铅酸蓄电池基础知识讲义
铅酸蓄电池基础工艺知识培训讲义PPT课件
反应物
Q
M
n
二氧化铅
1
239.2
2
铅
1
207.2
2
硫酸
1
98
1
F
26.8 26.8 26.8
反应物的物质当量
4.463g/Ah 3.866g/Ah 3.66g/Ah
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1 铅酸蓄电池基础知识
1.2.4铅酸蓄电池的电动势和开路电压：
电池电动势： E=φ+,e- φ-,e φ+,e-正极的平衡电极电势 φ-,e-负极的平衡电极电势 一块金属放到电解液中会产生一个电位，电位的大小只与金属的
铅酸蓄电池基础工艺知识
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目录
1. 铅酸蓄电池基础知识 2. 铅酸蓄电池命名 3. 铅酸蓄电池制造流程 4. 铅酸蓄电池自放电因素探讨
2
1.铅酸蓄电池基础知识
1.1化学电源概述
化学电源是一种将化学能转化为电能的装置，俗称为电池。 电池有很多种类，主要有以下这些四类： 一次电池：只能一次性使用，不能再次充电，我们称这种电池为一次电池
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1 铅酸蓄电池基础知识
电解液： 铅酸蓄电池的电解液主要成分为稀硫酸，公司电解液中添加有约 1%硫酸钠。 电解液作用：传递正负极之间的电荷，参与成流反应。 电解液的基本要求：稳定性好，电导率高。 电解液还应考虑以下因素：电解液的冰点及高低温特性、电解液 密度上升造成的极板与隔板腐蚀加剧等，参与反应的量。
电池的电势差，也叫电池电动势，它等于正极电位减去负 极电位，
E=φPbO2/ PbSO4—φPbSO4/Pb= 1.695—（—0.356）= 2.1 V
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1 铅酸蓄电池基础知识
电池电动势是硫酸浓度的函数，因此电池的开路电压也是 电解液H2SO4浓度的函数。 开路电压=1.850+0.917(P液-P水) 或开路电压=0.84+ ρ液 式中 ρ液——在电池电解液温度下，电解液的密度（g/cm3）； ρ水——在电池电解液温度下，水的密度（g/cm3）。
铅酸蓄电池基础知识培训教材
第一章铅酸蓄电池的定义、构造及反响原理一、蓄电池基念知识：1、根本定义●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。
●放电后不能用充电的方式使部活性物质再生的叫原电池，也称一次性电池。
●放电后可以用充电的方式使部活性物质再生，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。
2、常用技术术语●充电：蓄电池从其他直流电源获得电能叫做充电。
●放电：蓄电池对外电路输出电能时叫做放电。
●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。
有不连续供电要求的设备，起备用电源作用的蓄电池都处于该种放电状态。
●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。
●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●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〕●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●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〕●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展的充放电循环次数，叫做蓄电池的使用寿命。
二、铅酸蓄电池1、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。
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；。
铅酸蓄电池培训教材
电压是单体电池电压与电池数量的乘 积。
位表示。容量大小与电池的结构、极板面积、 活性物质的多孔性等因素有关。
铅酸蓄电池的内阻是指电池在工作时， 电流通过电池内部所受到的阻力。内阻 大小直接影响电池的输出功率和能量效 率，内阻越小，电池性能越好。
放电特性曲线解读
放电时间
放电特性曲线描述了电池在不同放电电流下的放电时间。放电时间越长，说明电池容量越大，能够持续供电的时间也 越长。
装配工艺流程简述
01
02
03
电池组装
将不同型号不同厂家的极 板经过称重、配组后插入 电池槽中，经过焊接或连 接条连接构成电池组。
上盖密封
将安全阀、极柱等与电池 盖组合后，通过热封或胶 封技术使之成为一个整体。
端子焊接
将正负极汇流排与端子焊 接在一起，构成一个完整 的电池。
化成、充电和检测环节说明
铅酸蓄电池应在适宜的温度范围内使用， 避免高温或低温环境对电池性能造成不良 影响。
常见故障排查及处理方法
电池漏液
如发现电池漏液，应立即停止使用，并用干布擦拭干净，检查电池外 壳是否破裂，必要时更换电池。
充电不足
若电池充电后使用时间明显缩短，可能是充电器不匹配或电池老化导 致，应更换合适充电器或对电池进行更换。
电力储能系统应用（太阳能、风能等）
太阳能储能系统
微电网系统
铅酸蓄电池作为太阳能储能系统的重 要组成部分，将太阳能转化为电能并 储存起来，以供夜间或阴雨天使用。
铅酸蓄电池在微电网系统中发挥重要 作用，平衡分布式电源的出力波动， 提高微电网的稳定性和可靠性。
风能储能系统
在风能发电系统中，铅酸蓄电池储存 风力发电机产生的电能，确保在无风 或风力不足时能够持续供电。
第一章 铅酸蓄电池的常识
第一章铅酸蓄电池的常识1. 电池的构成任何一种电池均有四个主要的部件组成：两个不同材料的电极、电解液、隔膜和外壳。
对于铅酸蓄电池来说，正极活性物质是二氧化铅（PbO2，暗红色），负极活性物质是铅（Pb，灰色），正负极集流体都是板栅，电解质是硫酸（H2SO4）。
动力电池：隔膜是聚氯乙烯（PVC），外壳是聚丙烯（PP）。
起动电池：隔膜是聚丙烯(PP)或聚乙烯（PE），外壳是聚丙烯（PP）。
阀控式密封电池：隔膜是玻璃纤维（AGM），外壳是ABS（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物）。
2. 铅酸蓄电池的工作原理PbO2 + Pb ＋2H2SO4 ＝2PbSO4 + 2H2O随着放电的进行，硫酸不断减少，与此同时电池中又有水生成，这样就使电池中的电解液浓度不断降低；反之，在充电时，硫酸将不断生成，因此电解液浓度将不断增加。
3. 铅酸蓄电池的电性能电池的开路电压：电池在断路时（即没有电流通过两极时），电池两极的电极电位之差，称为电池的开路电压。
电池的开路电压只取决于所组成电池的电极材料与电解液的活度和放电的温度，与电池的几何形状和尺寸大小无关。
在电解液密度一定的范围内，铅酸电池的开路电压与电解液的密度有下列关系：开路电压=d＋0.85，d是在电池电解液的温度下电解液的密度（g/cm3）。
根据铅酸电池中进行的反应可知，放电时随着PbO2和Pb的消耗，H2SO4也消耗，即随着放电的进行，H2SO4减少，水增加，则酸的密度降低。
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。
欧姆内阻还与电池的几何尺寸、装配的紧密程度和电池的结构等因素有关，一般电池装配越紧密、电极间距离越小，欧姆内阻就越小；对于同一类的相同结构的电池，几何尺寸大的其欧姆内阻比几何尺寸小的电池要小。
铅酸蓄电池知识培训讲义
三 起动用铅酸蓄电池加液和补充电
起动用铅酸蓄电池加 （一） 起动用铅酸蓄电池加 液 1. 加 液 前 复 测 电 解 液 密 度 和 温 度， 密 1.275g/ml～1.285g/ml（ 25℃），灌入 度 为 1.275g/ml～1.285g/ml（ 25℃），灌入 电池的电 电池的电 解 液 温 度 不 高 于 35℃ 。 2. 拧 下 气 塞， 盲 孔 气 塞 务 必 穿 透 排 气 孔 ， 有 密 封 垫 或 密 封 签 的 灌 酸 后 要 去 掉 。 电解液液面应高出最低液面线10 15mm， 10～ 3. 电解液液面应高出最低液面线10～15mm，无液面 线的应高出隔板顶部10 15mm。 10～ 线的应高出隔板顶部10～15mm。
Hale Waihona Puke （一）蓄 电 池 的 组 成
• 正负极板是由板栅和活性物质组成。正极活性物质主要成份为二 氧化铅，负极活性物质主要成份为海绵状铅。 • 隔板：是由PVC、PE塑料、微孔橡胶或玻璃纤维等制成，主要作 用：防止正负极板短路；使电解液中正负离子顺利通过；阻缓正 负极板活性物质的脱落，防止正负极板因震动而损伤。 • 电解液：汽车蓄电池采用电解液密度为1.280±0.01g/cm3（25℃） 的稀硫酸。电解液的作用：参与正负极板的电化学反应；传导电 流。 • 蓄电池的壳体（电池槽、盖）是由PP塑料、橡胶等材料制成，是 盛放正、负极板和电解液等的容器。 • 其它：蓄电池除上述主要部件外，还有连接条、端子、极柱、电 眼等零部件。
四 蓄电池的正确使用与维护
• 5 定期维护 • 5.1 每月应认真地用蒸馏水擦拭一次表面，直至表面（含外壳） 每月应认真地用蒸馏水擦拭一次表面，直至表面（含外壳） 不呈酸性为止。 不呈酸性为止。 • 5.2 每半月应认真地检查连结条、极柱及输出连线的接触情况和 每半月应认真地检查连结条、 牢固程度，彻底清除金属部位（如接线端子）的氧化物和锈蚀， 牢固程度，彻底清除金属部位（如接线端子）的氧化物和锈蚀， 更换金属部位的凡士林油。 更换金属部位的凡士林油。 • 5.3 及时进行电解液密度的检查和调整 • 5.4 对蓄电池测量用的仪表（如密度计、温度计、电压表、电流 对蓄电池测量用的仪表（如密度计、温度计、电压表、 车上的显示仪表）进行检查和校验，以免由于仪表不准确， 表、车上的显示仪表）进行检查和校验，以免由于仪表不准确， 导致蓄电池维护工作的质量受到影响。 导致蓄电池维护工作的质量受到影响。 • 5.5 根据气侯季节的变化，按说明书的要求，调整电解液密度（也 根据气侯季节的变化，按说明书的要求，调整电解液密度（ 称换季）。 称换季）。 • 5.6 及时检查和排除蓄电池的故障。 及时检查和排除蓄电池的故障。 • 5.7 电池在使用过程中应调好充电器的电压（汽油车13.8 电池在使用过程中应调好充电器的电压（汽油车13.8 13.8— 14.40V、柴油车27.6 28.80V）防止过充电。 27.6—28.80V 14.40V、柴油车27.6 28.80V）防止过充电。
蓄电池基础知识资料ppt课件
认识到了贫困户贫困的根本原因，才 能开始 对症下 药，然 后药到 病除。 近年来 国家对 扶贫工 作高度 重视， 已经展 开了“ 精准扶 贫”项 目
铅酸蓄电池化学反应原理
1、基本原理：双极硫酸盐化理论
即蓄电池放电时正负极活性物质生成的产物都是硫酸 铅。
放电
反应原理：Pb+PbO2+2H2SO4
电池定义及基本组成
❖ 电池又叫化学电源，是一种将化学能转化为 电能的装置。
❖ 电池将化学能直接转变成低压直流电。 ❖ 电池基本组成：正极活性物质、负极活性物
质、电解质、隔膜、电池外壳、端子及其它 组件。
认识到了贫困户贫困的根本原因，才 能开始 对症下 药，然 后药到 病除。 近年来 国家对 扶贫工 作高度 重视， 已经展 开了“ 精准扶 贫”项 目
2PbSO4+2 H2O
充电
2、电池内部氧循环原理
认识到了贫困户贫困的根本原因，才 能开始 对症下 药，然 后药到 病除。 近年来 国家对 扶贫工 作高度 重视， 已经展 开了“ 精准扶 贫”项 目
阀控式铅酸蓄电池特点
比能量表
电池类型
铅酸电池
镉镍电池
额定电压
2V/cell
1.2V/cell
比能量
普通25wh~45wh/kg 15~20wh/kg 密封30wh/kg~80wh 20~30wh/kg
认识到了贫困户贫困的根本原因，才 能开始 对症下 药，然 后药到 病除。 近年来 国家对 扶贫工 作高度 重视， 已经展 开了“ 精准扶 贫”项 目
VRLAB的优势（续）
❖ （2）价格低 ❖ 铅蓄电池由于原材料丰富，制造工艺简单，
铅酸蓄电池基本知识
一．铅酸蓄电池的基本知识1.1什么是铅酸蓄电池？以铅和酸作为化学反应物质制成的蓄电池叫做铅酸蓄电池。
它是一种直流电源，充电时将电能转变成化学能，放电时将储存的化学能转变成电能的一种装置。
1.2铅酸蓄电池的优缺点铅酸蓄电池在常用体系的蓄电池中电压最高为2.0V。
其二是它的廉价性，其三是高倍率放电性能良好，高低温性能良好可在-40—60°C的条件下工作。
易于浮充使用没有“记忆”效应等。
当然铅蓄电池也具有某些难以克服的缺点，首先是它的寿命比较短，在放电状态下长期保存会导致电极的不可逆硫酸盐化。
在某些结构的电池中由于氢的析出有爆炸的危险等。
1.3 铅酸蓄电池的分类铅酸电池具有广泛的用途按照极板的结构可分为涂膏式、管式和形成式。
按荷电状态可分为干荷电态和湿荷电态几种。
（我们公司代理的GS电池为湿荷电态，VHB为干荷电态）按电池盖和排气栓结构可分为排气式、防酸隔爆式、防酸消氢式和阀控密封式。
1.4铅酸蓄电池的一般结构构成蓄电池的主要部件是负极板、正极板、隔板、电解液、电池槽此外还有一些零件如端子、连接条、排气栓等。
1.5牵引用铅酸蓄电池的结构设计●负极板构造牵引用蓄电池的负极板比正极板多一块，一般采用格栅型设计并涂上海绵状的Pb膏即涂膏式，这样能满足电池的大负荷工作。
其板栅像铁丝网原则上与汽车蓄电池相同，但常使用厚极板，高度较高。
所以活性物质的利用率较低一般在35%左右。
●正极板构造正极板有两种类型，即管式和涂膏式。
（我司代理的GS和VHB牵引蓄电池其正极板均采用管式结构）管式正极板的结构是用一导电骨架与一模仿极平的顶部集流条和许多圆柱骨芯焊在一起构成的。
骨芯数目由极板尺寸决定，骨芯外边套有惰性玻璃纤维管套，其内部填充pbo2（pbo2在填充之前已经和H2SO4充分反应过）●管式正极板的优越性1.）在使用寿命期间活性物质保持在管中，不发生脱落。
2.）极板孔率提高，有利于活性物质利用率的提高。
3.）铅合金的骨架由于被活性物质包围，其腐蚀速率降低。
铅酸蓄电池基础知识
铅酸蓄电池基础知识一、蓄电池工作原理和特点电动车电池、汽车起动用铅酸蓄电池是一种电能与化学能互相转换的可逆装置，也就是说：充电是将电能储存起来，而放电是将化学能变为电能释放出去。
铅酸蓄电池由正极板、负极板、玻璃纤维隔板、电解液和电解槽所组成，充电后正极的活性物质为二氧化铅，负极板活性物质为海绵状铅，放电后连极板的活性物质都转变为硫酸铅，充电后又恢复为原来物质。
化学反应方程式如下：放电PbO2+2H2SO4+Pb＜＝＝＝＝＝＞PbSO4+2H2O+PbS04正极电解液负极充电正极水负极从化学反应的方程式中可以看出，在放电过程中消耗了硫酸，生成了水，因此电解液的浓度越来越小，而充电过程则相反。
电动自行车采用了负极性物质过量的设计。
当蓄电池充电的时候，正极充足100%后，负极尚未充到底90%，这样蓄电池内只有正极产的氧，不存在负极产生的难以复合的氢气。
为了解决水的消耗问题，和必须为氧的复合创造条件。
采用贫电解液设计加上超细玻璃纤维隔膜板膜，解决了氧的传输问题，使氧复合反应得以进行，完成了氧的再化合，蓄电池实现了密封和免维护。
氧的再化合过程如下：（正极）PbSO4--------PbO---------02（负极）PbSO4---------Pb----------02二、电池的失效模式电动车电池的使用属于循环状态，电池的失效主要表现为：失水、硫酸盐化（硫化）、正极板软化、板栅腐蚀、热失控、短路、断路等，其中短路、断路基本是电池在制造过程中引起，我们常说的电池修复主要是针对失水、硫化、极板轻微软化、部分热失控电池。
（一）电池的正极板软化电池的正极板是由板栅和活性物质组成的，其中活性物质的有效成分就是氧化铅。
放.电的时候氧化铅转换为硫酸铅，充电的时候硫酸铅转换为氧化铅。
氧化铅是由α氧化铅和β氧化铅组成的，其中α氧化铅主要起支撑作用；β氧化铅主要起荷电作用。
为了减少α氧化铅参与放电，一般控制放电深度为40%为好。
铅酸蓄电池培训讲义
铅酸蓄电池培训讲义一、铅酸蓄电池基本原理1．蓄电池也称为二次电池，是相对于原电池（一次电池）而言。
原电池是将化学能转化为电能的装置，当其内部参与化学反应的物质耗损到一定程度，其寿命便告终止，无法再将原来的化学能予以恢复。
蓄电池是其将储存化学能转变为电能后（放电：化学能转变成电能），当采用充电装置对其输入直流电能时，又可将耗损的化学能予以恢复（充电：电能转变成化学能）。
可以完成多次充放电循环。
2．铅酸蓄电池是以铅及其合金、硫酸为主要原料的蓄电池，其正极活性物质为深褐色或棕褐色二氧化铅，负极活性物质为灰色绒状铅，电解质为稀硫酸。
阀控式密封铅酸蓄电池基本结构为：电池槽盖、正负极板、汇流排、玻璃纤维隔板、稀硫酸电解液、铅零件、端极柱、安全阀等。
3．铅酸蓄电池的型号命名与识别，见表1。
表14．铅酸蓄电池充放电机理：放电：加负载将蓄电池正负极连通后，由于正极电势高，电子从负极流向正极，通过负载产生电流。
同时电池负极发生氧化反应，绒状铅被氧化，释放出电子，其电化学反应式为：Pb+HSO4--2e=PbSO4+H+；电池正极发生还原反应，接受从电池负极输送过来的电子，二氧化铅被还原，其电化学反应式为：PbO2+3H++HSO4-+2e=PbSO4+2H2O。
伴随着电化学反应的发生，正极（进行阴极过程）的二氧化铅活性物质和负极（进行阳极过程）的绒状铅活性物质均转化成硫酸铅，电解液中硫酸被消耗，视比重变低。
充电：给电池附加一电压值高于电池电动势的外部直流电源回路，电源正极与电池正极相连、电源负极与电池负极相连，电子从电源负极流向蓄电池负极，蓄电池负极发生还原反应，其电化学反应式为：PbSO4+H++2e=Pb+HSO4-；蓄电池正极发生氧化反应，其电化学反应式为：PbSO4+2H2O-2e= PbO2+3H++HSO4-。
伴随着电化学反应的发生，正极（进行阳极过程）和负极（进行阴极过程）的硫酸铅逐渐被溶解，分别生成二氧化铅和绒状铅，同时发生水的电解和硫酸的生成，电解液浓度增加。
铅酸蓄电池知识培训讲义共21页
谢谢
11、越是没有本领的就越加自命不凡。——邓拓 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。——爱尔兰 13、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。——老子 14、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。——歌德 15、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。——迈克尔·F·斯特利
1、不要轻言放弃，否则对不起自己。
2、要冒一次险!整个生命就是一场冒险。走得最远的人，常是愿意 去做，并愿意去冒险的人。“稳妥”之船，从未能从岸边走远。-戴尔．卡耐基。
梦 境
3、人生就像一杯没有加糖的咖啡，喝起来是苦涩的，回味起来却有 久久不会退去的余香。
铅酸蓄电池知识培训讲义 4、守业的最好办法就是不断的发展。 5、当爱不能完美，我宁愿选择无悔，不管来生多么美丽，我不愿失 去今生对你的记忆，我不求天长地久的美景，我只要生生世世的轮 回
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电池的电压
01
02
03
04
开路电压
指电池在无负载状态下的端电 压，通常以伏特（V）为单位
进行衡量。
额定电压
指电池在标准工作条件下的电 压值，是电池的一个重要性能
参数。
工作电压
指电池在有负载状态下的电压 值，受到负载电流和内阻的影
响。
充电电压
指电池在充电过程中的电压值 ，通常比工作电压略高。
电池的内阻
电池容量
额定容量
指电池在规定的工作条件下能够输出的电 量，通常以安时（Ah）为单位进行衡量。
指电池在标准充放电条件下能够输出的电 量，是电池的一个重要性能参数。
实际容量
电池的容量衰减
指电池在实际工作条件下能够输出的电量 ，受到多种因素的影响，如充放电电流、 电解液浓度、温度等。
随着使用时间的增长，电池的容量会逐渐 减小，这是由于电池内部的化学反应和物 质消耗所导致的。
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目录 CONTENTS
• 铅酸蓄电池概述 • 铅酸蓄电池工作原理 • 铅酸蓄电池的构造与材料 • 铅酸蓄电池的性能参数 • 铅酸蓄电池的维护与使用 • 铅酸蓄电池的发展趋势与未来展望
01
铅酸蓄电池概述
定义与特性
定义
铅酸蓄电池是一种以铅及其氧化 物为电极，硫酸溶液为电解液的 化学电源。
应用领域
汽车行业
主要用于汽车启动、照 明和点火系统，也是电 动汽车的重要电源之一
。
工业领域
用于电力系统的备用电 源、电动叉车、电动自
行车等。
通讯领域
用于电信、移动通信、 卫星通信等领域的备用
电源。
家庭领域
用于太阳能光伏系统、 UPS电源等家庭电器和
铅酸蓄电池基础知识
2、蓄电池的放电特性
（3）迅速下降阶 段 端电压由1.85V迅 速下降至1.75V。 放电接近终了时， 电化学极化、浓差 极化、欧姆极化显 著增大，端电压迅 速下降。 蓄电池放电终了的 特征
3、蓄电池的充电特性（恒流充电）
在恒流充电过程中，蓄电池的 端电压与电解液相对密度随时 间而变化的规律。 充电电源必须采用直流电源， 以一定的电流人向一只完全放 电的蓄电地进行充电。 保持充电电流入不变，每隔一 定时间测量单格电池的端电压 和电解液相对密度。 可以绘制出蓄电池的充电特性 曲线，如图所示。
外壳
蓄电池外壳为一整体式 结构的容器，极板、隔 板和电解液均装入外壳 内。 蓄电池电压一般有 6V 和 12V两种规格，因此，外 壳内由间壁分成 3 个和 6 个互不相通的单格。 外壳应耐酸、耐热、耐 寒、抗震动，并具有足 够的机械强度。
外壳
蓄电池的型号、规格
蓄电池的产品型号 :GB/T 5008.2-2005 对 起动用铅酸蓄电池的规格、外形尺寸、端 子位置等进行了详细的规定。 GB/T 5008.2-2005 引用了原机械工业 部 部颁标准 JB2599 的规定，铅蓄电地产品型 号分为三段。
不同类型的铅酸蓄电池
按使用来分为： 动力型蓄电池、起动型蓄电池、储能型蓄电池等 按蓄电池的结构分为： 普通起动用蓄电池（湿荷电蓄电池H、干荷电蓄电池A、 非荷电蓄电池）：需维护或少维护。 免维护起动用蓄电池 阀控蓄电池（胶体电解质蓄电池、AGM吸附式蓄电池） 汽车上采用铅酸蓄电池，主要目的是使起动发动机。 现代汽车起动用蓄电池主要使用： 干荷电蓄电池 免维护蓄电池
铅酸蓄电池基本理论
1、什么叫蓄电池？蓄电池是一种化学电源，它能把电能转变为化学能储存起来，使用时又能把化学能转变为电能而放出来，并且这种转换过程是可逆的。
2、什么是电池？只能由化学能转变成电能的一种装置。
3、什么是蓄电池的充电？放电？由电能转变为化学能的过程叫蓄电池的充电。
由化学能转变为电能的过程叫蓄电池的放电。
4、蓄电池的电解液的种类有几种？一般蓄电池电解液有：酸、碱、盐三种溶液。
5、什么叫极板的比成？就是用通直流的方法，使正极板发生电化学氧化，生成二氧化铅（PbO2）；同时在负极板上发生电化学还原，生成海绵状铅（Pb）的过程。
6、什么是蓄电池的容量？容量就是容纳物质的量，所谓蓄电池的容量，就是容纳电量的多少。
7、影响蓄电池容量的主要因数有那些？ａ.活性物质量的多少ｂ.活性物质量的利用率ｃ.极板的厚度ｄ.极板的孔率ｅ.放电电流的大小ｆ.放电时电解液的密度及温度8、什么是极板的孔率？物质的孔率，就是该物质孔的体积与该物质总体积的比值。
如果要计算极板的孔率，就是极板活性物质之间的孔隙与总活性物质体积之比。
9、正负极板上的活性物质各是什么？正极板上是棕褐色的二氧化铅（PbO2）。
负极板上是深灰色的绒状铅（Pb），通常还可以称为海绵状铅。
10、什么叫电化当量？正负极板的电化当量各是什么？每消耗一安培小时（Ah）的电量，所能生成某物质的量，为该物质的电化当量。
正极板的电化当量是：4.463g负极板的电化当量是：3.866g11、正负极板上的活性物质是什么方式生成的？正极板上的活性物质（PbO2）是由里沿筋条开始生成；负极板上的活性物质（Pb）是由外往里生成绒状铅。
12、孔率对蓄电池性能有什么影响？假如极板的孔率大，电解液就容易扩散渗透到极板内部并充分与活性物质接触，这样活性物质利用率就高，放电时容量则大。
但孔率不能过大，否则将会影响活性物质参加的反应量，和极板由于孔率过大而发酥，影响容量与寿命。
13、影响极板孔率的主要因素有那些？如果铅粉越细，氧化度则越高，孔率越大；搅拌铅膏时加酸（H2SO4）量多，孔率亦大。
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❖ 均充充电：蓄电池重复充、放电使用时的充电方 法，电压相对较高，注意充电时间。
均充电压一般为2.35-2.40V
放电之后应立即充电 （防止PbSO4重结晶）
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一、蓄电池基础知识－－ 充电电压温度补偿
充电电压
（V） 2.35V
2.30
2.31V
线性补偿 （Linear Compensation）
负极板 正极板
+-
+-
+-
+-
12v =24 v
12v
100AH = 200AH 100AH
串联
并联
蓄电池通过串联获得所需电压； 通过并联获得所需容量。
6个单体=12 V铅酸蓄电池
6
一、蓄电池基础知识－－铅酸蓄电池两种基本类型
艾默生电池
◆开口排气式（富液式） ◆阀控（密封）式
Flooded Battery
镀锡紫铜端子
上盖
排气孔
端子 排气三通
电池壳 提手
阻燃ABS电池壳
13
一、蓄电池基础知识－－铅酸蓄电池内部结构
① 电池槽、盖（container & cover）
⑥
超强阻燃ABS塑料
①
② ③
② 端极柱（terminal）
③
内嵌镀锡紫铜芯，使其电阻最小化，极柱
采用三层特殊密封技术，完全阻止蓄电池
④
漏液可能
蓄电池内部和内部酸雾排出，但又不允许蓄电池内气压超过预定值的装置。
➢ 额定容量--在规定的条件下，蓄电池完全充电后所能提供的由制造厂标明的安时电量。 ➢ 完全充电--当蓄电池内所有可利用的活性物质都已转变成完全充电的状态。 ➢ 耐过充电能力--完全充电状态后的蓄电池能承受过充电的能力。 ➢ 防爆性能--蓄电池内部产生的可燃性气体逸出后，遇到蓄电池外部的明火时在蓄电池内
一、蓄电池基础知识－－ 常用符号、术语（1）
❖ C10——10h率额定容量A·h，数值为1.0 C10 ❖ C3——3h率额定容量A·h，数值为0.75 C10 ❖ C1——1h率额定容量A·h，数值为0.55 C10 ❖ Ct——蓄电池实测容量A·h，是放电电流I(A)与放电时间t(h)的
乘积
❖ Ce——在基础温度(25℃)条件时的蓄电池实际容量, A·h ❖ I10——10h率放电电流, 数值为1.0I10(A) ❖ I3——3h率放电电流, 数值为2.5I10(A) ❖ I1——1h率放电电流, 数值为5.5I10(A)
PP材料电池壳 ABS材料电池壳
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一、蓄电池基础知识－－安全阀（Safety Valve）
❖功能：单向调节蓄电池内压， 防止空气进入电池内部。
➢开阀压力：10Kpa--49Kpa/35KPa ➢闭阀压力：1Kpa/3Kpa--15Kpa
集气盖板 一体安全阀 排气三通阀
端极柱
排气堵头 阻燃电池壳
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微孔PVC
80
＜3
0.18
微孔隙聚乙烯 63
＜1
0.15
无纺聚乙烯
60
12
0.21
无纺玻璃棉
65
20
0.18
AGM
90
24
0.1
压紧活性物质，延缓活物质脱
落
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一、蓄电池基础知识－－电解液（Electrolyte）
组成：
wt.% *10
conductivity m hos/cm
solubility of PbSO4*10
=1个单体
+ 具有更高
正电动势的极板 定义为正极板
4
一、蓄电池基础知识－－电池分类
常用电池分为原电池和蓄电池两大类:
原电池－－也称一次电池,其活物质用尽后不能用充电的
方法使之恢复,如碳-锌干电池.
蓄电池－－也称二次电池,电池可以再生,循环使用,
1)根据使用的场所不同,分为: ➢ ➢固定型 ➢ ➢移动型
◆ Pb(Lead) ◆ Pb-高Sb(Lead-High Antimony) ◆ Pb-低Sb(Lead-Low Antimony) ◆ Pb-Ca(Lead-Calcium)
◆ Pb-Sn(Lead-Tin) ◆ Pb-Ca-Sn-Al(Lead-Calcium-Tin-Aluminium) ◆ Pb-CP ab --SC na -- SAng- (A Ll e合 a金d-特 C性al图cium-Tin-Silver)
m 度
/ 强m
g）
k张
配方3
理想配方 配方2
配方1
铅钙锡铝四元合金
✓增强耐腐蚀性能 ✓抑制正极板伸延，
防止内部短路
✓抑制氢气的产生，
防止水分的分解
抗
试验时间（天）
16
一、蓄电池基础知识－－极板
正极板
负极板
◆ 涂膏：一氧化铅 （lead oxide PbO）
◆ 化成：二氧化铅 （ lead dioxide PbO2）
10
一、蓄电池基础知识－－铅酸蓄电池的发展（2）
● 我国VRLA电池的研制和生产始于80年代末，到1996年已 有大小厂家400多家，具有较大规模的有40多家。
现状：1、实力相差悬殊 2、质量鱼龙混杂 3、国产品牌在网上应用占绝对优势
11
一、蓄电池基础知识－－ VRLA蓄电池应用
◆ 三个基本应用
2)根据电解质的状态,分为: ➢ ➢铅酸蓄电池(稀硫酸) ➢ ➢胶体铅蓄电池((Sio2)
3)根据电解质的性质,分为: ➢ ➢酸性电池 ➢ ➢碱性电池(如锌-银电池、镉－镍电池）
5
一、蓄电池基础知识－－铅酸蓄电池
组成：
❖正极：二氧化铅（PbO2） ❖负极：铅（Pb）
构成2V 电动势单体
❖电解液：硫酸（H2SO4）溶液
◆ 涂膏：一氧化铅 （lead oxide PbO）
◆ 化成：铅（lead Pb） ◆ 膨胀剂：木素/炭黑、硫酸钡 （xylogen/carbon black and barium sulfate)
物质 积比
分子重量
密度 相对Pb体
Pb
207.2
11.34
1
PbO
223.2
9.64
1.26
α-PbO2 239.2
☺ 阀控式VRLA
✓氧气复合技术 ✓可直接在办公环境中使用 ✓低维护－－“免维护” ✓滤酸防爆，较安全 ✓贮存／使用可为任意方向 ✓可在负载内部或邻近使用
○ 阀控式铅酸蓄电池已于许多使用领域取代了开口排气式
8
一、蓄电池基础知识－－ VRLA电池分类比较
AGM电池 ● 高比能（按体积或重量） ● 可快速充电 ●可适应低温运行环境 中等深度放电 高温影响
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百
一、蓄电池基础知识－－ 温度对蓄电池使用寿命影响
命
%
温度与寿命关系
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
20
25
30
35
40
45
50
55
60
温度
电池推荐使用温度20-25度
寿
25
一、蓄电池基础知识－－ 充电方式
❖ 浮动／备用充电：蓄电池处于连续充电状态，电 压相对较低，注意充电电流。
部不引燃、不引爆。
➢防酸雾性能--蓄电池在充电时，抑制其内部产生的酸雾向外部泄放性能。 ➢YD/T799-2002：通信用阀控式密封铅酸蓄电池信息产业部通信行业标准
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一、蓄电池基础知识－－使用环境和使用条件
◆ 使用环境温度范围：-15℃～+45℃； ◆避开热源和阳光直射场所 ； ◆避开潮湿、可能浸水场所； ◆并联使用：推荐为3组以内； ◆多层安装：层间温度差控制在3℃以内； ◆散热条件：电池间距保持5mm～10mm之间； ◆换气通风条件：保证室内氢气浓度小于0.8%； ◆关于电池混用：新旧不同、厂家不同的产品不允许混合使用； ◆浮充使用条件：限流≤0.25C10，电池为2.23V/单格
OCV＝SG + 0.84
SG 影响充电电压大小、电池“放电性能”
SG 影响电解液冰点（ SG=1.300，冰点： -68. 9 ）
SG 影响板栅腐蚀速度
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一、蓄电池基础知识－－电池壳（Container）
常用材料 ◆ 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯（ABS） ◆ 聚丙烯（Polypropylene--PP）
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一、蓄电池基础知识－－ 常用符号、术语（2）
➢ 阀控式密封铅酸蓄电池-- 蓄电池正常使用时保持气密和液密状态，当内部气压超过
预定值时，安全阀自动开启，释放气体，当内部气压降低后安全阀自动闭合，同时防止外部空 气进入蓄电池内部，使其密封。蓄电池在使用寿命期间，正常使用情况下无需补加电解液。
➢ 安全阀--具有自我开启和再闭合功能，保持蓄电池气密性和液密性，防止外部空气进入
1、工业用（GF-) 2、汽车起动用(3Q、6Q) 3、牵引用（电动马达 驱
动，如电动汽车）(DG-)
➢ ➢通信电源 ➢ ➢电力操作电源 ➢ ➢ 太阳能贮能系统 ➢ ➢铁路机车起动 ➢ ➢应急备用电源 ➢ ➢ UPS不间断电源 ➢ ➢警报系统 ➢ ➢安全装置
➢ ➢电子检测设备
12
一、蓄电池基础知识－－蓄电池外观结构
配备导气三通阀，采用防酸雾集气排气专
利结构
14
一、蓄电池基础知识－－板栅（Grids）
结构
➢ 放射状结构：利于大电流放电
✓ 栅格结构：利于深度放电
极耳
边框
厚度 ➢ 薄板：大电流放电性能较好
✓ 厚板：浮充使用寿命较长
极耳
支撑脚