蓄电池的工作特性及使用
胶体蓄电池的应用特点和使用
阀控密封胶体蓄电池与普通铅酸蓄电 池的区别
－负极材料具有较高析氢电位,一般负板栅中无
锑，通常采用含钙的铅合金。 －正负间存在透气通道,实现氧的再化合。 －单向排气阀取代排气阀。 —电池中电解液为胶状形式。
胶体阀控蓄电池的特点
具有较长的浮充或循环使用寿命 具有较大热容,高温循环使用有较高的可靠性 有很高的充电效率[在同条件下比AGM电池提高2530%] 在欠充电状态循环时,能保持很长的寿命 深放电循环时,有较好的再充电恢复能力 优秀的小电流放电能力和恒功率放电平稳可靠 有良好的大电流冲击放电能力 固体的电解质无泄露，更环保
均充状态两种电池的循环能力的比较
AGM2V 500Ah 循环次数 1 5 10 15 20 25 30 34 电池组 放电时间 11:20 11:36 11:30 10:59 10:25 9:51 9:19 9:02 胶体2V 500Ah 与首次容量比（%） 循环次数 100 102.35 101.47 96.91 91.91 86.91 82.21 79.71 1 10 20 30 40 50 100 150 200 250 347 电池组 放电时间 10:57 10:08 9:51 9:47 9:48 9:40 9:33 9:25 9:03 8:37 8:07 与首次容量比（%） 100 92.54 89.95 89.35 89.50 88.28 87.1 85.9 83.5 78.7 74.1
㈣.2V胶体电池与2VAGM电池浮充状态下失水对比
(胶体500Ah和AGM500Ah在常温下以2.23V和2.25V浮充60周累计失水量. 胶体电池 60克, AGM电池126克)
㈤. 2V胶体电池浮充寿命和循环寿命
2V系列胶体电池用于浮充的寿命大于15年和良好的循环寿命 是基于下述理由: －管式极板结构,总厚度是9.6mm; －高压压铸成型的正骨架及管式正极板，活性物质包容管内; －足够的酸量和较少的失水.
蓄电池的工作原理和特性
（1）充电开始阶段 端电压迅速上升。
开始充电时，孔隙内迅速生成硫酸， 浓差极化增大，端电压迅速上升。
4．充电特性
在恒流充电过程中，蓄电池的端电压UC 和电解液密度ρ25℃ 随时间ｔC而变化的 规律。
恒流充电特性曲线见图1-13。
ρ25℃按直线规律上升。恒流放电，电流 值一定，化学反应速度一定，单位时间生 成的硫酸量一定。
负极板： Pb－2e→Pb2+ Pb2++SO42-→PbSO4
电解液：H++OH-→H2O
蓄电池放电特征
（1）活性物质PbO2和Pb均逐渐变为 PbSO4。
（2）放电过程中，电解液密度下降，所以， 可通过电解液密度判断放电程度
（3）蓄电池内阻逐渐增大。
3．充电过程 将电能转换成蓄电池化学能的过程称为充 电过程，它是放电反应的逆过程。 化学反应过程见图1-10所示： PbSO4→Pb2++SO42- H20→2H++OH-
OH-留在电解液中，Pb4+ 沉附在正极
表面,使正极板有+2.0V
在外电路未接通时，反应达到动态平 衡时，静止电动势为：
E=2.0－(－0.1)=2.1V
2．放电过程
将蓄电池的化学能转换成电能的过程 称为放电过程。
化学反应过程将按图1-9所示
正极板： Pb4++2e→Pb2+ Pb2++SO42-→PbSO4
蓄电池的工作原理和特性
一、工作原理
蓄电池的化学反应方程式为:
1．电动势的建立
蓄电池的电动势是正、负极浸入电解 液后产生的。其反应过程见图1-8所示
1---2-蓄电池的工作原理及特性
5min
单格电池终止电压（V）
1.75
1.70
1.65
1.55
1.50
C20——蓄电池的额定容量。
2、铅蓄电池的充电
充电时，蓄电池的正、负极分别与直流电源的正、 负极相连，当充电电源的端电压高于蓄电池的电动势时， 在电场的作用下，电流从蓄电池的正极流入，负极流出， 这一过程称为充电。蓄电池充电过程是电能转换为化学能 的过程。
蓄电池放电终了的特征是：
（1）单格电池电压降到放电终止电压； （2）电解液密度降到最小许可值。
放电终止电压与放电电流的大小有关。放电电 流越大，允许的放电时间就越短，放电终止电压 也越低。如下表所示。
放电电流（A）
0.05C20 0.1C20 0.25C20
C20
3C20
放电时间
20h
10h
3h
25min
8
二、 蓄电池的容量及其影响因素
蓄电池容量C等于放电电流If与放电时间tf的乘积：
C＝If ·tf
1．额定容量
据国标GB5008.1－91规定，将充足电的新蓄电池，在电解 液温度为25±5℃的条件下，以20小时率的放电电流（即 0.05C20安培）连续放电至单池平均电压降到1.75V时，输出 的电量称为蓄电池的额定容量，用C20表示。单位为A·h。
2PbSO4+2H2O——PbO2+2H2SO4+Pb 解这从充液时电电中，解当时的充液过，H电中剩正2接逸的S、O近出充4负增终，电极多了负电板，时极流上密，板将的度P电附bP上S近解bO升S产水O4。已生，4还基H使原本2正从成还极电P原板b解成O附液P2和近b中OP产逸2b和生出，PO电 ，b2， 电解液液面高度降低。因此，铅蓄电池需要定期补充蒸馏 水。
第三节 蓄电池的工作原理和工作特性(王字号)
第三节 蓄电池的工作原理和工作特性
学习内容 工作原理 工作特性
负极板，由于得到二个电子与原二 价铅离子结合而生成纯铅（附在负极 板上）即： 电解液中: 在充电接近结束时，硫酸铅分别 转化为相应的活性物质，如果还继续 充电，将会引起水的电解，即：
2H2O 2H2 O2
概述 蓄电池的结构与型号 蓄电池的工作原理和工作特性 蓄电池的容量及影响因素 蓄电池的充电 蓄电池常见故障及其排除方法 蓄电池的使用与维护 新型蓄电池
蓄电池的结构与型号 蓄电池的工作原理和工作特性 蓄电池的容量及影响因素 蓄电池的充电 蓄电池常见故障及其排除方法 蓄电池的使用与维护 新型蓄电池
参考教材p9
第三节 蓄电池的工作原理和工作特性
学习内容 工作原理 工作特性
4、充电特性 蓄电池的充电特性是指在在恒流充电过程
概述 蓄电池的结构与型号 蓄电池的工作原理和工作特性 蓄电池的容量及影响因素 蓄电池的充电 蓄电池常见故障及其排除方法 蓄性
学习内容 工作原理 工作特性
蓄电池端电压的测量： 一般发动机未工作时测量蓄电池电压为开 路电压为12V。 一般发动机工作时测量蓄电池电压为充电
概述 蓄电池的结构与型号 蓄电池的工作原理和工作特性 蓄电池的容量及影响因素 蓄电池的充电 蓄电池常见故障及其排除方法 蓄电池的使用与维护 新型蓄电池
概述 蓄电池的结构与型号 蓄电池的工作原理和工作特性 蓄电池的容量及影响因素 蓄电池的充电 蓄电池常见故障及其排除方法 蓄电池的使用与维护 新型蓄电池
将完全充足电的蓄电池以20h放电率的电
流进行放电，使放电电流保持稳定不变，每 隔一定的时间，测量端电压和电解液密度， 即得到放电特性曲线。
第三节 蓄电池的工作原理和工作特性
铅酸蓄电池使用手册
铅酸蓄电池使用手册引言铅酸蓄电池是一种常见的储能设备，广泛应用于汽车、UPS电源、太阳能发电系统等领域。
本手册旨在向用户提供一份全面且易于理解的关于铅酸蓄电池使用和维护的指南。
通过遵循本手册的操作指导，用户可以更好地了解铅酸蓄电池的特性，正确使用和保养蓄电池，以延长其寿命并确保安全使用。
第一章：铅酸蓄电池基础知识1.1 蓄电池的基本原理铅酸蓄电池是一种化学电池，通过化学反应将化学能转化为电能。
蓄电池由一个正极、一个负极和介质电解液组成，其中正极为正极活动物质（PbO2），负极为负极活动物质（Pb），电解液为稀硫酸溶液。
1.2 铅酸蓄电池分类根据用途和结构不同，铅酸蓄电池可以分为起动电池、动力电池和太阳能电池等。
起动电池用于汽车起动，动力电池用于电动车或升降机，太阳能电池用于储存太阳能。
1.3 蓄电池的主要特性了解蓄电池的主要特性对正确使用和维护至关重要。
蓄电池的主要特性包括额定容量、电压、内阻、循环寿命、自放电率等。
第二章：蓄电池的安全使用2.1 充电前的准备在充电之前，务必检查蓄电池的外观是否有明显损坏，并确保充电设备的安全性能和充电参数与蓄电池匹配。
2.2 充电方法和注意事项根据蓄电池的充电类型（常流充电或浮充充电），选择合适的充电方式。
在充电过程中，注意避免过度充电和过度放电，以免损害蓄电池性能。
2.3 蓄电池的正确连接和断开正确连接蓄电池可以避免电火花和其他意外事故的发生。
在连接和断开蓄电池时，先断开负极，再断开正极，并加上绝缘套管以保护连接部位。
第三章：蓄电池的日常维护3.1 充电状态的监测定期检测蓄电池的充电状态，避免过度放电和过度充电，以延长蓄电池的使用寿命。
3.2 温度和通风控制蓄电池在运行过程中会产生一定的热量，应确保蓄电池的工作温度在适当范围内。
并保持通风良好，防止蓄电池过热。
3.3 清洁和防护措施定期清洁蓄电池的端子和外壳，防止积灰和腐蚀。
使用绝缘套管和防护罩来避免蓄电池的短路和外力损坏。
蓄电池
(3)应经常清除蓄电池表面的灰尘污物，保持蓄电池表面 清洁、干燥。
(4)经常检查电解液液面高度，必要时用蒸馏水或电解液 进行调整使其保持在规定范围内。
蓄电池技术状况的检查
为了保证蓄电池合理使用和正确维护，及时检查电解液液面 高度、确定蓄电池的充放电程度非常重要。 1. 电解液液面高度的检查 对于塑料壳体的蓄电池，可以直 接通过外壳上的液面线检查，电解液 液面应保持在高、低水平线之间。对 于橡胶壳体的蓄电池，可以用孔径为 3~5mm的透明玻璃管测量电解液高出 隔板的高度来检查。
蓄电池放电过程具有以下特征： ①正、负极板上的活性物质逐渐转变为PbSO4。
②随着放电的进行，电解液中的H2SO4 减少，水增多， 电解液密度下降。
③随着PbSO4的增多，蓄电池内阻增大。同时，由于 PbSO4 附着于极板表面，使电解液与PbO2 和Pb 接触面越来 越少，蓄电池的供电能力逐渐下降。
1.初充电 对新蓄电池或更换极板后的蓄电池进行的首次充电， 称为初充电。初充电过程分两个阶段进行。第一阶段的充 电电流约为额定容量的1/15，充电至单格电池端电压达 2.4V，而且电解液中放出气泡，再进行第二阶段的充电。 第二阶段的充电电流为第一阶段的1/2，充电至电解液剧烈 放出气泡(沸腾)，电压和电解液密度在3h内稳定不变为止。
干荷电铅蓄电池有如下优点:
（1）储存时间长，极板组在干燥状态下能够较长期 （一般为2年）地保存制造过程中所得到的电荷，使其有 效储存时间比一般蓄电池长一年左右。 （2）使用方便，在规定的保存期(两年)内如需使用， 只要灌入规定密度的电解液，搁臵l5min、调整液面高度 至规定标准后，不需进行初充电即可使用。
蓄电池的容量及影响因素
蓄电池的容量是标志蓄电池对外放电能力的重要参数， 也是选用蓄电池的重要依据。 蓄电池的标称容量可分为额定容量和储备容量两种。
1.蓄电池
第一章,蓄电池 第一章,
上海师范大学
第一章,蓄电池
主要内容
概述 构造与型号 工作原理和特性 蓄电池的容量 蓄电池的充电 常见故障 维护与使用 免维护蓄电池
上海师范大学
第一章,蓄电池
§1-1,概述
蓄电池(俗称"电瓶")是一种将化学能转 换成电能的装置,是可逆的低压直流电源.
一,蓄电池的分类
上海师范大学
第一章,蓄电池
§1-6,蓄电池的常见故障
一,极板硫化
(教材P15)
蓄电池长期处于充电,放电状态,在极板上 会生成一层白色的粗晶粒的硫酸铅,在正常充电 时,不能转化为二氧化铅和铅,称为"硫酸铅硬 化",简称"硫化".极板硫化的蓄电池的特征 为:充电快,放电也快. 产生的原因:详见教材P15.
普通型
上海师范大学
放射型
第一章,蓄电池
为了增大蓄电池的容量,每个单格蓄电池都由 多个正,负极板组成极板组.每个正极板都处于两 片负极板之间,使正极板两侧充,放电均匀.
极板组 上海师范大学
单格蓄电池极板组
12V蓄电池极板组
第一章,蓄电池
2,隔板
正,负极板之间装有绝缘隔板,以防止极板 之间短路. 隔板应具有多孔性,以便电解液的自由渗透. 隔板采用耐酸性和抗碱性的木质,微孔橡胶,微 孔塑料及浸树脂纸质材料制成. 近年来,还将微孔塑料隔 板做成袋状,紧包在正极板的 外部,防止活性物质的脱落.
普通蓄电池
铅酸蓄电池
免维护蓄电池 干荷电蓄电池 胶体蓄电池
镍碱蓄电池
上海师范大学
铁镍蓄电池 镉镍蓄电池
第一章,蓄电池
二,蓄电池的作用
(教材P1)
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。
蓄电池的特性
（1）使用寿命长高强度紧装配工艺，提高电池装配紧度，防止活物质脱落，提高电池使用寿命。
低酸比重电液，提高电池充电接受能力，增强电池深放电循环能力。
增多酸量设计，确保电池不会因电解液枯竭缩短电池使用寿命。
因此GFM系列蓄电池的正常浮充设计寿命可达15年以上(25℃)（2）高倍率放电性能优良高强度紧装配工艺，电池内阻极小，大电流放电特性优良，比一般电池提高20[%]以上。
（3）自放电低高纯度原料与特殊造工艺，自放电很小，室温储存半年以上也可无需补电。
（4）维护简单特殊氧气吸收循环设计，克服了电池在充电过程中电解失水的现象，在使用过程中电解液水份含量几乎没有变化，因此电池在使用过程中完全无需补水，维护简单。
（5）安全性高电池内部装有特制安全阀，能有效隔离外部火花，不会引起电池内部发生爆炸。
（6）安装简捷电池立式、侧卧、叠层安装均可，安装时占地面积小，灵活方便。
（7）洁净环保电池使用时不会产生酸雾，对周围环境与配套设计无腐蚀，可直接将电池安装在办公室或配套设备房内，无需作防腐处理。
蓄电池的充放电特性•蓄电池具有自放电效应。
从生产制造车间到用户使用，大约要延误数月的时间。
以PA-NASONIC蓄电池为例，在30℃的环境温度下贮藏8个月，蓄电池的残存容量仅为出厂时的一半，因此对于新购买的与UPS配套的蓄电池，一般要进行一次较长时间的充电，这叫做初充电。
蓄电池的初充电电流大小应按0.1C来充电，蓄电池在放电终了后可进行再充电，这叫正常充电。
目前在UPS中普遍采用两种充电方式:浮充与脉充。
所谓浮充电是指整流器的输出与蓄电池并联工作，并同时向负载供电，实际上此时整流器提供的电流分两路，一路送给负载，另一路送给蓄电池，以补充蓄电池自身内部损耗，浮充充电工作方式接线简单，对改善UPS输出瞬态响应特性有好处。
脉冲充电的特点是充电电流随蓄电池容量而变化，用这种方式充电，可以缩短充电时间。
1.充电电压由于UPS蓄电池属于备用工作方式，市电正常情况下处于充电状态，只有停电时才会放电。
蓄电池的工作原理和工作特性
图2-14 恒流充电特性曲线源自 谢谢观看！汽车电器设备与维修
图2-11 电解液温度对容量的影响
（4）电解液密度。电解液密 度与容量的关系如图2-12所示。
适当增加电解液的密度, 可 以提高蓄电池的电动势及电解液 的渗透能力, 并减小电解液的内 阻, 使蓄电池容量增加。但密度 过大, 其黏度增加, 渗透能力降 低, 内阻增大, 蓄电池端电压及 容量将减小。电解液密度偏小有 利于提高放电电流和容量。冬季 使用的电解液, 在不使其结冰的 前提下, 尽可能采用较小密度的 电解液。
3）蓄电池的容量 蓄电池的容量标志着蓄电池对外供电的能力，是指蓄电池在完全充足 电的条件下，在允许的放电范围内所输出的电量，单位为安培小时（ A·h）。当蓄电池以恒定电流放电时，其容量C为 C=If·tf 式中，If为放电电流（A）；tf为放电时间（h）一般蓄电池容量包含以 下类型: 理论容量。 实际容量。 额定容量。 储备容量。 起动容量。
蓄电池的工作原理和工作特性
2.1 蓄电池的工作原理
1 .蓄电池电动势的建立 极板浸入电解液后，由
于少量的活性物质溶解于电 解液，产生了电极电位，并 且由于正、负极板的电极电 位不同而形成了蓄电池的电 动势，如图2-8所示。
图2-8 电动势的建立
2 .蓄电池的充电过程
铅酸蓄电池充电时, 应 外接一直流电源（充电机或 整流器）, 使正、负极板在 放电后生成的物质恢复成原 来的活性物质状态, 并把外 界的电能转化为化学能储存 起来, 如图2-9所示。
充、放电时化学反应总方程式为:
2PbSO4＋ 2H2O→ PbO2＋Pb ＋ 2H2SO4
3 .蓄电池的放电过程
铅酸蓄电池放电时, 在蓄电池的电位差作用 下, 负极板上的电子经 负载进 入正极板形成 电流。同时 在蓄电池 内部进行化学反 应, 如 图2-10所示。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
例
第二节 蓄电池的工作特性及使用
(2)储备容量Cm
指完全充足电的蓄电池，在25oC时以25A电 流连续放电到单格电池降到1.75V持续的时间，单位为min。
C 20
17778 208 . 3 C m 133 . 3
第二节 蓄电池的工作特性及使用
4 蓄电池的放电能力
第二节 蓄电池的工作特性及使用
第二节 蓄电池的工作特性及使用
蓄电池的工作特性
1 2 3 4 5 Nhomakorabea静止电动势 蓄电池内阻 蓄电池的容量 蓄电池的放电能力 蓄电池的充电能力
第二节 蓄电池的工作特性及使用
一、蓄电池的工作特性
1
静止电动势 静止电动势指蓄电池在开路时正负极之间的电位差。
第二节 蓄电池的工作特性及使用
2
蓄电池内阻 反映了蓄电池带负载的能力。
第二节 蓄电池的工作特性及使用
3
蓄电池的容量 蓄电池的容量是指在规定的放电条件下,蓄电池能够输 出的电量。C=IfTf（If为输出电流安培数，Tf为小时数）
(1)额定容量C20
指完全充足电的蓄电池在25oC时，以20h （If=0.05C20）放电率连续放电到单格电池降到1.75V（12V 下降到10.5V）蓄电池输出的电量。 25oC时，对新产6-QA-105型蓄电池以5.25A电流连续放电电 压降低到10.5V时，放电时间为18h,判断电池合格吗？
5
蓄电池的充电能力