蓄电池的分类与维护

进氧气的再化合，当蓄电池内部气体量超过一定值时，排气阀自动打开，排出气体，然后自动关
闭，防止空气进入蓄电池内部。
自动开关的安全阀： 安全阀一般由阀体、橡胶阀和防爆滤酸片组成，防爆 滤酸片的作用有两个： 一、是当电源外部有明火或火星时，不会引爆蓄电池 内部; 二、是橡胶阀开启，气体排出时，酸雾水雾在防爆滤 酸片上会凝结为液滴，不会排到电池外部。
正极反应:PbO₂+2e⁻+4H++SO₄²⁻=PbSO₄+2H₂O
充电时两极分为阴阳： 阴极就是接电源负极 要发生还原反应 要得电子 要化合价降低的极.相当于电池放电时的负极反应倒 写： PbSO₄+2e⁻=Pb+SO₄²⁻ 阳极就是接电源正极，要发生氧化反应，要失电子，要化合价升高的极。相当于电池放电时的正极 反应倒写。 PbSO₄+2H₂O=PbO₂+2e-+4H++SO₄²-
蓄电池简介
电池的容量(AH）：是指充满电的蓄电池用一定的电流放电至规定放电终止电压的放电量，通常采 用如下两种表示方法：
安时容量=放电电流×放电时间 （常用） 如：12V 20AH
瓦时容量=安时容量×平均放电电压（不常用）
放电容量与放电电流关系： 放电电流越小放电容量越大，
反之,放电电流越大放电容量越小。
常见蓄电池(镍镉蓄电池)
放电反应式： 负极反应：Cd+2OH- →Cd(OH)2+2e负极上的镉失去两个电子后变成二价镉离子Cd2+，然后立即与溶液中的两个氢氧根离子OH-结合生成氢氧化镉 Cd(OH)2，沉积到负极板上。 正极反应：2e-+NiO2+2H2O→Ni(OH)2+2OH正极板上的活性物质是氢氧化镍（NiOOH）中的三价离子（Ni3+）晶体,从外电路获得负极转移出的两个电子， 生成两个二价离子2Ni2+。与此同时，溶液中每两个水分子电离出的两个氢离子进入正极板，与晶格上的两个氧 负离子结合，生成两个氢氧根离子，然后与晶格上原有的两个氢氧根离子一起，与两个二价镍离子生成两个氢氧 化亚镍晶体。 总反应：Cd+NiO2+2H2O→Cd(OH)2+Ni(OH)2 充电反应式： 正极反应：Ni(OH)2+2OH- → 2e-+NiO2+2H2O 在外电源的作用下，正极板上的氢氧化亚镍晶格中，两个二价镍离子各失去一个电子生成三价镍离子，同时，晶 格中两个氢氧根离子各释放出一个氢离子，将氧负离子留在晶格上，释出的氢离子与溶液中的氢氧根离子结合， 生成水分子。然后，两个三价镍离子与两个氧负离子和剩下的二个氢氧根离子结合，生成两个氢氧化镍晶体。 负极反应：Cd(OH)2+2e- → Cd+2OH充电时负极板上的氢氧化镉，先电离成镉离子和氢氧根离子，然后镉离子从外电路获得电子，生成镉原子附着在 极板上，而氢氧根离子进入溶液参与正极反应。 总反应： Cd(OH)2+Ni(OH)2→Cd+NiO2+2H2O
常见蓄电池(镍镉蓄电池)
工作原理
镍镉蓄电池的正极材料为氢氧化镍和石墨粉的混合物，负极材料为海绵状镉粉和氧化镉粉，电
解液通常为氢氧化钠或氢氧化钾溶液。
电池反应式：
放电
2NiOOH+2H2O+Cd
充电
2Ni（OH）2+Cd（OH）2
放电时，三价氢氧化镍消耗水并还原成两价氢氧化镍，金属镉被氧化成氢氧化镉。充电时发 生逆反应。 蓄电池充电终了时，充电电流将使电池内发生分解水的反应，在正、负极板上将分别有大量 氧气和氢气析出 。
2、使用寿命不及Cd／Ni电池；
常见蓄电池(镍镉蓄电池)
镍镉蓄电池：正极材料为氢氧化亚镍和石墨粉的混合物，负极材料为海绵网筛状镉粉和氧化镉粉，电解
液通常为氢氧化钠或氢氧化钾溶液。为兼顾低温性能和荷电保持能力，密封镍镉蓄电池采用密度为1.40 （15℃时）的氢氧化钾溶液。为了增加蓄电池的容量和循环寿命，通常在电解液中加入少量的氢氧化锂
中性电池：以盐溶液为介质，如锌锰干电池（有的消费者也称之为酸性电池）、海水激活电池等；
有机电解液电池：主要以有机溶液为介质的电池，如锂电池、锂离子电池等。
蓄电池分类
按电池所用正、负有为材料划分包括： 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；
锂系列电池、锂镁电池；
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
蓄电池分类
按蓄电池用途划分： 后备电池:用于停电后的后备供电使用，如UPS电池； 动力电池：要求能大电流长时间长寿命放电，如电动车电池； 启动电池：主要用汽车点火，柴油发电机启动等，要求能瞬间高电流放电，但寿命要求不强。
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蓄电池的分类与维护
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蓄电池简介 蓄电池分类 常见蓄电池
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蓄电池使用与维护 常见故障及排除
第一部分
蓄电池的简介
蓄电池简介
电池（battery）指盛有电解质溶液和金属电极以 产生电流的杯、槽或其他容器或复合容器的部分空间。 电池的种类很多，常用电池主要是干电池、蓄电池，以 及体积小的微型电池。此外，还有金属-空气电池、燃料 电池以及其他能量转换电池如太阳能电池、核电池等。 蓄电池是电池中的一种，它的作用是能把有限的电 能储存起来，在合适的地方使用。它的工作原理就是把 化学能转化为电能。
常见蓄电池(铅酸蓄电池)
铅酸蓄电池特点:
原料易得，价格相对低廉；
高倍率放电性能良好； 300-500次循环充电次数，适合于浮充电使用，浮充寿命为5-8年使用寿命长，胶体型要比普通型寿
命更长，无记忆效应,但会出现盐化；
废旧电池容易回收，有利于保护环境。 主要缺点：
1、比能量低，一般30～40Wh／kg；
负极板硫化后极隔板孔隙堵塞，导致铅酸蓄电池内阻消耗增大，都有导致铅酸蓄电池产生自放电的原因。
第二部分
蓄电池分类
蓄电池分类
电池的分类有不同的方法，按其电解液划分:
酸性电池：主要以硫酸水溶液为介质，如铅酸蓄电池；
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；
第三部分
常见蓄电池
常见蓄电池(锂电池)
锂电池： 锂金属电池： 锂金属电池一般是使用二氧化锰为正极材料、金属锂或 其合金金属为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。 放电反应：Li+MnO2=LiMnO2 锂离子电池： 锂离子电池一般是使用锂合金金属氧化物为正极材料、 石墨为负极材料、使用液体电解质的电池。 聚合物锂离子: 聚合物锂离子电池则以固体聚合物电解质来代替， 这 种聚合物可以是“干态”的，也可以是“胶态”的，目 前大部分采用聚合物凝胶电解质，更加安全。
蓄电池简介
放电终止电压 ： 指电池放电时，电压下降到电池不宜再继续放电的最低工作电压值。如果电 压低于放电终止电压后继续放电，电池两端的电压会迅速下降，形成深度放电，这样极板上形
成的生成物在正常充电时就不易再恢复，从而影响电池的寿命。
充电终止电压：也叫充电上限电压:指电池充满电时的电压。如果达到充电上限电压仍不停止 充电，则表现为过充。而过充的最直接表现是电池明显发热，甚至鼓包，如果继续过充则导致 电池发热至烫手！因为电池已经饱和，而一般的充电器还会继续往电池充电，电池难以再提高 电压，就会以热的形式发散出来，这样会使电池永久性损伤。
相比:
（1）AGM电池内阻小，大电流放电特性优于GEL电池。 （2）AGM电池的一致性和均一性较好，因电解液的扩 散性和均匀性优于GEL电池。 （3）GEL电池，（特别是管状电极）使用寿命较长， 胶体电池 AGM电池 不易热失控。
常见蓄电池(铅酸蓄电池)
工作原理: 铅酸电池充放电工作原理，其充放电反应如下：
常见蓄电池(铅酸蓄电池)
常用的铅酸蓄电池一般分为三类： 普通铅酸蓄电池：电极 板由铅和氧化铅构成， 电解液是稀硫酸。主要 优点是电压稳定，价格 低廉。缺点是比能低， 使用寿命短，维护频繁。 干式荷电畜电池：特 点是负极有较高的储 电能力，在完全干燥
状态下能在两年内保
存所得的电能，使用 时只需加入电解液，
（大约每升电解液加15~20g）。 镍镉电池单体电压是1.2V，实际使用电压是
1.05～1.4V。 镍镉电池的放电终止电压为1.0/cell(cell为每一单
元电池)。
镍镉电池的充电终止电压为1.75~1.8V，长期浮 充电（恒压充电）1.42V ,快速充电1.55V;
比能量55Wh／kg；
蓄电池简介
蓄电池的五个主要参数为：


标称电压
开路电压 内阻 放电终止电压 充电终止电压 电池的容量 电池的自放电 电池寿命
蓄电池简介
标称电压（V）：不同的蓄电池电压不一样，准确值标在电池上。 锂离子电池的单体电压是3.7V，实际使用电压是3.3～4.2V； 铅酸蓄电池单体电压是2V，实际使用电压是1.7～2.1V ； 镍镉电池单体电压是1.2V，实际使用电压是1.05～1.4V。 大多数电池是由好多小节电池串连起来的，可能在内部串联也可能在外部直接用线串联。 开路电压(V):电池在开路状态下的端电压。 电池内阻（mΩ）:R=R欧姆内阻+R极化内阻 内阻不是常数，故定义为完全充电状态下的阻值。用蓄电池内阻检测仪测量。 欧姆内阻：由电极材料、电解液、隔膜及各部分零件的接触电阻组成。与电池的尺寸、结构、装配 松紧程度等都有关系。 极化内阻：正、负极进行电化学反应时极化引起的电阻。
常见蓄电池(铅酸蓄电池)
常见蓄电池(铅酸蓄电池)
阀控式铅酸蓄电池分为:Байду номын сангаасAGM（贫液）和GEL（胶体）电池两种。
AGM采用吸附式玻璃纤维棉(Absorbed Glass Mat)作隔板，电解液吸附在隔板中，贫电液设计，电 池内无流动的电解液。 胶体（GEL）在电解质中加入SiO2 作凝固剂，形成凝胶状，内部无游离液体存在，在同等体积下电解 质容量大，热容量大，热消散能力强，能避免一般蓄电池易产生热失控现象；电解质浓度低，对极板 的腐蚀作用弱；浓度均匀，不存在电解液分层现象。
蓄电池简介
自放电：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%存储期容量降低的现象
Q1为搁置前放电容量（安时）
Q2为搁置后放电容量（安时） 生产制造中材料不纯(如含锑过高或其它有害杂质)，电解液中含有害杂质(铁、锰、砷、铜等离子)，正 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。
PbO2
(正极板)
+ Pb + 2H2SO4
(负极板) (电解液)
放电 充电
2PbSO4
(正、负极板)
+ 2H2O
(电解液)
-2e
+2e
+2e
-2e
2019/5/6
常见蓄电池(铅酸蓄电池)
工作原理: 铅蓄电池的两极是Pb和PbO₂,电解质溶液是H₂SO₄。 总的电池反应是:Pb+PbO₂+2H₂SO₄=2PbSO₄+2H₂O 放电时：负极反应（活泼金属失电子 化合价升高,注意电极反应要连续写到微粒最终的存在形式 ）： Pb-2e+SO₄²-=PbSO₄
等待20～30分钟就可
使用；
常见蓄电池(铅酸蓄电池)
免维护（阀控密封式）铅酸蓄电池：免维护蓄电池由于自身结构上的优势，电解液的消耗量非常
小，在使用寿命内基本不需要补充蒸馏水。它还具有耐震、耐高温、体积小、自放电小的特点。
使用寿命一般为普通蓄电池的两倍。阀控式铅酸蓄电池的英文名称为Valve Regulated Lead Battery(简称VRLA电池)，密封结构，盖子上设有单向排气阀。蓄电池在内部压力下工作，以促
常见蓄电池(锂电池)
锂电池特点：
充电型优点：可充电多次使用，内阻小电流大， 容量较大，无放电记忆性，自放电小，相对体积、
重量小。
充电型缺点：价格高，过度充电对电池有损害。
常见蓄电池(铅酸蓄电池)
铅酸蓄电池：主要特点是采用稀硫酸作电解液，用二氧化铅(PbO2)和海绵状铅(Pb)分别作为电池的 正极和负极的一种酸性蓄电池。 铅酸蓄电池的单体电压是2V，实际中电压是1.7～2.1V ； 按照国家技术标准,电池每个单格的终止电压为1.75V，12V铅酸蓄电池由6节单体电池组成，因此 12V系列电池的终止电压为10.50V； 电解液：一般蓄电池采用电解液密度为1.280±0.01g/cm3（25℃）的稀硫酸。