。
1)放电特性： 蓄电池供给外电路电流
时，叫放电。
R
A
v
+
_
正极版：
PbO2 H2 H2SO4 PbSO4 2H2O
负极板： Pb SO4 PbSO4
蓄电池放电时，正极版都变成了(PbSO4) 电 解液中的硫酸(H2SO4)逐渐减少而水份增加。 硫
酸的比重降低。在实际工作中，可根据其比重
高低作为判断蓄电池的放电程度和确定放电终
蓄电池直流操作电源基础知识
1、蓄电池的基本概念 蓄电池是储蓄电能的一种设备。能把电能
转变为化学能储存起来，使用时，再把化学能 转变为电能供给用电设备，这叫放电。变换过 程是可逆的。就电能作用，当蓄电池已完全放
Байду номын сангаас
电或部分放电后，两电极表面形成了新的化合 物，这时如果用适当的反向电流通入蓄电池， 可以使形成的新化合物重新还原为原来的物 质，这种将反向电流通入蓄电池的做法，叫充 电。
了的主要标志。 2、冲电特性：
蓄电池基础知识
蓄电池知识--基本概念一、蓄电池（一）基本定义1、电能可由多种形式的能量变化得来，其中把化学能转换成电能的装置叫化学电池，一般简称为电池，电池有原电池和蓄电池之分。
电后不能用充电的方式使内部活性物质再生的叫原电池，也称一次性电池。
3、放电后可以用充电的方式使内部活性物质再生，把电能储存为化学能，需要放电时再次把化学能转换为电能的电池，叫蓄电池，也称二次电池。
（二）、常用技术术语1、充电：蓄电池从其他直流电源获得电能叫做充电。
2、放电：蓄电池对外电路输出电能时叫做放电。
3、浮充放电：蓄电池和其他直流电源并联，对外电路输出电能叫做浮充放电。
有不间断供电要求的设备，起备用电源作用的蓄电池都处于该种放电状态。
4、电动势：外电路断开，即没有电流通过电池时在正负极间量得的电位差，叫电池的电动式。
5、端电压：电路闭合后电池正负极间的电位差叫做电池的电压或端电压6、安时容量：电池的容量单位为安时，即：电池容量Q（安时）=I放×t放I放为放电电流（安）t放为放电时间（小时）7、电量效率（安时效率）：输出电量与输入电量之间的比叫做电池的电量效率，也叫作安时效率。
电量效率（%） =（Q放÷Q充）×100%=（I放×t放）÷（I充×I充）×100%Q放和Q充分别是放电和充电容量（安时8、自由放电：由于电池的局部作用造成的电池容量的消耗。
容量损失搁置之前的容量之比，叫做蓄电池的自由放电率自由放电率（%）= （Q1－Q2）÷Q1×100%Q1为搁置前放电容量（安时）Q2为搁置后放电容量（安时）9、使用寿命：蓄电池每充电、放电一次，叫做一次充放电循环，蓄电池在保持输出一定容量的情况下所能进行的充放电循环次数，叫做蓄电池的使用寿命。
二、铅酸蓄电池（一）定义铅酸蓄电池是是蓄电池的一种，主要特点是采用稀硫酸做电解液，用二氧化铅和绒状铅分别做为电池的正极和负极的一种酸性蓄电池。
3.1任务一 蓄电池基础知识
任务一 蓄电池基础知识
3.动力蓄电池技术参数 （5）能量密度（Wh/Kg） 是指电池单位体积或单位质量所释放出来的能量，通常用体积能量密度（Wh/L） 和质量能量密度（Wh/Kg）表示。
任务一 蓄电池基础知识
3.锂离子电池应用特性 （6）电池内阻 是指蓄电池在工作时，电流流过电池内部所受到的阻力。与电池的尺寸、结构、装 配等因素有关。 （7）剩余电量（SOC） 是指动力电池内部的可用电量占标称容量的比例，是电池管理系统中的一个重要监 控数据，电池管理系统根据SOC值控制电池的工作状态。
任务一 蓄电池基础知识
1.镍氢电池 镍氢电池负极采用由储氢材料作为活性物质的氢化物电极，正极采用氢氧化镍简称 镍电极，电解质为氢氧化钾水溶液。
任务一 蓄电池基础知识
1.镍氢电池 平头电池指的是电池正极是平的，没有突起，主要适用于做电池组点焊使用的电池 芯。一般同等型号尖头的电池（可以用作单体电池供电的），在高度上就多了 0.5mm，以此类推。
2.锂离子电池 （7）安全隐患 由于锂离子动力电池能量高，材料稳定性较差，容易出现安全问题。 （8）价格高 相同电压和相同容量的锂离子动力电池价格是铅酸电池的3～4倍。
任务一 蓄电池基础知识
3.动力蓄电池技术参数 （1）额定电压 额定电压又称标称电压，额定电压=单体电芯额定电压×单体电芯串联数。 （2）电芯容量（Ah） 是指动力电池所能够储存的电量，是衡量电池性能的重要指标之一。动力电池电芯 容量=单体电芯容量×单体电芯并联数量。
任务一 蓄电池基础知识
2.锂离子电池 软包锂离子电池是液态锂离子电池上套一层聚合物外壳（铝塑复合膜）。三元软包 锂离子电池容量比同等尺寸规格的钢壳锂电池高10～15%，比铝壳电池高5～10%， 而质量却比同等容量规格的更轻。
蓄电池基础知识
1蓄电池基础知识一、电池的构成与工作原理所有电池均由正极、负极、电解质、隔膜和容器5个主要部分组成。
都是通过氧化-还原反应进行能量转换。
电池的正极活性物质通常是各种金属氧化物：卤素及卤化物，氧或含氧酸盐等，负极活性物质则用各种电位较负的金属或氢。
电解质溶液采用酸、碱和盐的水溶液，或采用固体电解质。
电池工作时，负极活性物质发生电化学氧化反应，释放出电子，在两极间电位差的作用下，电子由负极经外线路传递到正极，正活性物质则接受电子发生电化学还原反应：同时电解质中的离子通过扩散和电迁移在电池内部传输电流。
隔膜的作用是把正、负极隔开，防止短路。
隔膜一般采用微孔橡胶、塑料、纤维素薄膜等。
电池的容器采用橡胶、塑料、不锈钢等耐腐蚀材料。
二、UPS所用蓄电池的种类、性能与使用UPS所选用的蓄电池，必须具有在短时间内能输出大电流的特性。
一般要求蓄电池供电时间在10min左右。
目前，常用的蓄电池有3种，这3种都属于铅酸蓄电池，其型号为HS（涂浆式高效铅电池）、CS（覆盖式铅电池）和M（密封铅酸电池），而密封铅酸蓄电池是最常用的。
密封铅酸蓄电池的电解液基本恒定，无损耗。
这是因为密封铅酸蓄电池采用了先进的阴极吸收式密封技术。
这一技术的采用，可把补加蒸馏水的间隔时间延长到5年以上，为了保证密封电池安全、可靠的工作，要求给蓄电池充电时的充电电流不得超过电池允许的最大充电电流值。
目前UPS的充电器均采用分级恒流恒压充电方式，即在充电初期采用恒流充电，其充电电流限制在规定值或电池额定容量十分之一的电流值。
充电一定时间后，改为恒压充电，即浮充电。
所有铅酸蓄电池对放电都非常敏感，放电不当，会导致蓄电池寿命缩短，缩短电池使用寿命的原因主要有：1、放电深度。
用大放电量重复放电会缩短电池的寿命。
2、放电电流的幅度。
以小放电量重复放电以后，再突然有一个很大的放电电流也会缩短电池寿命。
控制好放电电流，避免大电流放电是延长电池寿命的一个重要因素。
蓄电池基础知识
铅酸蓄电池的工作原理1、铅酸蓄电池电动势的产生铅酸蓄电池充电后，正极板二氧化铅（PbO2），在硫酸溶液中水分子的作用下，少量二氧化铅与水生成可离解的不稳定物质--氢氧化铅（Pb(OH)4），氢氧根离子在溶液中，铅离子（Pb4）留在正极板上，故正极板上缺少电子。
铅酸蓄电池充电后，负极板是铅（Pb），与电解液中的硫酸（H2SO4）发生反应，变成铅离子（Pb2），铅离子转移到电解液中，负极板上留下多余的两个电子（2e）。
可见，在未接通外电路时（电池开路），由于化学作用，正极板上缺少电子，负极板上多余电子，如右图所示，两极板间就产生了一定的电位差，这就是电池的电动势。
2、铅酸蓄电池放电过程的电化反应铅酸蓄电池放电时，在蓄电池的电位差作用下，负极板上的电子经负载进入正极板形成电流I。
同时在电池内部进行化学反应。
负极板上每个铅原子放出两个电子后，生成的铅离子（Pb2）与电解液中的硫酸根离子（SO4-2）反应，在极板上生成难溶的硫酸铅（PbSO4）。
正极板的铅离子（Pb4）得到来自负极的两个电子（2e）后，变成二价铅离子（Pb2），，与电解液中的硫酸根离子（SO4-2）反应，在极板上生成难溶的硫酸铅（PbSO4）。
正极板水解出的氧离子（O-2）与电解液中的氢离子（H）反应，生成稳定物质水。
电解液中存在的硫酸根离子和氢离子在电力场的作用下分别移向电池的正负极，在电池内部形成电流，整个回路形成，蓄电池向外持续放电。
放电时H2SO4浓度不断下降，正负极上的硫酸铅（PbSO4）增加，电池内阻增大（硫酸铅不导电），电解液浓度下降，电池电动势降低。
3、铅酸蓄电池充电过程的电化反应充电时，应在外接一直流电源（充电极或整流器），使正、负极板在放电后生成的物质恢复成原来的活性物质，并把外界的电能转变为化学能储存起来。
在正极板上，在外界电流的作用下，硫酸铅被离解为二价铅离子（Pb2）和硫酸根负离子（SO4-2），由于外电源不断从正极吸取电子，则正极板附近游离的二价铅离子（Pb2）不断放出两个电子来补充，变成四价铅离子（Pb4），并与水继续反应，最终在正极极板上生成二氧化铅（PbO2）。
3.1蓄电池基础知识
1.3 动力电池技术参数
（8）充放电倍率（C） 充放电倍率用来表示电池充放电时电流大小的比率，即倍率。
1.1 镍氢电池
镍氢电池（Ni-MH battery）主要应用在混合动力汽车（HEV）和 消费类电器产品两大领域，2018年HEV市场占90%以上的应用份额， 镍氢小型电池和镍氢动力电池为稀土储氢合金主要应用领域，全球稀土 储氢合金95%由中国和日本供应，中国储氢合金产量超过全球总产量 的70%。
圆柱形
方形
软包形
1.2 锂离子电池
锂离子电池结构 圆柱形锂电池分为磷酸铁锂、钴酸锂、锰酸锂、钴锰混合、三 元材料不同体系，外壳分为钢壳和聚合物两种，不同材料体系 电池有不同的优点。目前，圆柱主要以钢壳圆柱磷酸铁锂电池 和三元材料为主，常见型号有14650、17490、18650、21700、 26650等。 圆柱形电池结构包括正极盖、安全阀、PTC元件、电流切断机构、 垫圈、正极、负极、隔离膜、壳体，内部采用螺旋绕制结构， 用一种非常精细而渗透性很强的聚乙烯、聚丙烯或聚乙烯与聚 丙烯复合的薄膜隔离材料在正、负极间间隔而成。如图3-2所示。
个字母表示负极材料，I--表示有内置的锂离子，L--表示锂金属
或锂合金电极；第二个字母表示正极材料，C--表示钴，N--表
示镍，M--表示锰，V--表示钒；第三个字母为R表示圆柱形。5
个数字，前2个数字表示直径，后3个数字表示高度，单位都为
mm。
ICR 18650电池
电池就是直径为18mm
高度为65mm的圆柱形电池
ICR21700
1.2 锂离子电池
锂离子电池型号
2）方形电池用3个字母后跟6个数字表示。3个字母，前两个
字母的意义和圆柱形一样，后一个字母为P表示为方形。6个数 字，前2个数字表示厚度，中间2个表示宽度，后面2个表示高度 （长度），单位也为mm。
蓄电池基础知识
先谈谈UPS蓄电池的选择1 蓄电池容量(Ah)的选择蓄电池容量(Ah)是指在标准环境温度下，每2V电池单体在给定时间至1.80V终止电压时，可提供的恒定电流值(A)与持续放电时间(h)的乘积。
给定持续放电时间为10h的容量称为10h率容量，用符号C10来表示。
蓄电池容量可用20h率、10h率、8h率、5h率、3h 率、1h率、0.5h率等多种方法表示，一般采用C10作为蓄电池的额定容量来标称蓄电池。
额定容量是蓄电池的主要参数，不少工程人员就认为，两种品牌相同额定容量的蓄电池可以在同一套UPS系统中替代使用。
这种观点是有偏颇的，因为两种蓄电池具有相同额定容量，只表示它们的10h放电性能一致，但在10min、30min、lh、3h等时间内可提供的恒功率值和恒电流值则可能差异较大，而UPS后备时间通常不到10h，所以UPS配用蓄电池时，考察其在后备时间内的放电性能就尤为重要。
在已知UPS主机一些基本参数和确定蓄电池品牌后，我们就可以根据这一蓄电池品牌样本资料中提供的恒功率放电数据表或恒流放电曲线，通过功率定型法或电流定型法来计算确定蓄电池的容量和型号。
（1）功率定型法这种方法比较简便，根据蓄电池恒功率放电参数表可以快速准确地选出蓄电池型号。
首先计算在后备时间内，每个2V的蓄电池至少应向UPS提供的恒功率：P=Scosφ／(ηN·K)(1)式中：S---UPS标称输出功率；cosφ---UPS输出功率因数；η---逆变器效率；N---在UPS中以12V电池计算时所需的串联电池个数，由UPS正常工作电压确定；K---系数，厂家提供的电池恒功率放电数据表，一般是以2V单元电池为计算基准的，12V／节电池相当于6个2V单元串联，此时取K=6；如果电池厂家提供的电池恒功率放电数据表是以12V单元电池为计算基准的，则K=1。
然后确定蓄电池的放电终止电压UT:UT=Umin／(N*6)(2)式中：Umin ---UPS最低工作电压我们可以在厂家提供的UT下的恒功率放电参数表中，找出等于或稍大于P的功率值，这一功率值所对应的型号即能满足UPS系统的要求。
蓄电池基础知识
降低。因此可以根据电池的开路电压估计电池的荷电状态，也可以根据电池的开路电压估计电解液的密度。
? 电池的内阻：是指电流通过电池内部受到的阻力，又叫全内阻。
? 它包括欧姆内阻和极化内阻。电池的欧姆内阻包括电极本身的电阻、电解质溶液的电阻、离子通过隔膜微孔时受到的阻力和正负极与隔离层的接触电阻等。
4.影响铅酸蓄电池寿命的因素
? 铅酸蓄电池的失效是许多因素综合的结果，既决定于极板的内在因素，诸如活性物质的组成、晶型、空隙率、极板尺寸、板栅材料和结构等；也取决于一系列外在因素，如放电电流密度、电解液浓度和温度、放电深度、维护状况和贮存时间等。下面主要介绍主要的外部因素 ：
? 放电深度
? 放电深度即使用过程中放电到何程度开始停止。100%深度指放出全部容量。
? 一般合金温度在420～520℃之间，铸模的温度在140～200℃左右。
? 目前常用的板栅合金是铅锑合金和铅钙合金。
? Pb-Sb合金具有以下优点：1.抗拉强度、延展性、硬度及晶粒强化作用明显优于纯铅；2.熔点及收缩率低于纯铅，具有较好的铸造性能，即流动性、充型性好；3.与活性物质有较好的结合力，有利于电池的深充放循环；4.深充放循环时不易变形，有良好的循环寿命；5.腐蚀比纯铅均匀。存在以下缺点：1.电阻比纯铅大；2.充电时，正极板栅中的锑溶解在电解液中，进而转移电沉积在负极活性物质上，显著降低氢在负极上析出的超电势，一部分锑吸附在正极活性物质上，也降低了氧在正极析出的超电势，因此，锑的存在使水的分解电压下降，充电时水易分解，存放时增加电池的自放电；3.过充电时，逸出有毒的气体SbH3；4.正板栅的总体腐蚀速率随合金中锑含量增加而提高。
? 对于一个做好的电池来说，影响其容量的因素是放电制度，i放越大，电池放出的容量越小；随着放电温度的增高，电池放出的容量也增大；一般是V终越高，电池放出的容量越小。在这三个因素中，放电电流强度（或i放）的影响是最大的，通常用放电倍率来表示放电电流的大小。
铅酸蓄电池基础知识汇总
放电速率
常用时率和倍率表示。 时率：以放电时间表示放电速率。 以某电流放电至规定的终止电压所经历的时间。 如20小时率为60AH，即C20=60AH 倍率：是指电池放电电流数值为额定容量数值的倍数。 如0.1C20、3C20
自放电
自放电：存储期容量降低的现象。 主要发生在负极，电解液存在金属杂质，会在负极形成腐蚀微电池 ，若存在易 氧化的杂质，正极也会自放电。 自放电率：用单位时间容量降低的百分数表示。
6.其他
蓄电池除上述主要部件外，还有接线端子、连接条等零部件。
二，VRLA(阀控密封式铅酸蓄电池)电池的发展史
– 1859年，法国人Plante发明了铅酸蓄电池，至今已有140多年的历史。 – 1938年，美国人A.Dassler提出了密封铅酸蓄电池的气体复合理，为 VRLA电池奠定理论基础. – 1957年，德国阳光公司发明了触变性 SiO2凝胶的胶体密封铅酸蓄电池 。 – 1971年，美国Gates公司发明了吸收式AGM隔板，实现了铅酸蓄电池 “密封”的突破.
阀控铅酸电池缺点
1、严格控制充电制度 2、对热失控敏感 3、充电时易造成个别电池落后 4、较高温度下，需额外的充电时间和过电流 5、搁置时间短
三、电池结构及工作原理电池结构
1、电池结构
工作原理
• 如下 阀控式密封铅酸蓄电池在充放电过程中的化学反应
•
• 放电时正极板的二氧化铅和负极板的海绵状铅与电 解液中的硫酸反应生成硫酸铅电解液中的硫酸浓度降低 • 充电时硫酸铅通过氧化还原反应分别恢复成二氧化 铅和海绵状铅电解液中的硫酸浓度增大 • 在充电末期电池充满电后继续充入的电量将导致电 解液中水的分解，为防止因过充电导致水分解而引起电解 液的减少要实现电池的密封电池密闭设计的关键解决问题 是实现充电过程产生的氧气能够迅速与负极板上充电状态 下的活物质发生反应变成水结果基本没有水份的损失
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【文档主题】蓄电池基础知识一【文档作者】朱甲龙【修改时间】2002年3月2日【文档内容】一、产品概述1859年Plante发明铅酸蓄电池至今已有130多年的历史，以往的铅酸电池均为开口式或防酸隔爆式，充放电时析出的酸雾污染及腐蚀严重，又需经常维护即补加酸和水。
1957年西德阳光公司首次将凝胶电解质技术用于铅酸蓄电池，制成密封铅酸电池并投入市场，标志着实用密封铅酸蓄电池的诞生。
1971年美国Gates公司首次将超细玻璃纤维用于密封铅酸电池中，生产出吸液式卷绕极板圆筒形电池，第一次把氧气复合原理在商品电池中实施，实现了铅酸蓄电池技术上的重大突破，这种吸液式密封铅酸蓄电池在美、日、欧等地得到了飞速的发展。
与普通铅酸电池相比，VRLA电池的发展如此迅速，是因为它具有以下特点：1.在电池整个使用寿命期间，无需添加水，调整酸比重等维护工作,具有“免维护”功能（相对于传统铅酸蓄电池的维护而言）；2.不漏液、无酸雾、不腐蚀设备；3.自放电小，25℃下自放电率小于2％（每月）；4.电池寿命长，25℃下浮充状态使用可达20年；5.结构紧凑，密封良好，抗震动，比容量高；6.电池的高低温性能较好，可在－40℃～＋50℃范围内使用；7.不存在镉镍电池的“记忆效应”（指浅循环工作时容量损失）。
正由于VRLA电池有以上诸多优点，因而被广泛应用于通信系统，电力系统的备用电源；UPS 设备；铁路机车的起动电源；应急照明设备，矿灯，信号灯；电动工具；消防报警系统；电子、医疗仪器设备等领域。
二、VRLA电池密封关键技术2.1密封原理铅酸蓄电池充电后期，电极上发生的电化学反应：正极：PbSO4 ＋ 2H2 O － 2e PbO 2＋ HSO4- + 3H+ (1)H2 O － 2e 2H+ ＋1/2 O2 (2)负极：PbSO4 ＋ H+＋ 2e Pb ＋ HSO4- (3)2H+ ＋2e H2 (4)可以看出，电池充电时产生H2和O2是不可避免的，而两种气体的再化合只有在催化剂存在的条件下才能进行，50 ~ 60年代曾研究过Pt催化的防爆栓，但因结构复杂，价格昂贵，可靠性差而被淘汰。
1938年A.Dassler(3) (4)提出的气体复合原理对后来制造密封铅酸电池有重要的指导作用。
1971年美国Gates公司提出用玻璃纤维隔板为氧气复合原理实际应用提供了可行性，实现了“密封”的突破。
多孔玻璃棉隔板（孔率>90%）在正负极之间为氧气传递提供了良好的通道。
正极析出的氧气在负极以极高的速度被还原。
反应生成的PbO与H2SO4 作用生成水：Pb ＋ 1/2 O2 PbO （5）PbO ＋ H2SO4 PbSO4＋ H2 O （6）生成的PbSO4在充电时重新转变为海绵Pb。
H+＋ PbSO4 ＋ 2e Pb ＋ HSO4-（7）充电时扩散到负极表面的氧也可以直接参与电化学反应还原成水：2H+ ＋1/2 O2 ＋ 2e H2 O （8）反应（2）、（3）、（4）、（5）、（6）、（7）、（8）式综合的结果便是： H2 O 1/2 O2 H2 O （9）上述反应实现了氧的循环，净结果是没有氧的积累，没有水的损失。
氧气的复合使负极去极化，减缓了H2的析出。
2.2 VRLA电池实现密封的必要条件1.为O2创造到负极的气体通道。
这种通道可借部分浸酸的高孔率隔板（例如95％的孔率孔隙含有酸，5％的孔隙中无酸，提供空体积，即所谓贫电液）或带微裂纹的胶体电解液来实现。
保存氧气扩散的通道是电池实现密封的必须条件。
2.电池极群必须紧装配。
紧装配对提高电池循环寿命也十分有好处。
一般认为装配压在40－60Kpa为宜。
3.采用过量的负极活性物质。
目前国内外的VRLA电池控制正负极容量比为1：1.1－1.2，以保证充电时正极板先达到过充析氧，而使负极稍晚些，不会析氢。
当正极上析出的氧到达负极还原，使负极取极化，故析氢的可能性和速率都减少了。
定电压充电时正极电位有所提高，有利于正极的充分充电，延缓了氧的析出。
实际上研究表明，通常正极充电到70％时开始析氧，而负极充电到90％时才开始析氢，因而现在有减少负极物料的趋势。
4.提高析氢过电位，降低氢的析出，采用低锑或无锑板栅合金，提高原材料的纯度。
如Pb-Ca-Sn,Pb-Ca-Sn-Al, Pb-低Sb-As-Cu-Sn等三元或五元合金。
在铅酸蓄电池中，负极过充产生的氢气几乎不能在正极被氧化，只能通过安全阀排放，从而引起电池失水。
5.设置高压排气装置，即安全阀。
铅蓄电池要做到绝对密封是不可能的，当电池过充或工作异常时必然会产生多余气体，电池的气体复合效率也不可能达到100％，此外虽然采用高析氢过电位板栅合金，负极自放电仍然不可避免，氢气在电池内会逐步积累。
安全控制阀是VRLA电池的十分重要的元件。
安全阀的开阀压力要求在10－49KPa范围内。
当电池内气压升高10－49KPa时，阀门自动开启而进行排气，当电池内气压降至10KPa以下时，阀门自动关闭。
电池内保持一定的正压，有利于氧气在负极的复合，防止空气进入电池而增加负极的自放电，同时也防止电池内水份的损失。
由于这种安全阀的必要性，所以才称为“阀控式”密封铅酸电池。
6.采用恒压限流方式充电，减少析气量。
充电电压的选择要考虑诸多因素，电压过低，电池充电不足；充电电压过高，造成O2、H2大量析出，电解液过早干涸。
各国采用的不尽相同，充电电压在2.25V~2.35V/单格，浮充电压在2.16V~2.27V/单格，最大的电流控制在0.3C 20 (A)。
三、目前国内外固定型VRLA电池存在的主要问题及对应措施国内铅酸蓄电池并非完美无缺，除其比能量较低的老大难问题外，通信用阀控式密封铅酸蓄电池一般存在着的以下四大问题。
这些问题虽然与厂家生产、制造有着很大的关系，但与用户的正确使用和维护也密不可分。
1、漏液漏液在通信用阀控式密封铅酸蓄电池中的问题最大，它存在的途径主要有：1.1 槽、盖之间漏液许多电池槽盖之间的密封采用热封，虽然热封与胶封相比其机械化程度高、速度快，但热封会使被加热的材料出现蜂窝状的结构，从而为漏液创造了条件；而胶封一般采用手工配胶，手工倒胶，壳盖间的胶不易均匀，也可能导致壳体间的漏液3)。
另外，传统工艺上采用环氧树脂进行胶封，而环氧树脂脆性较大，在受到撞击时胶封层容易产生微裂纹，将会成为漏酸的一条途径。
1.2极柱漏液极柱漏液是漏液问题中最为普遍的现象。
极柱漏液与极柱的密封结构有很大关系，对于极柱密封效果来说，关键是树脂与正极极柱间的粘接强度。
当电池在充放过程中，正极柱与密封胶的粘接处受到腐蚀，经解剖可发现粘接处有棕色的PbO2。
当腐蚀层穿透胶封层时，极柱就产生了漏液。
极柱密封结构有四类：树脂密封结构、树脂二次密封结构、机械压缩式密封结构等。
1.3 外壳破裂外壳破裂而引起的漏液情况较少，主要原因分材料本身强度和运输损伤等人为因素。
密封铅酸电池的电池壳一般采用ABS和PP两种材料，就价格而言，PP的价格优于ABS；就强度而言，ABS的强度优于PP。
1.4 阀体漏液排气阀出现漏液的情况也较少，一般出现这种情况是由于排气阀的质量不过关，也有可能是由于灌酸过量而造成阀体漏液。
2、壳体鼓胀VRLA电池存在的另一个不可忽视的问题是壳体的鼓胀。
一般来说，VRLA壳体都会有轻微的形变，但不应大到鼓胀的程度。
电池壳体鼓胀的原因有：2.1 VRLA电池为了延长寿命，在组装时采用紧装配，这势必会给电池壳壁带来一定的压力。
这会导致壳体的微小形变。
2.2 壳体材料质量不过关、壳体厚度太薄由于电池壳体材质的不同、厚度的差异，在相同内压下壳体变形程度不同。
因此壳体的鼓胀与生产厂家所选用的壳体材料及厚度有很大的关系。
2.3 安全阀开阀压过高电池内保持一定的正压，有利于氧气在负极的复合，防止空气进入电池而增加负极的自放电，同时也防止电池内水份的损失。
但是，在这个内压的作用下壳体也会发生变形。
当安全阀开阀压过高时，壳体所承受的压强就变得较大，这会导致电池壳体的鼓胀。
2.4 热失控，使得电池壳变软热失控是指蓄电池在恒压充电时，充电电流和电池温度发生一种累积性的增强作用，并逐步损坏蓄电池。
当电池充电电流过大、电池间间隙过小会加剧电池的热失控。
特别是用户所使用的充电设备为交流电源，充电设备虽经滤波但仍有波纹电压。
而一个完全充电的电池的交流阻抗很小，即使电压变化很小，在电池线路内也会产生明显的交流电流，使得电池的温度上升。
而电池热失控会导致温度上升，电池壳强度下降以致于软化，从而电池在内力下变形，而且这种变形不易恢复，造成电池的鼓胀。
在技术上一方面提高电池的气体复合效率（达99％），避免内部气压的积累，另一方面选用压力合理的开阀压，避免过高压力的积累。
此外通过将壳壁增厚的办法减少变形等措施的采用可以基本上解决以上问题。
3、浮充电压不均匀浮充是指固定型铅酸蓄电池在使用过程中与负载并联，同时有外电源给负载供电，并给蓄电充电的过程。
浮充电压是处于浮充状态时蓄电池两端的电压，在邮电部的标准中规定了蓄电池浮充电压的标准为 50mV，也就是说，一组电池浮充时其电压上下值的差据不应大于100mV。
在电池刚投入使用时，由于自放电等原因，电池间的气体复合不能完全相同，造成了浮充电压的偏差较大。
而正常电池在正常浮充状态下，电池间的气体复合趋于一致，其浮充电压也就逐渐均一。
一般来说，三个月后电池组的浮充电压上下偏差会在60mV之内，因此浮充电压在 50mV内的电池其浮充电压对寿命及容量没什么的影响。
1总观浮充电压的不均匀性，大体上有以下几点原因：3.1 极柱与连接处接触不良造成当电池极柱上有硫酸存在时（生产过程中带入或极柱渗酸导致），极柱表面会形成硫酸盐，而硫酸盐的存在造成极柱与连接处接触不良，使得该电池压降偏高。
另外，有许多厂家为了防止极柱表面氧化，电池出厂前在极柱上涂抹黄油。
如果在安装电池时极柱表面的黄油未能擦干净，也会导致连接处的接触不良，从而增大接触电阻，引起浮充电压偏高。
3.2 电池组中存在着落后电池由于电池在生产过程中存在着或多或少的差异，用户在使用过程中也不能保证每只电池的充电状况保持一致，因此在电池组中可能会出现落后电池9)。
出现的落后电池其浮充电压偏低，容量长期充不足，产生恶性循环，甚至导致电池寿命的终止。
3.3 充电设备提供的浮充电压偏低邮电部门以前所使用的电池是防酸隔爆电池，这种电池与阀控式电池相比，其浮充电压较低，而用阀控式电池替代防酸隔爆电池后用户还延用了原有的充电设备及浮充电压值，这就导致了整组电池的浮充电压偏低。
如果电池浮充电压长期偏低有可能造成个别电池充不足电，产生落后电池，影响了电池浮充电压的均匀性。
3.4 不同类型电池或新旧电池混用会造成电池组浮充电压不均匀。