牵引铅酸蓄电池介绍

▪ 2、出厂检查项目：包括外观、外形尺寸、极性、密封 性能
▪ 2.1、密封性能： ▪ 将蓄电池未注电液前注入压缩空气25kpa时，保压5s，
观察压力表的变化。
▪ 第二章：铅酸蓄电池特性
▪ 第一节：铅蓄电池的电化学反应
▪
铅酸蓄电池，1859年由法国普兰特发明，20年之后，1882葛拉期顿和持
瑞比提出了解释蓄电池成流的反应，“双硫酸盐化理论”至今推广应用。
▪ 1、周期检验项目：
▪ 1.1、容量：
▪ 在规定条件下放电蓄电池输出的电量，通常用安时（Ah）来表示，用字母C代表容
量。额定容量由制造厂宣称标称，在蓄电池温度30℃，放电5h，终止电压1.7V，蓄
电池所能给出的电量、C5（Ah）表示。相应的放电电流为：
▪
C5
▪
I5=
▪
5
▪ 式中I5—5小时率放电电流，单位为安培（A） ▪ C5—5小时率额定容量，单位为：按时（Ah） ▪ 5—放电时间，单位为：小时（h）
（额定电压），即发生反应能力强；质量比容量，
体积比容量 大，在电解质中，化学稳定性高，导
电性好。
▪ 电解质在电池内部正负极间承担传递电荷的作 用，比电阻高，溶液欧姆电压降小；电解液与活性 物质界面间的电化学反应速率小，电池的自放电容 量损失小。铅酸蓄电池电解质是硫酸，牵引电池稀 硫酸比重1.28-1.30g/cm3。
蓄电池特征代号
密封式 免维护 干荷电 湿式荷电 带液式
代号
M W A H Y
汉语拼音
汉字
拼音
密
mi
维
wei
干
gan
湿
sni
液
yie
▪ 额定容量用阿拉伯数字表示 ▪ 蓄电池型末尾允许标志零代号 ▪ 牵引用铅酸蓄电池名称含义下，例D-450-Z9
D— 450— Z
9
正极板片数用“1”“2”“3”表示 “Z”和“K”表示“Z”表示窄体宽度为158mm系列 “K”表示宽体198mm系列
lead for current flow
活性物质
active mass
纺织袋
textile bag
▪ 寿命长 long lifetime ▪ 长循环 large cycle solidity ▪ 仅8mm电极减少最大电流
▪ electrode of only 8 mm reduces the maximum current flow
序号 蓄电池类型（主要用途）
1
起动用
2
固定型
3
（电力）牵引用
4
铁路客车用
5
船舶用
6
摩托车用
代号
Q G D T C M
汉语拼音
汉字
拼音
起
qi
固
gu
电
aian
铁
tie
船
chuan
摩
mo
▪ 电池特征为附加部分，同类蓄电池具有某种特征，在型号中必须加以 ▪ 区别，蓄电池特征代号见下表：
序 号
1 2 3
▪4
5
negative grid plate end plate
正极管板
positive tube plate
牵引用铅酸蓄电池主要组成部件
正极管板
positive tube plate
▪ 活性物质外包聚酯袋
▪
polyester bag
around the active mass
▪ 铅锑合金压铸板栅
电流导线
▪
按照这一理论，铅酸蓄电池电极反应和电池反应如下：
蓄电池充电过程的电化学反应(1)
正极：PbSO4 + 2H2O 负极：PbSO4 + 2H+
PbO2 + 3H+ + HSO4- + 2ePb + H2SO4 - 2e-
总反应：2 PbSO4+2H2O
PbO2+ Pb + 2H2SO4
蓄电池充电过程的电化学副反应(2)
7
8
9
10 11 12 13 时间（h）
充电过程端电压变化
停止充电后端电压变化
蓄电池放电过程的化学反应
正极：PbO2 + 3H+ + HSO4负极：Pb + H2SO4
PbSO4 + 2H2O - 2ePbSO4 + 2H+ + 2e-
总反应： PbO2+ Pb + 2H2SO4
2 PbSO4+2H2O
▪ 第一节、铅酸蓄电池的组成：
图1-1
▪
▪ 由电极、电解液、隔膜、外壳组成。
▪
电极（极板）核心部分，由活性物质和导电骨
架组成；活性物质指正负极板中参加成流反应的物
质，是决定化学电源的基本特性，牵引蓄电池活性
物质正板为Pb02，负板称为绒状铅Pb，导电骨架
称为板栅。
▪
对活性物质要求电化学活性高，组成电动势高
第四章、牵引用蓄电池使用与维护 第一节、电池使用 第二节：短路和容量落后电池检查 第三节：蓄电池常见故障的处理及日常维护与保养
第一章：牵引用铅酸蓄电池产品介绍
铅酸蓄电池是一种能量转化系统，在充电时将电能转化为化 学能储存在电池内，在放电时将电池内储存的化学能转化为电能 供给用电设备。
在放电时，正负极活性物质分别与电解液发生反应，转 变成硫酸铅（PbSO4）。充电时正好相反，正负极活性物质分别 恢复为二氧化铅（PbO2）和海绵状金属铅（Pb）。
有4个正极板和5个负极板的4PzS 组板
plate group with 4 positive and 5 negative plates 4PzS...
牵引用铅酸蓄电池主要组成部件
PzS 单体电池构造
construction of a PzS cell
带极桥的负极板
negative grid plates with pole bridge
电池
cell
桥盖bridge cover
带指示器的加水塞 water topping stopper with indicator
电池盖 cell cover
棱柱prism
带极桥的正栅极板 positive grid plates with pole bridge
牵引蓄电池成品
单体电池 2伏 酸密度
目录
第一章：牵引用铅酸蓄电池产品介绍 第一节、铅酸蓄电池的组成 第二节、铅酸蓄电池产品型号编制方法 第三节：牵引用铅蓄电池技术要求
第二章：铅酸蓄电池特性 第一节：铅蓄电池的电化学反应 第二节：铅蓄电池的电动势（E开路电压） 第三节：铅蓄电池的端电压 第四节：铅蓄电池的自放电
第三章 牵引用蓄电池生产工艺过程 第一节、工艺流程 第二节：铅粉制造 第三节：板栅涛造 第四节：和膏与涂板 第五节：固化与干燥 第六节：化成（极板充电） 第七节：电池装配
放电电曲线图
端电压（U） 2.4
2.2
2.0
1.8
1.6
0
1
2
3
4
5
6
7
8 时间（h）
放电过程端电压变化
放电停止后端电压变化
因为放电时在正负极板上都生成硫酸的铅，所以叫“双硫酸盐化理论”。蓄 电池是将化学能直接转变为电能的装置，表示电池能量转换关系是电池最重 要的电性能指标之一，根据电池成流反应计算放出1安时电，所需要活性物 质和电液的数量。 正板Pb02放1An电需4.46g 负板Pb02放1An电需3.87g H2SO4放1An电需3.66g
牵引用铅酸蓄电池主要组成部件
PzS 单体电池构造
construction of a PzS cell
负极栅板 端板
negative grid plate end plate
隔板
separator
牵引用铅酸蓄电池主要组成部件
PzS 单体电池构造
construction of a PzS cell
负极板 端板
▪ 隔膜（隔板），其作用是防止正负极活性物质 直接接触，防止电池短路，对隔板要求化学稳定性 好，有一定机械强度，电解质运动阻力小，并能防 止从电极上脱落下的活性物质微粒生成，铅晶生成。
▪ 牵引车用隔板，国内一般采用PVC烧结，橡胶 PE袋式，国外多数采用PE、PVC二氧化硅，工业 电池隔板。
▪ 外壳是电池的容器，牵引电池采用PP热封，要 求机械强度高，耐振动、耐冲击、耐腐蚀，耐温差 的变化。
5小时放电额定容量 牵引用蓄电池
▪ 单体24只组成的蓄电池箱体，一般在箱体标注型号24D—450Z9 ▪ 日本牵引用蓄电池编号含义如下：JISD5303—2004
例 V D 8 — 450 额定容量 长度分类（144mm） 槽高分类（高398mm） 牵引用蓄电池
例：24 V 6 PzS 600
电池容量600Ah
▪ 蓄电池在平均温度20℃+2℃，开路存放28d，贮存后剩余容量不低于额定容量的 85%。
▪ 1.3、高倍率放电
▪ 电解液温度在30℃条件下，以5I5（A）电流持续放电到单体终止电压为1.5V的时间 不应低于30min
▪ 例D-450电池放电流为450A
▪ 1.4、循环耐久能力
▪ 在规定条件下普通型蓄电池容量降至额定容量80%时，完成循环次数不低于1000次。 每次循环包括以下内容:
▪ 平均温度在30℃时其容量可按下式换算
▪ C30= Ct / 1+0.006(t-30)×100%
▪ 式中：C30—实际容量：单位为Ah
▪
Ct—平均温度t℃时的容量单位Ah
▪
t — 放电过程中的平均温度 ℃
▪
0.006—温度换算系数
▪ 上式仅适用电解液为15—40℃范围内。
▪ 1.2、荷电保持能力（自放电）
PzS : 具有“特殊管状正极”的密封电池德文缩写 closed battery with „Panzerplatten Spezial“
并联100Ah有6片正极板
单体铅电池额定电压是2伏 通常的型号:
24 v >电池由12节单体电池组成 48 v >电池由24节单体电池组成 80 v >电池由40节单体电池组成
1.29kg/L 24V/48V/80V
蓄电池组
第二节、铅酸蓄电池产品型号编制方法
▪
依据JB/T2599—1993
▪
型号编制采用汉语拼音大写字母及阿拉伯字表示型号内三段组成
串联单体电池数
蓄电池 电 池 类 型 特征
额定பைடு நூலகம்量
▪ 串联单体电池数：指一个整体蓄电池槽内或一个组装箱内串联蓄电池数目，当
▪ 单体电池数为1时，省略蓄电池类型主要根据其用途划分，见下表：
牵引用铅酸蓄电池主要组成部件
负极板 端板
negative grid plate
e隔nd板plate
PzS 单体电池构造
construction of a PzS cell
separator
正极管板
positive tube plate
负极板 中板
negative grid plate middle plate
▪ 放电程序
▪ 以I=1.25I5(A)电流放电3h. ▪ 充电程序
▪ 放电之后紧接着再充电9h,充电量方法如下:
▪ 第一阶段:以I.05I5(A)电流充电3h; ▪ 第二阶段:以0.25I5(A)电流充电6h; ▪ 充电时间总计为9h.
▪ 充电9h,放电3h为一个循环,反复49次循环进行一次容量检查低于80%额定容量为终 止.
在充电末期，当充电电压达到水的分解电压时，正极 将产生氧气（O2），负极将产生（H2）。
正极：2H2O ▪ ， 负极：4H+
总反应： 2H2O
O2 + 4 H+ + 4e – 2 H2 - 4e-
2 H2 + O2
蓄电池充电曲线图
电压（U） 2.8
2.6
2.4
2.2
2.0
1.8
1.6
0
1
2
3
4
5
6
牵引用铅酸蓄电池主要组成部件
PzS 单体电池构造
construction of a PzS cell
负极板 端板
negative grid plate end plate
负极板 中板
negative grid plate middle plate
正极管板
positive tube plate
隔板
separator
less antimon for PzS and PbCa for PzV batteries
电流导线
lead for current flow
活性物质
active mass
▪ 可以用于所有电池
usable for all battery types ▪ 为长寿命使用的负栅物质
suitable negative grid mass for a long lifetime
牵引用铅酸蓄电池主要组成部件
▪ PzS 单体电池构造
▪ construction of a PzS cell
负极栅板 端板
negative grid plate end plate
牵引用铅酸蓄电池主要组成部件
▪ 负极板
negative grid plate
减少重量的柵极设计
weight reduced grid design 对于PzS 、 PbCa和 PzV电池， 锑含量较少
第三节：牵引用铅蓄电池技术要求
▪ GB/T7403.1—2008代替GB/T7403.1—1996标准，新标准的修改采用IEC60254— 1—2005标准，主要和国家标准的差异：
▪ 增加“密封性能”，增加了阀控密封性能有关规定内容，取消了“震动试验”有关 内容。
▪ 产品技术要求：周期检查有4项，出厂检查项目有4项