鉛酸蓄電池基本知識(shí)

1、鉛酸蓄電池基本知識(shí)電池：通過化學(xué)反應(yīng)提供直流電能的電化學(xué)裝置電池是一種能量轉(zhuǎn)化與儲(chǔ)存的裝置，它主要通過化學(xué)反應(yīng)將化學(xué)能或物理能轉(zhuǎn)化為電能它由兩種不同成分的電化學(xué)活性電極分別組成正負(fù)極，兩電極浸泡在能提供媒體傳導(dǎo)作用的電解質(zhì)中，當(dāng)連接在某一外部載體上時(shí)，通過轉(zhuǎn)換其內(nèi)部的化學(xué)能來提供電能。Cell和Battery的區(qū)別：Cell是指一般的小型和單個(gè)電池，更強(qiáng)調(diào)單個(gè)單元;Battery是指蓄電池和電池組,更強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)或者組;Battery運(yùn)用得更加廣泛，是電池的通用名稱，包括鋰電池、鎳氫電池、蓄電池、干電池等等。一次電池與二次電池的異同點(diǎn)：一次電池只能放電一次，二次電池（也叫可充電電池），可反復(fù)充放電

2、循環(huán)使用，可充電電池在放電時(shí)電極體積和結(jié)構(gòu)之間發(fā)生可逆變化，一次電池的質(zhì)量比容量和體積比容量均大于一般充電電池，但內(nèi)阻遠(yuǎn)比二次電池大，因此負(fù)載能力較低，另外，一次電池的自放電遠(yuǎn)小于二次電池。電池種類一次電池：不可充電，如鋅錳、堿性、鋰電池二次電池：可充電，如鉛酸、鎳氫、鋰離子電池高級(jí)電池：結(jié)構(gòu)特殊，性能卓越，如鋅空電池，以空氣做正極，體積很小，用于助聽器。燃料電池：FuelCell,FC,將存在于燃料（氫氣）和氧化劑（氧氣）中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，不是蓄電池，是發(fā)電機(jī)，1839年由英國的Grove發(fā)明。太陽能電池：物理電源，通過光電效應(yīng)或光化學(xué)效應(yīng)直接把光能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，1883年Ch

3、arles發(fā)明首塊太陽能電池，前景廣闊，目前成本高，限制了應(yīng)用。電池由外殼、正極、負(fù)極、端子、隔膜等組成外殼：一般是塑料或金屬材質(zhì)正極：電流的流出端負(fù)極：電流的流入端端子：內(nèi)部與活性物質(zhì)相連，外接用電器隔膜：防止正、負(fù)極短路，并提供電子的內(nèi)部傳遞通道蓄電池：蓄電池（StorageBattery），也稱二次電池,是通過充電將電能轉(zhuǎn)換為化學(xué)能貯存起來，使用時(shí)再將化學(xué)能轉(zhuǎn)換為電能釋放出來的化學(xué)電源裝置。鉛酸蓄電池：鉛酸蓄電池，又稱鉛蓄電池，是蓄電池的一種，電極主要由鉛及其氧化物制成，電解液是硫酸溶液的一種蓄電池。荷電狀態(tài)下，正極主要成分為二氧化鉛，負(fù)極主要成分為鉛；放電狀態(tài)下，正負(fù)極的主要成分均為硫

4、酸鉛。一般分為開口型電池及閥控型電池兩種。前者需要定期注酸維護(hù)，后者為免維護(hù)型蓄電池。按電池型號(hào)可分為小密、中密及大密。主要優(yōu)點(diǎn)是電壓穩(wěn)定、價(jià)格便宜等等。鉛酸蓄電池(Lead-AcidBattery,LAB),是指正負(fù)極活性物質(zhì)分別是鉛和二氧化鉛、由硫酸水溶液做電解液的二次電池。分富液式和貧液式兩大類,貧液式就是目前廣泛應(yīng)用的閥控式密閉鉛酸蓄電池,事實(shí)上它不并是完全密閉的。主要應(yīng)用于交通、通信、后備電源等領(lǐng)域。具有價(jià)格低廉、可靠性高、維護(hù)簡單等優(yōu)點(diǎn)。由于鉛對(duì)人體有害、硫酸污染環(huán)境、腐蝕設(shè)備,因此應(yīng)用領(lǐng)域受到限制。雖然有被鎳氫、鋰離子電池等取代的趨勢(shì),但由于價(jià)格、安全、可靠性等原因仍將長期占據(jù)二

5、次電池的大部分市場。鉛酸蓄電池工作原理正根:PbO?+4巳+SO+20一PbSO4+2HOr放電.*負(fù)極：Pb-I-SOPbSO4-F2e_吒充電噩複電解義放電正橇電岸蔽旳極仝反應(yīng)：PbO2昇於sq+PbPbSO4+1H2O+PbSO4,二筑化協(xié)歸酸鶴嫦狀朝充電硫戲樹水硏酸鉗閥控式鉛酸蓄電池的基本結(jié)構(gòu)構(gòu)成閥控鉛酸蓄電池的主要部件是正負(fù)極板、電解液、隔膜、電池殼和蓋、安全閥,此外還一些零件如端子、連接條、極柱等。閥控式鉛酸蓄電池的設(shè)計(jì)板柵合金的選擇參加電池反應(yīng)的活性物質(zhì)鉛和二氧化鉛是疏松的多孔體,需要固定在載體上。通常,用鉛或鉛基合金制成的柵欄片狀物為載體,使活性物質(zhì)固定在其中,這種物體稱之為板

6、柵。它的作用是支撐活性物質(zhì)并傳輸電流。11正板柵合金閥控電池是一種新型電池,使用過程中不用加酸加水維護(hù),要求正板柵合金耐腐蝕性好,自放電小，不同廠家采用的正板柵合金并不完全相同，主要有：鉛鈣、鉛鈣錫，鉛鈣錫鋁、鉛銻鎘等。不同合金性能不同，鉛鈣。鉛鈣錫合金具有良好的浮充性能，但鉛鈣合金易形成致密的硫酸鉛和硫酸鈣阻擋層使電池早期失效，合金抗蠕變性差，不適合循環(huán)使用。鉛-鈣-錫-鋁、鉛-銻-鎘各方面性能相對(duì)比較好，既適合浮充使用，又適合循環(huán)使用。正極由網(wǎng)格狀金屬板柵上涂覆鉛膏組成，鉛膏是正極活性物質(zhì)，主要成分是氧化鉛，紅棕色正極活性物質(zhì)的泥化失效以及正極板柵的腐蝕是VRLA失效的重要原因正極板一般較

7、厚，以應(yīng)對(duì)活性物質(zhì)的泥化脫落，而且比負(fù)極板少一片，常溫低率放電時(shí)，電池容量受限于正極。二氧化鉛有a-PbO2和B-PbO2兩種晶體：a-PbO2是斜方晶系，晶粒較大，可以形成網(wǎng)絡(luò)或骨骼，使正極活性物質(zhì)的結(jié)構(gòu)完整從而有較長的壽命。B-PbO2是正方晶系，晶粒較小因此有更大的比表面積，放電時(shí)給出的容量是a-PbO2的1.53倍。電池壽命初期，活性物質(zhì)以a-PbO2為主，壽命末期以B-PbO2為主：電池壽命初期，正極活性物質(zhì)以為a-PbO2主,放電時(shí)a-PbO2生成PbS04,充電時(shí)PbS04生成B-PbO2，因此在初期循環(huán)中電池的容量越來越高。隨著循環(huán)的進(jìn)行，B-PbO2的比例增加，活性物質(zhì)間的結(jié)

8、合慢慢減弱，充電過程中在析氧的沖擊下，正極活性物質(zhì)密度下降，最后軟化成泥狀物脫落，導(dǎo)致壽命終止。由于a-PbO2有較好的機(jī)械強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)，由其形成的多晶網(wǎng)絡(luò)可作為活性物質(zhì)的骨骼，而B-PbO2有較小的尺寸和較大的比表面積，可給出較大的比容量，二者最優(yōu)的比例是0.8，此時(shí)電池有最好的深放電性能。12負(fù)板柵合金閥控電池負(fù)板柵合金一般采用鉛-鈣合金，盡量減少析氫量。負(fù)極由負(fù)極板柵及涂覆其上的負(fù)極活性物質(zhì)組成，負(fù)極活性物質(zhì)主要是海綿狀金屬鉛，呈金屬灰色。低溫（-15C）、高率（1HR）放電時(shí)，電池容量受限于負(fù)極，原因是鉛電池的鈍化即生成的硫酸鉛將電解液與活性物質(zhì)隔離。負(fù)極添加劑主要包括膨脹劑、阻化劑：膨

9、脹劑：防止在循環(huán)過程中負(fù)極活性物質(zhì)表面積收縮，同時(shí)起去鈍化作用，常用的無機(jī)膨脹劑是硫酸鋇、乙炔黑等，有機(jī)膨脹劑腐殖酸、木質(zhì)素等阻化劑：提高析氫過電位，阻滯鉛電池在制造過程中的氧化負(fù)極的不可逆硫酸鹽化是電池提前失效的重要原因之一。不可逆硫酸鹽化：簡稱硫化，是負(fù)極活性物質(zhì)在一定條件下生成堅(jiān)硬而粗大的、幾乎不溶解的硫酸鉛，所以在充電時(shí)不能轉(zhuǎn)化為海綿狀鉛，使電池容量大大降低的現(xiàn)象。原因：通常是長期充電不足或放電狀態(tài)下長期儲(chǔ)存等使用或維護(hù)不當(dāng)造成。防止：及時(shí)充電，不要過放電。板柵厚度正極板厚度決定電池壽命，極板厚度與電池預(yù)計(jì)壽命的關(guān)系見下表：正板柵厚度（mm）循環(huán)壽命（次）10h率80%放電深度，25C

10、預(yù)計(jì)浮充壽命（年）（正常浮充使用）2015023025743440064580012正負(fù)極活性物質(zhì)比例鉛酸蓄電池設(shè)計(jì)上正負(fù)極活性物質(zhì)利用率一般按3033計(jì)算，正負(fù)極活性物質(zhì)比例為1：1，實(shí)際應(yīng)用中，負(fù)極活性物質(zhì)利用率一般比正極高，對(duì)于閥控鉛酸蓄電池，考慮到氧再化合的需要，負(fù)極活性物質(zhì)設(shè)計(jì)過量，一般宜為1：1012。隔膜的選擇閥控鉛酸蓄電池中隔膜采用的是玻璃纖維棉（AGM）,應(yīng)該具有如下特征：優(yōu)良的耐酸性能和抗氧化能力；厚度均勻一致，外觀無針孔、無機(jī)械雜質(zhì)；孔徑小且孔率大；優(yōu)良的吸收和保留電解液能力；電阻小；具有一定的機(jī)械強(qiáng)度，以保證工藝操作要求;雜質(zhì)含量低，尤其是鐵、銅的含量要低。殼蓋結(jié)構(gòu)和材

11、料選擇閥控電池殼蓋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要是強(qiáng)度設(shè)計(jì)，散熱設(shè)計(jì)和蓋上的極柱密封設(shè)計(jì)。強(qiáng)度設(shè)計(jì)要求電池外壁在緊裝配和承受內(nèi)氣壓時(shí)外壁不應(yīng)有明顯的氣脹變形，對(duì)于PP外殼，應(yīng)加鋼殼加固，對(duì)于2V系列電池，ABS和PVC外殼，壁厚一般要達(dá)到810mm。散熱設(shè)計(jì)要求電池外殼散熱面積大、材料導(dǎo)熱性好且壁厚越薄越好。殼體結(jié)構(gòu)相對(duì)比較簡單，只需考慮強(qiáng)度和蓋子封裝配合即可。殼蓋密封和極柱密封結(jié)構(gòu)電池殼蓋密封分為熱封和膠封，熱封是最可靠的密封方式，PP材料采用熱封；ABS和PVC材料一般采用膠封，膠封關(guān)鍵是要采用合適的環(huán)氧樹脂。極柱密封技術(shù)是閥控電池生產(chǎn)的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，不同的廠家采用的方式不完全相同。電解液閥控電池電解液中硫

12、酸含量一般按理論量的1.5倍設(shè)計(jì)，電解液比重一般為1.30g/m1左右。密度為1200g/cm31.350g/cm3的稀硫酸水溶液。安全閥安全閥是閥控電池的一個(gè)關(guān)鍵部件，安全閥質(zhì)量的好壞直接影響電池使用壽命，均勻性和安全性。根據(jù)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和閥控電池的使用情況，安全閥應(yīng)滿足如下技術(shù)條件：單向開閥；單向密封，可防止空氣進(jìn)入電池內(nèi)部；同一組電池各安全閥之間的開閉壓力之差不應(yīng)超過平均值的20%；壽命不應(yīng)低于15年；濾酸，可防止酸和酸霧從安全閥排氣口排出；隔爆，電池外部遇明火時(shí)電池內(nèi)部不應(yīng)引爆；抗震，在運(yùn)輸和使用期間，安全閥不會(huì)因震動(dòng)和多次開閉而松動(dòng)失效；耐酸；耐高、低溫。高端電池有時(shí)配備排氣孔和導(dǎo)氣管，

13、保證電池柜內(nèi)氫氣的零積累。鉛酸蓄電池種類富液式：不能臥式放置，需經(jīng)常加水加酸和調(diào)整酸的濃度等復(fù)雜維護(hù)；酸液揮發(fā)會(huì)污染環(huán)境并腐蝕設(shè)備。涂膏式極板：工藝簡單，是最古老的鉛蓄。管式正極板：壽命長，主要是OPzS型。閥控式：也叫貧液式，電池以安全閥密封，內(nèi)壓過大時(shí)開閥排氣，內(nèi)部無游離酸。AGM(AbsorbedGlassMat)：目前使用最廣的技術(shù)，吸附電解液的AGM做隔離板。膠體(Gel):低溫性能更好，壽命更長。閥控式密封鉛酸蓄電池的定義-ValveRegulatedLeadAcidBattery(VRLA)。蓄電池正常使用時(shí)保持氣密和液密狀態(tài)。當(dāng)內(nèi)部氣壓超過預(yù)定值時(shí)，單向安全閥自動(dòng)開啟釋放氣體。

14、當(dāng)內(nèi)部氣壓降低后，安全閥自動(dòng)閉合使其密封，防止外部空氣進(jìn)入蓄電池內(nèi)部。蓄電池在使用壽命期間，正常使用情況下無需補(bǔ)加電解液。蓄電池具有防爆、防酸霧、耐過充電能力。1938年Dassler提出的氣體復(fù)合原理是VRLA的理論基礎(chǔ)。1957年德國陽光公司的膠體(GEL)技術(shù)和1971年美國Gates公司的AGM技術(shù)是VRLA的實(shí)踐基礎(chǔ)。目前主要有AGM技術(shù)和GEL技術(shù)兩種。AGM電池：AbsorbedGlassMat采用吸附式玻璃纖維作隔膜，電解液吸附于極板和隔膜，電池內(nèi)無流動(dòng)電解液。AGM電池可以立式或臥式安裝。GEL電池：膠體電池采用SiO2作凝固劑。電解液吸附于極板和膠體內(nèi)，膠體電池一般立式安裝

15、。常識(shí)備注：VRLA蓄電池一般情況下都是指AGM電池，膠體電池都需特別指明密封蓄電池sealedcell:當(dāng)蓄電池在規(guī)定的設(shè)計(jì)范圍內(nèi)工作時(shí)保持密封狀態(tài)，但是內(nèi)部壓力超過規(guī)定值時(shí)，允許氣體通過一個(gè)可復(fù)位或不可復(fù)位的壓力釋放裝置逸出。全密封蓄電池hermeticallysealedcell沒有壓力釋放裝置的一種蓄電池。免維護(hù)蓄電池maintenance-freebattery在規(guī)定的運(yùn)行條件下，使用期間不需要維護(hù)的一種蓄電池。大中小密電壓平均電壓meanvoltage在充電或放電期間，電壓的平均值。充電終止電壓end-of-chargevoltage在規(guī)定的恒流充電期間，蓄電池達(dá)到完全充電時(shí)的電壓

16、。放電終止電壓額定電壓最常見的是12V系列，2V的主要應(yīng)用在工業(yè)上，6V的不常見，用于某些設(shè)備如醫(yī)療設(shè)備等。一個(gè)鉛酸蓄電池額定電壓等于2V乘以cell(小格子)數(shù)。開路電壓(OpenCircuitVoltage,OCV)最大意義在于能衡量電池的荷電狀態(tài)(StateofCharge,SOC),需要在充電或放電結(jié)束后兩小時(shí)測量，因廠商、應(yīng)用領(lǐng)域、技術(shù)等因素，100%SOC的電壓不同。終止電壓FinalVoltage,FV.,為了保護(hù)電池，放電至F.V時(shí)應(yīng)停止放電終止電壓與放電電流大小有關(guān)：電流越小，終止電壓越高，0.1C放電的F.V一般為1.80VPC。充電電壓分均充(Boost)和浮充(Floa

17、t)，充電電壓值主要跟電解液濃度有關(guān)。均充電壓：25C時(shí)約為2.35VPC，充電速度快，根據(jù)電流不同，可在510小時(shí)內(nèi)充滿電浮充電壓：25C時(shí)一般為2.232.27VPC，在該電壓下充電速度和自放電速度相當(dāng)溫度不同時(shí)，電壓應(yīng)做相應(yīng)的調(diào)整，叫做溫度補(bǔ)償溫度補(bǔ)償系數(shù)環(huán)境溫度變化1C時(shí)充電電壓的改變值叫溫補(bǔ)系數(shù)，通常為-24mV/C該值為負(fù)表示溫度升高時(shí)充電電壓降低溫度補(bǔ)償范圍一般為050C重量可以用來衡量電池的含鉛量，VRLA含鉛的質(zhì)量分?jǐn)?shù)約60%,12V100Ah電池質(zhì)量約33千克。一致性串聯(lián)使用時(shí)，某些落后電池會(huì)使整組電池容量降低、使用壽命縮短，先進(jìn)的制造工藝提高電池的一致性。容量容量(bat

18、tery)capacity在規(guī)定的條件下，完全充電的蓄電池能夠提供的電量，通常用安時(shí)(A.h)表示。電池在一定放電條件下所能給出的電量稱為電池的容量，以符號(hào)C表示。常用的單位為安培小時(shí)，簡稱安時(shí)(Ah)或毫安時(shí)(mAh)。電池的容量可以分為理論容量，額定容量，實(shí)際容量。理論容量是把活性物質(zhì)的質(zhì)量按法拉第定律計(jì)算而得的最高理論值。為了比較不同系列的電池，常用比容量的概念，即單位體積或單位質(zhì)量電池所能給出的理論電量，單位為Ah/1或Ah/kg。實(shí)際容量是指電池在一定條件下所能輸出的電量。它等于放電電流與放電時(shí)間的乘積，單位為Ah，其值小于理論容量。額定容量也叫保證容量，是按國家或有關(guān)部門頒布的標(biāo)準(zhǔn)

19、，保證電池在一定的放電條件下應(yīng)該放出的最低限度的容量。額定容量在一定標(biāo)準(zhǔn)下，由生產(chǎn)廠商定義的電池的容量通信用鉛酸電池的額定標(biāo)準(zhǔn)是25C時(shí)以10HR放電至1.80VPC實(shí)際容量因溫度、放電率和終止電壓的不同而不同。實(shí)際容量要大于額定容量才算合格，才能出廠。標(biāo)稱容量nominalcapacity用來鑒別蓄電池適當(dāng)?shù)慕频陌矔r(shí)電量。放電放電深度是指放出電量占電池額定容量的百分比(DepthofDischarge,DOD)；不同放電深度下，電池的循環(huán)壽命差異較大，放電深度越深，壽命越短。深度放電電池在使用時(shí)，放出容量一般要求不得超過其額定容量的80%，當(dāng)電池放出容量超過80%時(shí)，我們說電池發(fā)生了深度放

20、電。當(dāng)電池放出容量達(dá)到80%時(shí)，叉車上的容量顯示器就進(jìn)入了紅燈區(qū)域，此時(shí)應(yīng)該立即前往充電場所進(jìn)行充電。深度放電對(duì)電池的危害：易硫化、易使極板膨脹變形活性物質(zhì)脫落致使容量下降、壽命縮短等。自放電self-discharge當(dāng)蓄電池不與外電路連接時(shí)，由于蓄電池內(nèi)自放反應(yīng)而引起化學(xué)能的損失。電池非因工作原因而發(fā)生的放電現(xiàn)象，稱為自放電。電池自放電通常有以下幾個(gè)方面的原因：過量補(bǔ)水造成電解液益出，表面放電；加入含有雜質(zhì)的酸或水；長期放置導(dǎo)致電解液分層。自放電的危害：能量損失、易硫化。放電率dischargerate蓄電池放電用安培表示的電流。過充電overcharge完全充電后仍連續(xù)的充電。蓄電池初充

21、電第一階段：用0.1C5安電流，充電至電池的端電壓普遍升到2.40V；第二階段：用0.05C5安電流充電至電解液劇烈冒升氣泡，電壓與密度穩(wěn)定（23）h不變，且充電量達(dá)到額定容量的（4.55）倍。正常充電經(jīng)過初充電正常使用的電池，再進(jìn)行充電稱為“正常充電”正常充電分兩個(gè)階段：第一階段：用0.14C5安電流，充電至電池的端電壓普遍升到2.40V；第二階段：用0.07C5安電流充電至電解液劇烈冒升氣泡，電壓與密度穩(wěn)定（23）h不變，充電量為上次放電量的1.2倍左右，但新電池前5次的充電量應(yīng)為上次放電量的1.5倍左右。恒流充電法一般采用10h率或20h率電流進(jìn)行恒定電流充電。分段恒流充電法一般開始時(shí)用

22、3h率5h率電流進(jìn)行充電，當(dāng)端電壓達(dá)到約2.4V以上時(shí)，或者液溫顯著升高時(shí)，將電流降到10h率20h率電流繼續(xù)充電（又稱遞減電流充電法）。恒壓充電法按每個(gè)單體電池以2.3V2.5V恒定電壓進(jìn)行，因此充電初期電流相當(dāng)大，隨著充電的進(jìn)行，電流逐漸減少，在終期幾乎無電流通過。限流恒壓智能充電法首先設(shè)定恒定電流充電，當(dāng)電池電壓達(dá)到一定值后，自動(dòng)轉(zhuǎn)為恒壓充電，充電電流隨著充電時(shí)間的延長不斷減少。目前比較好的充電機(jī)，在充好電后，再增加12個(gè)脈沖充電，即充一小時(shí)，停一小時(shí)，再充一小時(shí)。補(bǔ)充充電法除了浮充電以外，盡管正常的充電進(jìn)行的很好，但在擱置一段時(shí)間以后，由于自放電而使容量減少，因此根據(jù)擱置時(shí)間的長短，以

23、10h率20h率電流予以適當(dāng)?shù)某潆?，稱為補(bǔ)充充電。蓄電池做備用時(shí)，充電后長期擱置不用時(shí)，應(yīng)定期（如一個(gè)月）進(jìn)行補(bǔ)充充電。均衡充電法先將電池進(jìn)行正常充電，待充電完畢，靜置一小時(shí)，再用正常充電第二階段的電流繼續(xù)充電，直到產(chǎn)生劇烈氣泡時(shí)，停充一小時(shí)。如此反復(fù)數(shù)次，直至電壓、密度保持不變，于間歇后再進(jìn)行充電便立即產(chǎn)生劇烈氣泡為止。內(nèi)阻電池內(nèi)阻包括歐姆內(nèi)阻和極化內(nèi)阻，極化內(nèi)阻又包括電化學(xué)極化與濃差極化。內(nèi)阻的存在，使電池放電時(shí)的端電壓低于電池電動(dòng)勢(shì)和開路電壓，充電時(shí)端電壓高于電動(dòng)勢(shì)和開路電壓。電池的內(nèi)阻不是常數(shù)，在充放電過程中隨時(shí)間不斷變化，因?yàn)榛钚晕镔|(zhì)的組成、電解液濃度和不斷地改變。歐姆電阻遵守歐姆定

24、律；極化電阻隨電流密度增加而增大，但不是線性關(guān)系，常隨電流密度和溫度都在不斷地改變。內(nèi)阻一般在充滿電的狀態(tài)下以1000Hz的交流電測量內(nèi)阻反映了電池用料的純度，內(nèi)阻小的電池壽命長12V100Ah電池的內(nèi)阻約3.56mQ，2V系列的、容量大的電池內(nèi)阻更小。能量電池的能量：一定放電條件下蓄電池所能給出的電能。單位：Wh瓦時(shí)比能量：電池單位質(zhì)量或單位體積所能輸出的電能。單位：Wh/Kg比能量反映了電池活性物質(zhì)的利用率，同時(shí)也反映了電池的質(zhì)量水平和制造商的技術(shù)和管理水平。電池的能量分為理論能量和實(shí)際能量。理論能量W理可用理論容量和電動(dòng)勢(shì)(E)的乘積表示，即W理=C理E電池的實(shí)際能量為一定放電條件下的實(shí)

25、際容量C實(shí)與平均工作電壓U平的乘積，即W實(shí)=C實(shí)U平常用比能量來比較不同的電池系統(tǒng)。比能量是指電池單位質(zhì)量或單位體積所能輸出的電能，單位分別是Wh/kg或Wh/lo比能量有理論比能量和實(shí)際比能量之分。前者指lkg電池反應(yīng)物質(zhì)完全放電時(shí)理論上所能輸出的能量。實(shí)際比能量為Ikg電池反應(yīng)物質(zhì)所能輸出的實(shí)際能量。由于各種因素的影響，電池的實(shí)際比能量遠(yuǎn)小于理論比能量。實(shí)際比能量和理論比能量的關(guān)系可表示如下：W實(shí)：W理KVKRKm式中Kv-電壓效率；KR-反應(yīng)效率；Km質(zhì)量效率。電壓效率是指電池的工作電壓與電動(dòng)勢(shì)的比值。電池放電時(shí)，由于電化學(xué)極化、濃差極化和歐姆壓降，工作電壓小于電動(dòng)勢(shì)。反應(yīng)交通用性表示活

26、性物質(zhì)的利用率。電池的比能量是綜合性指標(biāo)，它反映了電池的質(zhì)量水平，也表明生產(chǎn)廠家的技術(shù)和管理水平。功率和比功率功率是指電池在一定條件下于單位時(shí)間所能給出的能量的大小，單位：W或KW比功率是單位質(zhì)量電池所能給出的功率，其單位為W/Kg或KW/Kgo比功率越大表示電池可以承受大電流放電。蓄電池的比能量和比功率性能是電池選型時(shí)的重要參數(shù)。因?yàn)殡姵匾c用電的儀器、儀表、電動(dòng)機(jī)器等互相配套，為了滿足要求，首先要根據(jù)用電設(shè)備要求功率大小來選擇電池類型。當(dāng)然，最終確定選用電池的類型還要考慮質(zhì)量、體積，比能量、使用的溫度范圍和價(jià)格等因素。電池的使用壽命在規(guī)定條件下，某電池的有效壽命期限稱為該電池的使用壽命。蓄

27、電池發(fā)生內(nèi)部短路或損壞而不能使用，以及容量達(dá)不到規(guī)范要求時(shí)蓄電池使用失效，這時(shí)電池的使用壽命終止。電池的使用壽命包括：使用期限和使用周期。使用期限指電池可供使用的時(shí)間，包括電池的存放時(shí)間。使用周期是指蓄電池可供重復(fù)使用的次數(shù)。極板硫酸鹽化鉛酸蓄電池在正常放電情況下，正、負(fù)極板上的活性物質(zhì)(PbO2及Pb)，大都變?yōu)樗绍浀牧蛩徙U小晶體。這些小晶體均勻分布在多孔的極板上，在充電時(shí)很容易和電解液接觸，起化學(xué)反應(yīng)而恢復(fù)為原來的二氧化鉛和絨狀鉛，但如果維護(hù)管理不當(dāng)，極板上的硫酸鉛結(jié)晶，就會(huì)逐漸形成為體積大而又導(dǎo)電不良的粗結(jié)晶硫酸鉛，甚至可以結(jié)成面積較大，幾乎不溶于電解液較為堅(jiān)實(shí)的硫酸鉛結(jié)晶層，附在極板表

28、面，造成極板硬化。這種結(jié)晶導(dǎo)電性差，體積大，會(huì)堵塞極板的微孔，妨礙電解液的滲透，增加了極板電阻，并在以后一般充電中，很難使其恢復(fù)原狀，這樣就使極板上的活性物質(zhì)減少，容量降低，嚴(yán)重時(shí)將使極板失去可逆作用而損壞。這就是所謂極板的硫酸鹽化。ActiveMaterialTheactiveelectro-chemicalmaterialsusedinthemanufactureofpositiveandnegativeelectrodes.AmbientTemperatureTheprevailingsurfacetemperaturetowhichabatteryisexposed.AmpereUni

29、tofmeasurementforelectriccurrent.Ampere-HourTheproductofcurrent(amperes)multipliedbytime(hours).Usedtoindicatethecapacityofabattery.AlsoAmp.Hr.orA.H.BatteryTwoormorecellsconnectedtogether,mosttypicallyinseries.CUsedtosignifyachargeordischargerateequaltothecapacityofabatterydividedbyonehour.ThusCfora

30、1600mAhbatterywouldbe1.6A.C/5forthesamebatterywouldbe320mAandC/10wouldbe160mA.CapacityTheelectricalenergyavailablefromacellorbatteryexpressedinampere-hours.Availablecapacity:ampere-hoursthatcanbedischargedfromabatterybasedonitsstateofcharge,rateofdischarge,ambienttemperature,andspecifiedcut-offvolta

31、ge.Ratedcapacity(“C”):thedischargecapacitythemanufacturerstatesmaybeobtainedatagivendischargerateandtemperature.Capacityfade:thelossofcapacityduetoinadequaterecharging.CellThebasicbuildingblockofabattery.Thenominalvoltageofalead-acidcellis2volts.Cellreversal:theactofdrivingacellintoreversepolarityby

32、excessivedischarge.Primarycell:cellorbatterythatcanbedischargedonlyonce.Secondarycell:theprocessisreversiblesothatcharginganddischargingmayberepeatedoverandover.ChargeTheconversionofelectricalenergytochemicalenergy;theprocesswhichrestoreselectricalenergytoacellorbattery.Chargeretention:abatterysabil

33、itytoholdacharge.Itdiminishesduringstorage.Chargeacceptance:quantifiestheamountofelectricchargethataccumulatesinabattery.Floatcharge:maintainsthecapacityofacellorbatterybyapplyingaconstantvoltage.Charge(Continued)Tricklecharge:maintainsthecapacityofacellorbatterybyapplyingasmallconstantcurrent.Charg

34、eequalization:bringsallofthecellsinabatteryorstringtothesamestateofcharge.ClosedCircuitVoltageTestAtestmethodinwhichthebatteryisbrieflydischargedataconstantcurrentwhilethevoltageismeasured.CutoffVoltageThefinalvoltageofacellorbatteryattheendofchargeordischarge.CycleAsinglechargeanddischargeofacellor

35、battery.DeepCycleAcycleinwhichthedischargecontinuesuntilthebatteryreachesitscut-offvoltage,usually80%ofdischarge.DirectCurrent(DC)Thetypeofelectricalcurrentthatabatterycansupply.Oneterminalisalwayspositiveandtheotheralwaysnegative.DischargeTheprocessofdrawingcurrentfromabattery.DeepDischarge:thedisc

36、hargeofacellorbatterytobetween80%and100%ofratedcapacity.DepthofDischarge:theamountofcapacity一typicallyexpressedasapercentage-removedduringdischarge.SelfDischarge:thelossofcapacitywhilestoredorwhilethebatteryisnotinuse.SelfDischargeRate:thepercentofcapacitylostonopencircuitoveraspecifiedperiodoftime.

37、DrainThewithdrawalofcurrentfromabattery.ElectrodePositiveornegativeplatecontainingmaterialscapableofreactingwithelectrolytetoproduceoracceptcurrent.ElectrolyteConductsionsinacell.Leadacidbatteriesuseasulfuricacidsolution.EndofChargeVoltageThevoltagereachedbythecellorbatteryattheendofcharge,whilethec

38、hargerisstillattached.EnergyDensityRatioofbatteryenergytovolumeorweightexpressedinWatthourspercubicinchorpound.GasRecombinationTheprocessbywhichoxygengasgeneratedfromthepositiveplateduringthefinalstageofchargeisabsorbedintothenegativeplate,preventinglossofwater.HighRateDischargeAveryrapiddischargeof

39、thebattery.NormallyinmultiplesofC(theratingofthebatteryexpressedinamperes).ImpedanceTheresistivevalueofabatterytoanACcurrentexpressedinohms(Q).Generallymeasuredat1000Hzatfullcharge.InternalResistanceTheresistanceinsideabatterywhichcreatesavoltagedropinproportiontothecurrentdraw.NegativeTerminalThete

40、rminalofabatteryfromwhichelectronsflowintheexternalcircuitwhenabatterydischarges.SeePositiveTerminalNominalVoltage/NominalCapacityThenominalvalueofratedvoltage/thenominalvalueofratedcapacity.Thenominalvoltageofalead-acidbatteryis2voltspercell.OpenCircuitVoltageThevoltageofabatteryorcellwhenmeasuredi

41、nanoloadcondition.OverchargeThecontinuouschargingofacellafteritachieves100%ofcapacity.Batterylifeisreducedbyprolongedovercharging.ParallelConnectionConnectingagroupofbatteriesorcellsbylinkingallterminalsofthesamepolarity.Thisincreasesthecapacityofthebatterygroup.PolarityThechargesresidingatthetermin

42、alsofthebattery.PositiveTerminalTheterminalofabatterytowardwhichelectronsflowthroughtheexternalcircuitwhenthecelldischarges.SeeNegativeTerminal.RatedCapacityThecapacityofthecellexpressedinamperes.Commonly,aconstantcurrentforadesignatednumberofhourstoaspecifieddepthofdischargeatroomtemperature.RecombinationThestateinwhichthegassesnormallyformedwithinthebatterycellduringitsoperationarerecombinedtoformwater.SeriesConnectionTheconnectionofagroupofcellsorbatteriesbylinkingterminalsofoppositepolarity.Thisincreasesthevoltageofthebatterygroup.Se