蓄电池的分类与维护

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。
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。
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；
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 。
银河能源有限公司地球分公司
蓄电池的分类与维护
1 2 3
蓄电池简介 蓄电池分类 常见蓄电池
4
5
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。
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：
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；
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: AGM（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。
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。
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
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)Байду номын сангаас
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
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
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。
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。
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；
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；
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(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