铅蓄电池放电特性(精)
铅酸蓄电池放电特性研究
Ｔ 艺 ・设备 ・材 料
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铅 酸蓄 电池放 电特性研究
赵轩 ，谢 学飞 ，曹红 ，周正飞
（ 长 安大学 ， 陕西 西 安 ７ １ ０ ０ ６ ４ ）
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摘 要 ：电动汽车具有低污染、低排放、低能耗、低噪声、高效率等优点，在环境保护和新能源
利 用等方 面具 有无 可 比拟 的优 势 ，是解 决 能源危 机和 环境 污染 问题较 为有 效 的途 径 。蓄 电池作 为 电动汽车 的动 力源 ，直接影 响着 电动 汽车 的动力 性和 经济 性 ，因此本文 针对 应用 最普遍 、技 术最 成 熟的铅 酸蓄 电池放 电特 性进 行研 究 。本文 首先 对铅 酸蓄 电池 的放 电原理 进行研 究 ，建 立 了铅酸 蓄 电池放 电模 型 ，基于 蓄 电池 综合 测试 系统 进行 了不 同放 电倍 率 下 的放 电试 验 ，最 后应 用归 一化
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铅酸电池知识
铅酸蓄电池的电压与充电放电特性一、铅酸蓄电池的电动势和开路电压1、电动势定义电池在开路时，正极平衡电极电势与负极平衡电极电势之差，由电池中进行的反应所决定，与电池的形状、尺寸无关。
电动势表达式为：E=Eθ+RT/nFlna(H2SO4)/a(H2O)式中 E——电池电动势；Eθ——所有反应物的活度或压力等于1时的电动势，称为标准电动势（V）；R——摩尔气体常数，为8.3J/(Kmol);T——温度（K）；F——法拉弟常数（96500C/mol）；n——电化学反应中的电子得失数目。
电动势是电池在理论上输出能量大小的量度之一，如果其它条件相同，电动势愈高的电池，理论上能输出的能量就愈大，实用价值就愈高。
2、电动势的产生电动势也等于组成电池的两个电极的平衡电势之差，即E=φe,+－φe,-，式中φe即为平衡电极电势。
电极电势的产生，与建立双电层有关。
将一金属电极插入含有该金属离子的溶液中，由于该离子在金属中与溶液中的化学势不同，因而发生金属离子在电极与溶液之间的转移。
在静电力作用下，这种转移很快达到动态平衡。
这时电极表面所带电荷符号与电极表面附近溶液层中离子所带电荷符号相反，数量相等，于是在电极与溶液的界面处形成双电层，对应于双电层的建立，电极和溶液间便产生一定的电势差，称为平衡电极电势。
电极电势的符号和数值取决于金属的种类和溶液中离子的浓度。
电极电势φe实际上由两部分组成，即紧密层电势和分散层电势。
3、开路电压电池在开路状态下的端电压即开路电压，也是两极的电极电势之差，但不是平衡电势，而是稳定电势或混合电势之差。
理论上，电池的开路电压不等于电动势，但数值上可能要接近。
铅酸蓄电池的电动势的电动势是硫酸浓度的函数。
开路电压也是硫酸浓度的函数。
电池的开路电压与电解液密度的关系可用下式计算：开路电压=d+0.85式中d——在电池电解液的温度下，电解液的密度（g/cm3）4、稳定电势的建立电极金属离子与溶液中金属离子间建立的动态平衡Me—2e Me2+ （1）它只是一种理想状况，如上述平衡电极电势的建立。
铅酸蓄电池充放电的原理
铅酸蓄电池充放电的原理铅酸蓄电池作为一种化学电源，广泛应用于各个领域。
接下来，我们将详细介绍铅酸蓄电池的充放电原理。
一、铅酸蓄电池结构铅酸蓄电池的基本结构由正负极板和电解液组成。
正极板上的活性物质为二氧化铅（PbO2），负极板上的活性物质为绒状铅（Pb）。
电解液主要为硫酸（H2SO4）。
在电池内部，正负极板分别与电解液形成半电池，两个半电池相互连接，构成一个完整的铅酸蓄电池。
二、充放电过程1.放电过程放电过程中，正极板上的二氧化铅得到电子，负极板上的绒状铅失去电子。
电子通过外部电路流动，形成电流。
同时，正负极板上的硫酸铅（PbSO4）逐渐积累，电解液浓度下降。
2.充电过程充电过程中，外部电源对电池进行反向充电，使得负极板上的硫酸铅逐渐转化为二氧化铅，正极板上的二氧化铅转化为硫酸铅。
电解液中的硫酸铅离子得到电子，生成硫酸。
随着充电的进行，电解液浓度逐渐升高，直至达到充电完成。
三、充放电特性1. 自放电特性铅酸蓄电池在储存过程中，由于内部化学反应的进行，会自然放电。
自放电速率受温度、电解液密度等因素影响。
2.极化现象随着放电过程的进行，正负极板上的硫酸铅逐渐积累，导致极板电势发生变化。
正极板电势逐渐趋向于负，负极板电势逐渐趋向于正。
极化现象加剧，会影响电池的放电性能。
3.充电特性充电过程中，电池内部发生化学反应，电解液浓度逐渐升高。
当电解液浓度达到一定值时，电池充电完成。
此时，正负极板上的活性物质分别为二氧化铅和绒状铅。
总之，铅酸蓄电池的充放电原理涉及活性物质的转化、电解液浓度的变化以及电流的流动。
了解这些原理，有助于我们更好地掌握铅酸蓄电池的使用和维护方法，确保电池性能的稳定。
蓄电池名词解释和特性说明
铅酸蓄电池特性说明&&名词解释（本文内容为普通蓄能类铅蓄电池）一．STANDBY USE/CYCLING USE 浮充使用/循环使用I nitial current :less than 1.75A：初始电流不超过1.75A。
一般充电时，电池在未接入回路时内阻可能很小，为保护电池充电电流不能太大。
Standby use ：浮充使用：表示长时间持续充电，只有需要时才放电。
如UPS。
Cycling use ：循环使用：表示快速的充放电使用。
如电动车，需要经常性充电。
以上仅为某一品牌电池铭字简解，不同品牌略有差异。
二．放电电流/终止电压放电是蓄电池的最基本功能。
但过放电却能导致蓄电池性能急剧下降甚至永久性损坏。
在寿命功效最大化的情况下，蓄电池放电应在0.05C—3C之间。
汽车蓄电池等某些特殊用途的蓄电池，瞬间放电10倍C（C为25℃下标称容量）甚至以上，也只是瞬间而已。
一般铅蓄电池的放电电流和终止电压具有“类负相关”关系。
不同品牌的铅蓄电池，放电电流/终止电压略有不同，其极板材质、化学成分和制作工艺导致差异的存在。
超过某一放电电流下终止电压的下限额度就会发生过放电。
若难免而发生了反复过放电情况，应及时充电甚至维护。
以下为某一品牌铅蓄电池放电电流/终止电压数据：正常工作温度25℃下，三．放电容量不同放电率下蓄电池容量不同。
以下为某一品牌铅蓄电池不同放电电流下的放电容量。
结论得出：放电电流Ix越大，电池所能放出的容量Cx越小。
铅蓄电池标称容量一般是：20—25℃左右的时候，10小时的放电量，就是标称容量。
进而可以得出，0.1C的放电量，可以放电10个小时。
四．其他注意事项①．温度.铅蓄电池正常温度范围为15℃—50℃。
温度过高过低，都会影响性能。
建议长期使用温度20℃—40℃。
对于60V以下蓄电池，温度补偿不明显，可以不予考虑。
②．充电电流/功率.铅蓄电池正常充电电流应小于0.25C。
充电电压应小于14.5（快速循环充放电时，充电电压要小于15V）。
铅酸蓄电池(精)
铅膏主要为硫酸铅和氧化铅的混合物， 含有8%－12%的硫酸铅。
极板化成
用通入直流电的方法使正极板上的活性物质发 生电化学氧化（生成PbO2），同时负极板上的活 性物质发生电化学还原（生成海绵状铅），这 个过程称为化成.
• 化成时极板上的反应 1. 中和反应
PbO + H 2SO4 PbSO4 + H 2O 3PbO PbSO4 + 3H 2SO4 4PbSO4 + 3H 2O PbO PbSO4 + H 2SO4 2PbSO4 + H 2O
铅酸蓄电池的低温充电接受能力
• 铅酸电池在低温下的充电效率很低,原因是什么? • 为什么低温下正极的充电接受能力比负极好?
六、铅酸蓄电池制造工艺
负极板栅浇铸 淋酸、压板 表面干燥
铅粉制备
和膏
涂膏
正极板栅浇铸 极板固化 干燥
电池装配
极板化成
板栅制造
• 板栅的作用
• 对板栅的要求 • 板栅合金的选择
• 防止措施
• 发生硫酸盐化后的处理方法
五、铅酸蓄电池的电性能
铅酸蓄电池的充放电特性
铅酸蓄电池的容量及其影响因素
• 电池容量主要取决于活性物质的数量及其利用率
• 活性物质的利用率与放电制度、电极和电池的结 构、制造工艺等有关
铅酸蓄电池的失效模式与循环寿命
• 失效模式
①正极板栅的腐蚀与长大 ②正极活性物质的软化、脱落 ③负极的不可逆硫酸盐化 ④早期容量损失
2. 放电时：BaSO4是PbSO4的结晶中心, 降低 PbSO4结晶时的过饱和度、使生成的PbSO4覆盖 金属铅的可能性减小→推迟负极的钝化
3. 充电时：使生成的海绵状铅具有高度的分散 性→防止其收缩
铅酸蓄电池放电特性研究
铅酸蓄电池放电特性研究摘要：阐述了阀控铅酸蓄电池电动势与放电强度及放电时间的关系，通过对铅酸蓄电池工作原理、负极钝化机理，以及放电电流、放电温度对放电容量等的影响等方面的说明，来分析阀控铅酸蓄电池的放电特性。
关键词：蓄电池；放电特性；负极钝化目前，电动车使用量最大的就是阀控密封式铅酸蓄电池，此外还有镍氢电池、镍镉电池、锂离子电池、聚合物锂电池、锌空电池、燃料电池等。
铅酸蓄电池作为最主要的储能设备，各项参数指标也得到了显著发展。
厂家在不断增加蓄电池容量的同时，对其基本特性——在各种放电制下放电时容量c（ah）或放电时间t与电压（v）变化的关系的研究也越来越重视。
阀控铅酸蓄电池的放电过程是一个动态非线性过程，对其放电过程的物理化学反应的研究有利于改善其放电及使用性能。
一、铅酸蓄电池放电原理铅酸蓄电池的放电和充电的电极反应可以用双极硫酸盐理论来描述：式中，ah2so4为硫酸的活度；ah2o为水的活度；φ°为电极标准电位。
因此，铅酸蓄电池的电动势除了与标准电位φ°有关外，还与硫酸的浓度和环境温度有很大关系。
二、负极钝化机理铅在硫酸溶液中的阳极氧化，在一定条件下发生钝化，结果导致输出容量的降低，降低的程度依赖于放电时的温度、硫酸的浓度以及放电的电流密度。
可以用图1的简单模型表示放电钝化机理，活性物质pbo2以颗粒的形式存在，在低倍率放电时，颗粒内部均匀生成晶核，这样pbo2能够较完全地转化为pbso4，而在高倍率下pbso4覆盖在pbo2颗粒表面，阻挡了颗粒内部的pbo2转化为pbso4。
放电过程中因为有结晶的存在，在高电流密度放电时，就意味着在很短的时间内有大量的铅离子转入溶液，而形成新的晶核需要有一个诱导时间，于是在这个短时间内就会形成较大的过饱和度，与电流密度相比，就能够形成数量较多的和尺寸较小的结晶核，从而导致生成致密的硫酸铅层而钝化。
三、放电电流的影响由于钝化机理的作用，蓄电池的放电输出电压和容量受放电电流大小的影响。
铅酸蓄电池放电容量特性分析
铅酸蓄电池放电容量特性分析孔争【摘要】为了确保蓄电池在使用过程中的供电可靠性,对市场上使用量较大的铅酸蓄电池进行放电试验,分析蓄电池放电容量的影响因素.试验时分别对正常和劣化蓄电池进行不同放电电流试验及不同放电终止条件放电试验,观察电压的变化过程和最终的放电容量.正常蓄电池放电电流越小,放电容量越大.劣化蓄电池对自身放电容量影响较大.合理的放电终止电压可以减少对放电容量的影响,而且能有效防止过放电,延长蓄电池使用寿命.【期刊名称】《通信电源技术》【年(卷),期】2017(034)001【总页数】3页(P109-111)【关键词】铅酸蓄电池;放电容量;劣化;放电电流;终止电压【作者】孔争【作者单位】三峡大学电气与新能源学院,湖北宜昌443000【正文语种】中文为了更好地保护环境与节约不可再生能源的使用，蓄电池作为储存和提供能量的组件变得尤为重要。
蓄电池是电力设备正常运行的基础，在任何情况下都能保证电力设备可操作性的前提和保障。
在工矿企业与汽车工业中，大功率蓄电池为各种移动机械、电动设备和汽车的启动提供动力源[1]。
放电容量作为蓄电池最重要的健康状态参数是衡量蓄电池供电可靠性的重要指标，充足的放电容量能保证各种负载设备的正常启动运行[2]。
放电容量受放电电流、内部结构、老化程度和外界因素等多方面的影响。
现有判断剩余容量的方法有开路电压法、内阻法、电解液密度法，但都存在明显缺陷。
开路电压法在蓄电池使用后期发生劣化后，无法真实反映剩余容量。
内阻法通用性比较差，且测量过程较复杂容易造成误差，精度不高。
电解液密度法不适用于密封铅酸蓄电池，测量结果易受蓄电池劣化程度的影响[3]。
另一种确定蓄电池剩余容量大小的方法是对蓄电池放电过程的电压、内阻、电解液浓度等各个参数进行检测，综合判断蓄电池容量与各参数之间的关系。
但由于蓄电池本身的劣化，这些关系对不同蓄电池或长时间使用的蓄电池都会不断改变。
这就需要对蓄电池进行周期性放电试验，从整体判断蓄电池的放电容量和劣化情况。
铅酸电池充放电特性
密封铅酸蓄电池的充放电特性电源技术 2009-04-04 10:33 阅读360 评论0字号：大中小1、电池的放电特性电池的放电特性是一组曲线(见图1)。
在一定的环境温度下(图中为25℃),随放电电流的不同,电池端电压与放电时间的关系称为放电曲线。
由放电曲线可以看出如下特性:(1)放电时间最长的曲线,放电时间为10小时,电流恒定,我们称之为10小时放电率曲线,由此测定的电池容量用C10表示C10=6A×10h=60Ah如果用1小时恒流放电来测定这同一只电池,则C1=41.9A×1h=41.9Ah由此可见电池的容量是在标定了放电制式之后才是一个可比的确定值。
(2)无论放电电流大小,在放电的初始阶段都会使端电压下降较多,然后略有回升的现象,这是因为电池从充电状态转变为放电状态的瞬间,电池极板附近的电荷快速释放出来,而离极板较远的电荷需要逐渐运送到极板附近,然后才能释放出来,这个过程形成了电池端电压有较大的低谷。
(3)无论放电电流大小,电池端电压最终将出现急剧下降的拐点,以这些曲线的拐点连接得到的曲线就称为安全工作时的终止电压曲线,UPS的电池电压工作终点都是设计在这条拐点曲线附近的。
拐点之后的曲线具有电压急剧下降的趋势,直到放电曲线的终点,这些终点连接得到的曲线称为最小终止电压曲线,它表示放电电压低于此曲线后将造成电池的永久性失效,即电池不能再恢复储电能力。
由此可见UPS中设计有防止电池深度放电的保护功能是极为必要的。
2、电池的充电特性电池的充电特性曲线也是在25℃温度下测量和标度的(见图2)。
充电曲线通常有三条:(1)充电电流曲线:在充电开始阶段,充电电流是一个恒定值,随着充电时间的推移,充电电流逐渐下降,并最终趋于0。
这是由于在放电过程中,电池内的电荷大量流失,由放电转变为充电时,电荷的增长速度较快,化学反应将产生大量的气体和热量,对于密封电池来说,即使通过安全阀可以将气体和热量排放掉,但氢离子和水将同时损失掉,使电池的储能下降,因此必须限定充电的电流值,随着电池容量的恢复,充电电流将自动下降。
铅酸蓄电池特点
铅酸蓄电池特点铅酸蓄电池特点铅酸蓄电池是一种常见的储能设备，广泛应用于汽车、UPS、太阳能发电系统等领域。
它具有以下特点：一、化学反应机制铅酸蓄电池的正极为氧化铅（PbO2），负极为纯铅（Pb），电解液为稀硫酸溶液。
在充电时，外部电源提供直流电，使氧化铅还原成铅酸和水，同时纯铅被氧化成二价离子Pb2+，溶于电解液中。
在放电时，二价离子Pb2+与硫酸根离子SO42-结合形成四价离子PbSO4，并释放出两个电子，这些电子通过外部负载流回正极，氧化还原反应继续进行。
二、容量与工作原理1. 容量铅酸蓄电池的容量通常用安时（Ah）表示。
容量大小取决于正极和负极的表面积、活性物质的含量以及电解液浓度等因素。
2. 工作原理在充放过程中，正负极上都会发生物理和化学变化。
充电时，氧化铅被还原成铅酸和水，同时纯铅被氧化成二价离子Pb2+，溶于电解液中。
放电时，二价离子Pb2+与硫酸根离子SO42-结合形成四价离子PbSO4，并释放出两个电子，这些电子通过外部负载流回正极，氧化还原反应继续进行。
三、优点1. 价格低廉铅酸蓄电池是一种价格相对较低的储能设备。
2. 长寿命在合适的使用条件下，铅酸蓄电池可以拥有较长的使用寿命。
3. 安全性高铅酸蓄电池不易引起火灾或爆炸等事故，安全性较高。
4. 可靠性强由于铅酸蓄电池是一种成熟的技术，在使用过程中可靠性较高。
5. 具有自放电特性铅酸蓄电池具有自放电特性，在长时间不使用时也能保持一定的充电状态。
四、缺点1. 重量大由于铅酸蓄电池的正负极均为铅，因此它的重量相对较大。
2. 能量密度低铅酸蓄电池的能量密度相对较低，无法满足某些高功率、高能量应用的需求。
3. 环保性差铅酸蓄电池中含有大量的铅和硫酸等有害物质，废弃后会对环境造成一定的污染。
五、应用领域1. 汽车起动电源铅酸蓄电池是汽车起动电源的主要储能设备，在汽车行业得到广泛应用。
2. 太阳能发电系统太阳能发电系统需要储存太阳能发出的电能，铅酸蓄电池是其中一种常见的储能设备。
3-蓄电池的工作原理与特性
开路电压(静止电动势)公式
1)当温度为25℃时：
Es=0.84+ρ25℃(V)
式中：Es—静止电动势(V)
0.84—温度换算系数
ρ25℃--25℃时的电解液密度(g/cm3)
汽车用蓄电池的电解液密度普通在1.12-1.30g/cm3之
间，因此ES=1.97~2.15(V)
2)当温度不为25℃时，密度修正为：
ρ25℃=ρ+β(t-25)
式中：ρ—实测密度(g/cm3)
β—密度的温度换算系数。数值为0.00075g/cm3.含义为：电解液温升1℃，密度下降0.00075g/cm3.
t—实测温度(℃)
(3)蓄电池端电压的测量
端电压包括开路电压、放电电压和充电电压，取决于蓄电池的工作状况。
度过高、过低时，电
解液的电阻都会增大。
因此，适当采用低密度电解液和提高电解液温度(如冬
季对电池采取保温措施)，对降低蓄电池内阻、提高起动性
能十分有利。
2、蓄电池的内阻
(1)组成
电解液电阻、极板电阻、隔板电阻、联条与极柱接触电
阻等。
(2)影响因素1)放电程度
放电程度越高，PbSO4越多，极板电阻越大。
电解液的电阻与其密度和温度有关。如6－Q－75型铅酸蓄电池在温度为+40C时的内阻为0.01Ω，而在－20C时内阻为0.019Ω，可见，内阻随温度降低而增大。
电解液电阻与密度的关系如图2-22所示。由图可见，
电解液密度为
1.20g／cm3(15C)
时其电阻最小。同时，
在该密度下，电解液
的粘度也比较小。密
1)开路电压：在发机电未正常工作时测量的蓄电池端电压为开路电压。普通为12V。
铅蓄电池放电条件
铅蓄电池放电条件铅蓄电池是一种常见的电池类型，被广泛应用于汽车、UPS电源等领域。
在使用铅蓄电池时，放电条件是非常重要的因素，它会直接影响电池的寿命和性能。
下面我们来探讨一下铅蓄电池的放电条件。
1. 放电深度铅蓄电池的放电深度是指电池中储存的电量与其额定容量之比。
通常情况下，铅蓄电池的最大放电深度为80%，即电量降至其额定容量的80%时应及时充电。
如果频繁地将电池放至极限，将会缩短电池的寿命。
2. 放电速率铅蓄电池的放电速率是指在一定时间内从电池中取出的电量与电池容量之比。
放电速率越高，电池的内阻就会增加，同时电池的输出电压也会下降。
因此，选择适当的放电速率可以保证电池的稳定性和寿命。
3. 放电温度铅蓄电池的放电温度是指电池在放电过程中的温度。
一般来说，铅蓄电池的最适放电温度为25℃。
如果放电温度过高，电池内部的化学反应将会加快，从而缩短电池的寿命。
同时，如果放电温度过低，电池的放电容量也会降低。
4. 放电时间铅蓄电池的放电时间是指电池从充满电状态到电量全部用完所需的时间。
一般来说，铅蓄电池的放电时间应根据应用需求进行选择，过短的放电时间将会浪费电池的能量，而过长的放电时间则会影响电池的寿命。
5. 充电方式铅蓄电池的充电方式可以分为浮充充电和恒流充电。
浮充充电是一种低电流长时间充电的方式，能够使电池长期保持满电状态，适用于长期闲置的电池。
恒流充电则是一种高电流短时间充电的方式，能够快速将电池充满电，适用于急需使用的场合。
铅蓄电池的放电条件是非常重要的因素，它直接影响电池的寿命和性能。
在使用铅蓄电池时，应根据实际应用需求选择适当的放电深度、放电速率、放电温度、放电时间和充电方式，以保证电池的稳定性和寿命。
铅酸蓄电池放电特性图文说明
蓄电池放电特性图文说明铅蓄电池的放电特性就是指蓄电池的在恒定流放电状态下的电解液相对密度ρ(15℃)、蓄电池端电压Uf随放电时间变化的规律，图5-11是将某型号铅蓄电池以5A进行放电时测得的规律曲线。
电解液相对密度是随放电时间的增大按直线规律减小的。
因为在恒流放电中，单位时间的硫酸消耗量是一个定值的缘故。
铅蓄电池的放电程度和电解液相对密度成正比。
电解液相对密度每下降0.04，蓄电池约放掉25%额定容量Qe的电量。
图5-11 放电特性曲线图5-12 充电特性曲线放电过程中，端电压的变化规律由三个阶段组成：第一阶段（OA）：端电压由2.11V迅速下降到2.0V左右。
这是因为放电前尖入极活性物质孔隙内部的硫酸迅速变为水，而极板外部的硫酸还来不及向极板孔隙内渗透；析板内部电解液相对密度迅速下降，端电压迅速下降。
第二阶段（AB）：端电压由2.0V下降到1.95V，基本呈直线规律缓慢下降。
这是因为该阶段单位时间极板孔隙内部消耗的硫酸量与孔隙孔外部向极板孔隙内部渗透补充的硫酸量相等，处于一种动平衡状态的缘故。
第三阶段：端电压迅速由1.95V下降到1.75V。
其原因是：极板表面已形成大量硫酸铅（其体积是海绵状铅的2.68倍，是二氧化铅的1.86倍），堵塞了了孙隙，渗透能力下降；同时单位时间的渗透量小于极板内硫酸的消耗量，极板内电解液相对密度迅速下降，此时应停止放电，如果继续放电，端电压在短时间内将急剧下降到零，致使蓄电池过度放电，导致蓄电池产生硫化故障，缩短其使用寿命。
蓄电池电到终止电压时应及进停止放电，极板孔隙中的电解液与整个容量中的电解液相互渗透，趋于平衡，电池的端电压会有所回升。
铅蓄电池放电终了特征是：单格电池电压下降到放电终止电压（以20h放电率放电时终止电压为1.75V）；电解液相对密度下降到最小值。
放电终止电压与放电电流大小有关，放电电流越大，连续放电的时越短，允许的放电终止电压也越低，见表5-4。
蓄电池的充放电特性
蓄电池的充放电特性.txt小时候觉得父亲不简单，后来觉得自己不简单，再后来觉得自己孩子不简单。
越是想知道自己是不是忘记的时候，反而记得越清楚。
蓄电池的充放电特性2010-08-23 网络转载蓄电池具有自放电效应。
从生产制造车间到用户使用，大约要延误数月的时间。
以PA-NASONIC 蓄电池为例，在30℃的环境温度下贮藏8个月，蓄电池的残存容量仅为出厂时的一半，因此对于新购买的与UPS配套的蓄电池，一般要进行一次较长时间的充电，这叫做初充电。
蓄电池的初充电电流大小应按0.1C来充电，蓄电池在放电终了后可进行再充电，这叫正常充电。
目前在UPS中普遍采用两种充电方式:浮充和脉充。
所谓浮充电是指整流器的输出与蓄电池并联工作，并同时向负载供电，实际上此时整流器提供的电流分两路，一路送给负载，另一路送给蓄电池，以补充蓄电池自身内部损耗，浮充充电工作方式接线简单，对改善UPS输出瞬态响应特性有好处。
脉冲充电的特点是充电电流随蓄电池容量而变化，用这种方式充电，可以缩短充电时间。
1.充电电压由于UPS蓄电池属于备用工作方式，市电正常情况下处于充电状态，只有停电时才会放电。
为延长蓄电池的使用寿命，UPS的充电器一般采用恒压限流的方式控制，蓄电池充满后即转为浮充状态。
对于端电压为12V的蓄电池，正常的浮充电压在13.5~13.8V之间。
浮充电压过低，蓄电池充不满，浮充电压过高，会造成过电压充电。
当浮充电压超过14V时，即认为是过电压充电。
严禁对蓄电池组过电压充电，因为过电压充电会造成蓄电池中的电解液所含的水被电解成氢和氧而逸出，使电解液浓度增大，导致蓄电池寿命缩短，甚至损坏。
2.充电电流蓄电池充电电流一般以C来表示，C的实际值与蓄电池容量有关。
举例来讲，如果是100Ah 的蓄电池:C为100A。
松下铅酸免维护蓄电池的最佳充电电流为0.1C左右，充电电流决不能大于0.3C。
充电电流过大或过小都会影响蓄电池的使用寿命。
理想的充电电流应采用分阶段定流充电方式，即在充电初期采用较大的电流，充电一定时间后，改为较小的电流，至充电末期改用更小的电流。
蓄电池参数、规格特性解读
铅酸蓄电池参数、规格特性及其解读本文以汤浅NP系列蓄电池为例，对其相关参数进行解读，包括：电池各小时率容量、电池放电C率以及电池放电时间速查表、放电特性曲线、限流恒压充电特性曲线、电池温度与放电容量曲线、电池自放电曲线的解读。
1. 各小时率容量下图是汤浅NP系列铅酸蓄电池的规格参数，以“NP4-6”型号为例：4为电池容量，单位为AH，6为标称电压，单位为V。
但是可以看到，在20h率时，电池容量为4AH，10小时率时，其容量仅为3.7HA。
那么，不同的小时率是什么意思呢，为什么在不同小时率下的容量会不一样呢？下面进行逐一解答。
①电池放电电流（放电时间）与容量的关系先说结论：电池容量随着放电电流的增大而减小。
下图是通过蓄电池充放电综合测试仪进行试验后得到的铅酸蓄电池恒流放电散点图：可以看出放电电流越大，电压下降越快。
因为放电电流越大，放电程度越深，内阻升高的越快，其电压降也随之升高，端子压降便降低的越快。
同时，根据P=I²R可知，在电池内阻一定的情况下，放电电流越大，那么内阻损耗越大，电池实际容量就越小。
反过来，放电时间越短，那么其放电电流越大，电池容量便越小。
②各小时率容量由于电池的实际容量是随着放电时间的变化而变换，因此，必须在一个统一的标准下来确定其标称容量。
国内为C10标准，即电池在放电10小时、单格电池电压不小于1.75V情况下的容量为标称容量。
国外的部分厂家为C20标准，我们再回头看上面的参数，汤浅NP系列的电池在放电20小时的容量即为其标称容量。
实际上，关于这一点，GB51194-2016《通信电源设备安装工程师设计规范》中便有相关的说明。
下表即是摘自其中，同样地，电池放电时间越短，其实际容量越小。
需要进一步了解的读者可以查看《关于UPS系统电池组配置方法的探讨》这篇文档。
2. 电池放电C率电池放电C率表示电池放电电流与标称容量的比率，如对于0.8AH的电池，0.05C表示放电电流为0.05×800mAH=40mA。
低温-40 ℃下铅酸蓄电池的放电特性
设计应用℃下铅酸蓄电池的放电特性，侯卫国1,2，蒋华俭1，戚继先芜湖实验室，安徽芜湖241000；2.工业和信息化部电子第五研究所，广东主要研究军用车辆使用量较大的铅酸蓄电池（180 Ah）在低温统计铅酸蓄电池在放电过程中的内阻、重量（电解液挥发）的变化情况，绘制铅酸蓄电池放电容量、内阻变化曲线，分析铅酸蓄电池重量变化、内阻对放电容量的影响。
通过统计铅酸蓄电池在使用铅酸蓄电池提供参考，同时为铅酸蓄电池的制造、工艺提供指导。
Discharge Characteristics of Lead-acid Battery at Low Temperature -401,2，JIANG Hua-jian1，.China Electronic Product Relibility and Environmental Testing Research Institute.China Electronic Product Relibility and Environmental Testing Research InstituteThe discharge capacity of lead-acid battery （180Ah），. Design the test plan，（1）放电（2）充电图1 铅酸蓄电池工作原理图铅酸蓄电池充电过程使得难溶解物质PbSO4不断还原成Pb、PbO2，同时发生水的电解，使得电解液的浓度增加，化学反应式如下：PbO2+Pb+2H2SO4→PbSO4+PbSO4+2H2O1.2 放电工作原理铅酸蓄电池充电是将化学能转化成电能。
当负载接通后，电子从负极流出，经过负载后再流回电池正极，此时HSO4-、OH-、SO4-负离子从正极向负极迁移，H+正离子从负极向正极迁移。
铅酸蓄电池放电过程中，正极PbO2、负极Pb与电解液H2SO4发生反应，最终形成难溶物质PbSO4和水，使得电解液浓度降低，化学反应式如下[4-7]：PbO2+Pb+2H2SO4→PbSO4+PbSO4+2H2O2 试验方案。
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第八节铅蓄电池放电特性
一定放电电流,首先,物质的消耗,密度减少,电动势降低,引起输出端电压减少;另外,放电生成物增多,内电阻上升,引起内压降增多,也引致输出端电压进一步下降。
总之,放电过程中,除了内电阻是增大以外,其他的参数都将减少。
铅蓄电池的放电曲线不同放电电流时的放电曲线
图3-6铅蓄电池的放电曲线
（1）刚放电时, （消耗>补充）
（电极上反应物之间接触面多,使反应过程充分进行,而且生成物不足阻碍反应进行,内阻压降基本不变。
而进行反应的电极材料孔隙内、外的电解液密度差不多,硫酸分子扩散运动很慢,）
使之消耗量和扩散补充量不平衡,使进行反应的硫酸密度下降较快,故电动势和端电压都有较快的下降。
（2）随着反应深入到中期过程, （消耗=补充）
在反应的孔隙内、外的电解液密度的差值较大,促进补充硫酸的扩散运动速度加快,消耗的硫酸分子得以相应补充。
密度减少变缓慢,电动势减少缓慢,内电阻变化也不明显,因此,端电压仍随电动势下降较慢。
（２）反应加深,进入放电后期时, （消耗>补充）
化学反应在孔隙内深处进行,硫酸扩散路径变长,生成物使硫酸扩散通道变窄,甚至被堵塞,处于硫酸消耗多于补充的不平衡状态,电动势下降较快,内阻及降不断增大,造成端电压下降加快,曲线变陡。
单体电池当放电电压达到D点时,就是放电的终止电压值。
如果在低于终止放电电压值下继续放电的话,电池电压将迅速变为零。
这种超量放电是不允许的,实践中,在终止放电电压值达到后的放电,蓄电池已经失去了保证向负载供电能力。
一般D点电压值定为1.7伏,也就是额定负载下端电压下降到20伏,就应该给电池充电。
停止放电后,硫酸分子经一段时间扩散到电极孔隙内,会使该处电解液的密度回升,而且均匀分布,所以电动势值可回到1.99伏左右。
影响放电电压的放电条件：
第一,放电电流影响放电电压。
放电电流大小的改变,化学反应进行的程度不同。
增大负载时,能量转换量大,化学反应要求更多、更快,硫酸消耗多,密度下降快,生成物多,内阻增大,影响扩散速度。
因此,电动势和端电压下降就快了,达到终止放电的时间会缩短,所以放电电流越大,放电电压下降越快。
可放电的时间越短。
（注意,放电电流较大状态下的放电终止电压值允许低一些。
）
其原因是大电流放电时,化学反应较为剧烈,电压降到额定电流放电条件的终止电压值时,还有相当多的电极材料可以参加反应。
故12HK-28型铅蓄电池以额定电流放电时的终止放电电压为20伏;而以170安培电流放电时,终止放电电压可以低到15伏,如图3-6所示为不同放电电流时的放电曲线。
第二,电解液温度影响放电电压。
环境温度低的电解液,分子和离子自由扩散的能力差些,使化学反应的消耗量不能及
时的补充而致使密度下降,尤其在反应进行的深层处,密度减少得就更多了。
因此,温度越低,端电压下降越快,同理,到达终止放电电压的时间就减少了。
要使输出电压的特性好一些的话,选择温度适当高一些的工作环境是必要的,但是过高的工作温度,又会使蓄电池寿命减少。
第三,放电方式影响放电电压。
放电方式指的是蓄电池放电工作时间是连续的,还是间歇性的放电。
由于间歇性的放电过程中的两次放电之间有一定时间间隔,能保证扩散运动及时进行,补充消耗量,反应处密度可获回升。
电动势升高,为再次放电时带来相对较高的端电压。
从整个放电过程来比较得出,放电电流相同时,间歇放电方式要比连续性放电方式的电压下降慢,蓄电池内容量释放得充分,可供电时间就长一些。
总之,使电压下降得快的放电条件是低温,大电流连续放电,而温度适中,小电流,间歇性放电,电压下降得慢,可供电时间长。