铅酸蓄电池电解液硫酸浓度、密度参照表
《铅酸蓄电池介绍》课件
技术创新与突破
高性能铅酸蓄电池的研发
01
通过新材料、新工艺的研发和应用，提高铅酸蓄电池的能量密
度、循环寿命和安全性。
铅酸蓄电池回收再利用技术
02
通过回收再利用废旧铅酸蓄电池，实现资源的有效利用，降低
环境污染。
智能电池管理系统的应用
03
通过智能电池管理系统的应用，实现对铅酸蓄电池的实时监控
、保护和优化，提高电池的安全性和使用寿命。
对铅板进行再生处理，提取铅和其他有价值 的金属元素。
拆解
将铅酸蓄电池拆解成电池单体、塑料外壳、 铅板等部分。
资源化利用
将再生铅和其他金属元素用于生产新的铅酸 蓄电池或其他用途。
2023 WORK SUMMARY
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REPORTING
特点
铅酸蓄电池具有可靠性高、原料 易得、价格便宜等优点，但同时 也存在能量密度低、充电次数少 、环境污染等问题。
铅酸蓄电池的种类
01
02
03
开口式铅酸蓄电池
电解液可以自由流动，易 于维护，但容易泄漏和蒸 发。
阀控式铅酸蓄电池
电解液被吸附在隔膜中， 不易泄漏和蒸发，维护简 单，但需要定期检查。
胶体铅酸蓄电池
电解液为胶状，不易泄漏 和蒸发，寿命长，但价格 较高。
铅酸蓄电池的应用领域
汽车行业
作为汽车启动电池和车 载电源的主要组成部分
。
工业领域
用于电力保障、备用电 源和能源存储等方面。
通讯行业
用于基站、交换机等设 备的电源供应。
家庭应用
用于太阳能发电系统的 储能和电动车的电源。
PART 02
铅酸蓄电池的工作原理
PART 05
铅酸蓄电池的基本常识
•第一节铅酸蓄电池的基本常识铅酸蓄电池定义：是用稀硫酸做电解液，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电池。
铅酸蓄电池主要由正负极板、隔板、硫酸电解液，电池壳体等主要部件组成。
铅酸蓄电池结构1、正负极板：正负极板是由板栅和活性物质构成的●板栅的作用：①支承活性物质。
②传导电流，使电流分布均匀。
板栅的材料一般采用铅锑合金，免维护电池采用铅钙合金或低锑合金。
●活性物质的作用：参加成流反应●充电状态：正极活性物质主要成分为二氧化铅，负极活性物质主要成分为绒状铅2、隔板：电池用隔板是由微孔橡胶、塑料玻璃纤维等材料制成的，它的主要作用是：①防止正负极板短路。
②使电解液中正负离子顺利通过。
③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。
因此要求隔板要有孔率高，孔径小，耐酸不分泌有害杂质，有一定强度，在电解液中电阻小，具有化学稳定性的特点。
3、电解液电解液是蓄电池重要组成部分，它的作用是：①传导电流②参加电化学反应电解液是由浓硫酸和净化水配置而成的，电解液的纯度和密度对电池容量和寿命有重要影响。
汽车用蓄电池采用电解液密度为1.280+0.005g/cm3（25℃）稀硫酸。
4、电池壳盖：电池壳、盖是盛正、负极板和电解液的容器，主要由塑料和橡胶材料制成。
5、排气栓：由塑料材料制成，对电池起密封作用，阻止空气进入，防止极板氧化。
使用前：必须将排气栓上的盲孔用铁丁刺穿，以保证气体逸出畅通。
6、其他：蓄电池除上述主要零部件外，还有链条、端子、极柱、荷电显示器等零部件。
•第二节铅酸蓄电池工作原理铅酸蓄电池正极活性物质是二氧化铅（PbO2），负极活性物质是海绵状金属铅（Pb），导电介质稀硫酸（电解液）。
在蓄电池充放电过程中，正负极将发生下列反应，将电能转化成化学能贮存在电池中或将化学能转化成电能提供给外界。
负极反应：放电Pb + HSO-4-2e PbSO4 + H+充电正极反应：放电PbO2 + HSO4- + 3H+ + 2e PbSO4 + 2H2O充电放电：H2SO4浓度下降，正负极板上生成PbSO4，使内阻增大，从而电池电动势降低。
谈铅酸蓄电池的电解液及其密度调整
谈铅酸蓄电池的电解液及其密度调整作者：肖艳来源：《中国自行车》2016年第04期电解液（也叫电解质），在启动用铅蓄电池中是以水溶液状态的稀硫酸作为电解液的。
使用前将电解液从注液孔注入电池内部，与极板的活性物质发生作用产生电能。
所以，电解液的多少、纯度，将直接影响到铅蓄电池的电气性能和使用寿命。
1.电解液对蓄电池使用性能的影响（1）电解液浓度与铅酸蓄电池的电动势和开路电压的关系。
铅酸蓄电池的电动势和开路电压与铅酸蓄电池的电解液比H2O4的浓度有关，随着电解液H2SO4的浓度下降，铅酸蓄电池的电动势和开路电压也下降，因此，可以通过测定电解液的浓度来了解铅酸蓄电池的电动势和开路电压。
铅酸蓄电池开路电压与电解液H2S4的浓度的关系曲线如图1；铅酸蓄电池的电动势与电解液H2SO4的浓度关系如表1。
为了正确使用蓄电池，仅仅了解它的基本原理和构造是不够的，还应当掌握蓄电池工作的有关规律。
蓄电池的全部工作，就是充电和放电的不断反复。
在这两个过程中，它的电压、电解液密度以及极板上的活性物质是在随时发生变化的，它具有一定的规律性，这对实际使用有着指导意义。
（2）电解液相对密度对放电电流和容量的影响。
任何流体都具有一定的粘滞性。
在铅蓄电池内，电解液产生粘滞性。
电解液密度越高其浓度也就浓，反之则稀。
电解液浓度过稀，则电池的电阻系数很大，使用时，电压会很快下降，不能保证额定容量的输出。
电解液过浓其粘度就大，由于粘度大而影响离子的扩散速度。
离子扩散速度愈大，电化作用就愈好，电池的容量也就愈能发挥。
当电液粘度太大时离子扩散速度降低，电化作用就差，电池的容量发挥得也差。
由于电解液的浓度直接影响到蓄电池的容量，所以必须选择适当密度的电解液。
在正常使用范围内，电解液相对密度越低、容量越大；但也不能过低或过高，过低或过高都会导致容量下降。
蓄电池对电解液的质量要求较高，规定要用纯净的硫酸和蒸馏水配制，如果用工业硫酸（内含有铁、铜等杂质）和非蒸馏水配制，则将带进杂质，造成极板的早期损坏和容量的自行消失。
铅酸蓄电池设计计算
VRLA电池酸量确定VRLA电池相对于以前的开口富液式电池，其最大的优势是在电池寿命期间不需要添加电解液或水维护，电池可以任意位置放置使用等等。
这就要求电解液被完全固定在AGM 隔板和活性物质中不能流动，并且为了实现其寿命期间不需要加酸加水维护，就必须要实现电池寿命期间内的氧循环，即不能有电解液的损失。
而形成氧循环的关键一点要求就是要严格限定电池的内的酸液总量，并且必须保证AGM 隔板留有10%左右的孔不被电解液所淹没，从而为氧气的循环复合提供通道。
但是又必须要求电池中电解液的总量能够维持活性物质放电反应的需要。
要想使电池中电解液总量完全够用，又能够为氧气的循环复合提供通道，就需要根据电池的实际用途，正确确定和控制电池的加酸量，下面将从三个大的方面来探讨VRLA电池加酸量确定的问题。
1、最低加酸量VRLA电池需要的酸体积，取决于电池放电态与荷电态所要求的电解液密度以及电池放电过程输出的总电量和放电率。
通常在VRLA设计时，荷电态的电解液密度要求-1.30gcm3,当其放出100%额定容量时又希望电解液密度为-1.09gcm3.这就要求电池中电解液总量至少必须满足能够维持电池在一定条件下放出其额定容量所必须消耗的电解液总量，因此VRLA电池的最低用酸量可根据电池反液压方程式推导如下:PbO2 + Pb + 2H2SO4 = 2PbSO4 + 2H2O根据电池充放电反应的方程式，结合充放电态物质各自的电化学当量值可知，电池每放出1AH的电量，要消耗纯的H2SQ 3.66g,生成水0.67g.设放电开始时电池中电解液密度为p 1(1E),对应的质量百分比浓度为m%,放电终了时电解液密度为p 2对应的质量百分比浓度为n%。
当电解液浓度由pl降到p2时，反应开始时加入的密度为p啲酸的体积为V ml。
则根据电池反应式中每放出1AH电量所消耗的硫酸量为3.66g，生成的水的质量为0.67g，经过方程式两边等值计算，整理得出VRLA电池中每放出1AH电量的最低用酸体积V的表达式为：V =如果设定电池荷电态的电解液密度为 1.28g/cm3，放电态的电解液密度为1.08 g/cm3,则将各自对应的质量百分比数值带入最低用酸体积V 的表达式中可以得出放电容量为C的电池的最低用酸体积为：V = X ] C = 10.24C10.24C就是在15 C下设定电池荷电态的电解液密度为 1.28g/cm3，放电态为1.08 g/cm3的最低加酸体积。
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。
蓄电池补充液介绍
CC-22N电池补充液制备二次蒸馏水时，加入多少高锰酸钾、硫酸为宜？制作蒸馏水，地将普通水加热到沸腾使之汽化，再冷却汽化水，变为液体的水，即成为（一次）蒸馏水。
要得到更纯的水，可在一次蒸馏水中加入碱性高锰酸钾溶液，除去有机物和二氧化碳；加入非挥发性的酸（硫酸或磷酸），使氨成为不挥发的铵盐。
由于玻璃中含有少量能溶于水的组分，因此进行二次或多次蒸馏时，要使用石英蒸馏器皿，才能得到很纯的水，所得纯水应保存在石英或银制容器内。
更高的要求，可能还要三蒸水、四蒸水......。
多次蒸馏可以提高水的电阻率，比如自来水电阻率为1900欧姆，一次蒸馏水的电阻率为0.35兆欧，二次为1.0兆欧，三次为1.5兆欧，28次为16兆欧，根据实验用水的不同要求可以选择不同的多次蒸馏水。
CC-22N应该是含0.01%硫酸的二次蒸馏水，也叫电池补充液。
一、硫酸钾（化学纯）、重铬酸钾（化学纯）、二次蒸馏水。
二、配比：硫酸钾0.5％、重铬酸钾2％、二次蒸馏水97.5％。
三、制作方法：（以配制100克传热介质为例）先将二次蒸馏水97.5克、硫酸钾0.5克、重铬酸钾2克依次加放烧杯中，然后烧杯下面加热，边加热边搅拌，溶液温度不得超过60摄氏度，待硫酸钾和重铬酸钾完全溶解后，将烧杯离开热源冷却至室温。
蓄电池补充液介绍蓄电池的补充液最正规的应该是叫去离子水，因为大量的离子会导致极板极化电容量下降，但是由于技术原因，现在市面上销售的大都是蒸馏水可以做代替使用，纯净水也可以，但是矿泉水和自来水不可以，而且正常的情况下补充液是一定结冰的，有的不专业的销售商进了一些原液，也就是1.28比重的硫酸(它不结冰是因为它的冰点特别低 ) 来冲当补充液，这对蓄电池的伤害无疑是巨大的。
我大概每年都能遇到20多例加错补充液导致蓄电池完全损毁的，切记。
电解液是由浓硫酸与纯净的水（去离子水或蒸馏水）配置而成，必须用符合国家标准GB4554-84的蓄电池专用硫酸，与符合要求的纯水配制成密度为1.22±0.01g/cm3(20℃)的电解液。
铅酸蓄电池充电与电解液
铅酸蓄电池与电解液的关系接触过铅酸蓄电池组装的人都知道,铅酸蓄电池主要是由极板、隔板、硫酸和塑壳组成，其它在加上一些零部件。
蓄电池的容量主要取决于极板和硫酸，当然隔板的质量也很重要。
铅酸蓄电池产生每AH的电量需要4.463g的正板二氧化铅，3.866g的负板绒状铅，还有3.66g的硫酸，看来蓄电池使用的硫酸，也就是电解液是蓄电池制造过程中非常关键的。
蓄电池电解液的配制直接关系到蓄电池的容量，衰退速率，出厂电压，自放电和循环寿命等。
铅酸蓄电池的电解液是由蓄电池专用浓硫酸和纯水配制而成的，配制25度1.345g/cm3电解液，浓硫酸和纯水的体积比是： 31 ：69 ，重量比是： 41 ： 59。
下面是计算方法，假如不对敬请指正：1.84-1.345=0.495 1.345-1.00=0.3450.495/0.345=1.435 1.435/（1+1.435）=0.59=59%纯硫酸浓度必须是1.84g/cm3。
电解液的密度，各个厂家都有自己的标准，取决于使用的极板和蓄电池出厂的要求。
稀硫酸电解液密度高的，蓄电池初始容量足，循环寿命就有所欠缺；电解液密度低的，初始容量刚刚达到市场的标准，但是后劲足，循环寿命长。
电解液密度过低，极板的活性物质得不到充分利用，电池容量所需求的硫酸量达不到，电池容量就达不到标准；电解液密度太高，电池内硫酸量在电气化反应之后仍有剩余，容易形成极板硫化，也会导致容量快速下降，还会造成板栅腐蚀加快。
根据使用的极板的特性合理的配制电解液密度是最理智的做法。
在电解液配制过程中需要添加电解液添加剂，一般是无水硫酸钾，无水硫酸钠，硫酸亚锡等。
添加电解液添加剂的作用主要是增强电解液电导，改善蓄电池的充放电能力，抑制负极铅枝晶的增长，使较大的硫酸铅颗粒易被还原，抑制早期容量损失，防止活性物质软化，脱落和减缓板栅腐蚀等作用。
比如硫酸亚锡的添加，就有以下几个好处：(1)在电解液中单独加入足够量的SnSO4，当电池正极活性物质过量时，可改善电池的充电接受能力，明显提高电池的循环寿命。
铅酸蓄电池材料组成
铅酸蓄电池的材料组成主要包括以下几个关键部分：
1. 极板（正负极）：
- 正极板：主要活性物质为二氧化铅（PbO2），它与硫酸溶液反应，在放电过程中生成硫酸铅。
- 负极板：主要活性物质为海绵状纯铅（Pb），在电池工作时，同样会与硫酸发生化学反应。
2. 电解液：
- 电解液通常由纯净的稀硫酸水溶液构成，浓度根据电池设计需求调整，其作用是在充放电过程中传递离子，参与化学反应。
3. 隔板：
- 隔板位于正负极板之间，采用微孔材料如AGM （吸收式玻璃纤维垫片）、GEL（胶体）等制成，用于隔离正负极防止短路，同时允许电解液中的离子自由通过。
4. 壳体：
- 壳体一般由耐酸、耐热、绝缘性良好的材料如硬橡胶、工程塑料或玻璃钢等制成，用来封装内部组件，
并保持电解液不泄漏。
5. 连接部件：
- 包括铅连接条和极柱，它们用于将各个单体电池的极板组连接起来形成一个整体，并作为外部电路连接点。
6. 安全阀：
- 为了维持电池内部压力平衡，在过充电或其他异常情况下释放多余气体，大多数现代密封铅酸蓄电池都配备了安全阀。
7. 其他附件：
- 如电池盖、端子保护套件、导电糊料（某些类型的电池中可能使用）等辅助结构件。
铅酸蓄电池在工作时，通过正负极活性物质与硫酸溶液之间的氧化还原反应实现能量的储存和释放。
随着科技发展，铅酸蓄电池的设计不断优化，包括采用铅钙合金、铅锑合金等改进极板栅架材料以提高电池寿命和性能。