1、 蓄蓄 電電 池池 維維 護護 與與 測測 試試 技技 術術 交交 流流陜西硅谷通信設備有限公司陜西硅谷通信設備有限公司 第一章第一章 蓄電池的基本知識蓄電池的基本知識 1 1、蓄電池的結構與組成、蓄電池的結構與組成 蓄電池由正、負極板、電解液、活性物質組成。蓄電池由正、負極板、電解液、活性物質組成。正極主要為正極主要為PbO2PbO2，負極為，負極為PbPb，電解液為，電解液為H2SO4H2SO4。2 2、 蓄電池內部反應原理蓄電池內部反應原理 負極的反應：負極的反應：Pb+H2SO4= PbSO4+H+2ePb+H2SO4= PbSO4+H+2e； 正極的反應：正極的反應：PbO2+3H+

2、HSO4-+2e = PbO2+3H+HSO4-+2e = PbSO4+2H2OPbSO4+2H2O； 電池反應：電池反應： Pb+PbO2+2H+2HSO4- Pb+PbO2+2H+2HSO4- =2PbSO4+2H2O=2PbSO4+2H2O；3 3蓄電池的分類蓄電池的分類 ：3.1 3.1 按用途和形式分：按用途和形式分： 固定型蓄電池：分為開口式、封閉式、防酸隔爆式、消氫固定型蓄電池：分為開口式、封閉式、防酸隔爆式、消氫式等式等 移動型蓄電池：分為汽車起動用、火車用、摩托車用、船移動型蓄電池：分為汽車起動用、火車用、摩托車用、船舶用、電瓶車用等。舶用、電瓶車用等。 3.2 3.2 按極

3、板結構分按極板結構分: :涂膏式或涂漿式）、化成式又稱形成式）、半化成式涂膏式或涂漿式）、化成式又稱形成式）、半化成式（ 或 半 形 成 式 ） 、 玻 璃 絲 管 式 或 叫 管 式 （ 或 半 形 成 式 ） 、 玻 璃 絲 管 式 或 叫 管 式 等等 3.33.3按電解質分：按電解質分： 鉛酸蓄電池：以酸性物質作電解質，如現在備用電源廣泛鉛酸蓄電池：以酸性物質作電解質，如現在備用電源廣泛采用的蓄電池，大都屬這類。傳統的鉛酸蓄電池、酸性反壓采用的蓄電池，大都屬這類。傳統的鉛酸蓄電池、酸性反壓電池、硅膠蓄電池、干荷蓄電池、電池、硅膠蓄電池、干荷蓄電池、TWTW系列高能免維護固態蓄系列高能免

4、維護固態蓄電池電池 。堿性電解質電池：以堿性物質作電解質，但電解質并不消堿性電解質電池：以堿性物質作電解質，但電解質并不消耗，僅完成導電的作用。實用的有鐵鎳蓄電池、鎘鎳蓄電池耗，僅完成導電的作用。實用的有鐵鎳蓄電池、鎘鎳蓄電池和銀鋅蓄電池等，都適應大電流放電，特性優于鉛酸蓄電池。和銀鋅蓄電池等，都適應大電流放電，特性優于鉛酸蓄電池。但價格昂貴但價格昂貴 ，制作材料選擇困難，難能廣泛使用。燃料電池，制作材料選擇困難，難能廣泛使用。燃料電池，也是以堿性物質作電解質的蓄電池。也是以堿性物質作電解質的蓄電池。4.4.基本概念基本概念4.14.1電動勢與端電壓電動勢與端電壓 電動勢：當外電路斷開即沒有電

5、流通過電池時，在電動勢：當外電路斷開即沒有電流通過電池時，在正、負極間的電位差，叫做電池的電動勢。正、負極間的電位差，叫做電池的電動勢。 電動勢以伏特計，可用具有較大內阻的直流電壓表測電動勢以伏特計，可用具有較大內阻的直流電壓表測定而達到一定的精確度，如需要更準確的數據，需用電位定而達到一定的精確度，如需要更準確的數據，需用電位計測定。計測定。 端電壓：電路閉合時，電池兩極的電位差叫做電池端電壓：電路閉合時，電池兩極的電位差叫做電池的電壓，或叫端電壓。蓄電池的端電壓在充電和放電過程的電壓，或叫端電壓。蓄電池的端電壓在充電和放電過程中，由于電流通過的方向不同，蓄電池內阻中，由于電流通過的方向不同

6、，蓄電池內阻r r上降壓上降壓的方向也不同，因此端電壓也不同。在放電時，端電壓的方向也不同，因此端電壓也不同。在放電時，端電壓U U放低于蓄電池的電動勢放低于蓄電池的電動勢E E）。）。其關系是：U =E-I放r U =E+I充r 蓄電池容量 蓄電池的容量就是指蓄電池的蓄電能力，通常以充足電后的蓄電池放電到規定終了電壓時所能供應的電量叫做電池的容量，蓄電池都采用一定電流連續放電，電池容量C安時用下式計算：C=I放 t放A h）式中，I放為放電電流A），t放為放電時間h）。如果放電電流不是常量時，那么蓄電池的容量為不同的放電電流與時間的乘積之和，即C=I1t1+I2t2+I3t3+ = O &a

7、mp;t （I1+I2+ +Indt 5 5蓄電池的效率蓄電池的效率 5.1 5.1 電量效率安時效率）電量效率安時效率） 輸出電量與輸入電量之比，叫做蓄電池的電量輸出電量與輸入電量之比，叫做蓄電池的電量效率，也稱為安時效率。效率，也稱為安時效率。電量效率（電量效率（% %）= C= C放放/C/C充充 100= I100= I放放t t放放 /I/I充充t t充充100 %100 %5.2 5.2 蓄電池的自放電率蓄電池的自放電率 蓄電池充電后在斷路狀態和指定的環境下擱置，蓄電池充電后在斷路狀態和指定的環境下擱置，由于電池的局部作用而造成電池容量的消耗，容量由于電池的局部作用而造成電池容量的

8、消耗，容量損失與擱置前的容量之比，叫做蓄電池的自放電率。損失與擱置前的容量之比，叫做蓄電池的自放電率。P=(C1-C2)/C1 100% 式中，C1為擱置前放電容量安時），C2為擱置后放電容量安時），P為自放電率（%）。即在指定的溫度下，每若干晝夜的自放電率為多少（%）。溫度較高時，因為局部作用消耗的容量較快，所以自放電率百分數要大一些；在充電后擱置第一第二晝夜的自放率最大，以后逐漸減少。5.3蓄電池的使用壽命 蓄電池每充電、放電一次，叫做一次充放循環。蓄電池在保持輸出一定容量的情況下所進行的充放循環次數，就是蓄電池的使用壽命。這是蓄電池的主要性能指標之一。 蓄電池是一種化學電源，從原理上講是

9、由正極、負極、電解質、隔離物和容器組成的，其中正負極的活性物質和電解質起電化反應，對電池產生電流起著主導作用。1.工作原理 在電池內部，正極和負極通過電解質構成電池的內電路，在電池外部接通兩極的導線和負荷構成外電路。第二章第二章 蓄電池工作原理蓄電池工作原理放電時總的化學反應為：PbO2+2H2SO4+Pb = PbSO4+2H2O+PbSO4 從放電反應看出，隨著蓄電池放電，硫酸逐漸消耗，電解液的比重逐漸下降。因此，在實際工作中我們可以根據電解液比重化，判斷鉛蓄電池的放電程度。 充電時總的化學反應式為： PbSO4+2H2O+PbSO4= PbO2+2H2SO4+Pb 從充電反應式看出，當蓄

10、電池充電后，兩極上原來被消耗的活性物質復原了，同時電解液中的梳酸成分增加，水分減少，電解液的比重升高。因此，在實際工作中可根據電解液比重變化，來判斷鉛蓄電池的充電的程度。2 2、充電特性、充電特性 通常使用的鉛蓄電池，當放電端電壓降至通常使用的鉛蓄電池，當放電端電壓降至1.801.80伏時就伏時就必須進行充電。下圖是以恒定電流對鉛蓄電池進行充電時必須進行充電。下圖是以恒定電流對鉛蓄電池進行充電時端電壓變化的曲線。端電壓變化的曲線。 在充電初期，蓄電池的端電壓升高很快。 充電中期，蓄電池端電壓較長時間內升高較慢。 到充電末期，電壓又較快地升高由2.3伏到2.7伏） 3.放電特性 充電后的蓄電池，

11、如以穩定不變的電流進行連續放電，其端電壓變化曲線如圖所示。 放電初期曲線oa段），蓄電池端電壓下降很快。 到放電中期曲線ab段），蓄電池端電壓下降緩慢。 到放電未期曲線bc段），蓄電池端電壓又下降較快。 第三章 影響蓄電池容量的因素 蓄電池的容量不是恒定的常數，它與極板活性物質的多少、充電程度、放電電流的大小、放電時間長短、電液比重和溫度高低等有關。使用中放電率和電液溫度影響較大。 3.1電池容量與極板尺寸的關系： 與極板尺寸的關系： 極板愈薄，活性物質利用率愈高，電池容量就大；極板面積愈大，有效物質充分利用，容量則大； 3.2 3.2 使用因素對容量的影響：使用因素對容量的影響： 放電率影響

12、：放電率影響：一般以一般以1010小時放電率的容量作為蓄電池的正常額定容小時放電率的容量作為蓄電池的正常額定容量。放電率低于正常放電率時，可得較大的容量；反之，量。放電率低于正常放電率時，可得較大的容量；反之，容量則變小。實際放電容量可用潘克特公式計算：容量則變小。實際放電容量可用潘克特公式計算：C =nC =nI10 /I I10 /I ）I10T (1+0.0008) (t=25 )I10T (1+0.0008) (t=25 )I10 -I10 -額定放電電流額定放電電流(10(10小時率小時率) ) I -I -實際放電電流實際放電電流 T -T -實際放電時間實際放電時間t -t -實

13、際測定電池溫度實際測定電池溫度 I10/I -為電池容量增大系數 n-放電常數,對于固定型蓄電池: I10/I 2.5時, n取1.414 I10/I2.5時,n取1.313 電解液溫度的影響： 蓄電池若在低溫下工作，電解液擴散能力變差，粘度增大，電池內阻增加，容量降低。實踐證明，溫度低于一定值時，負極容量比正極容量降低更快，尤其是大電流放電時更為明顯。 目前設計資料上，一般都取容量溫度系數為0.008。當把電解液溫度為t時的電池容量Ct，換算成25時的標準 容量C25時，可按下式進行： C25= Ct/（1+0.008）（t- 25） 終止電壓的影響： 電池的容量與端電壓降低的快慢有密切關系

14、。 放電過程中，若能做到濃度極化小，端電壓降低得慢，電池容量會相應提高。 終止電壓是按實際需要確定的：小電池放電時，終止電壓高些；大電池放電，終止電壓低些。 電液濃度的影響：電液濃度的影響： 容量隨硫酸電液濃度的變化而變化。極板細容量隨硫酸電液濃度的變化而變化。極板細孔中的電液濃度，決定電極電位的變化，影響電孔中的電液濃度，決定電極電位的變化，影響電液擴散速度電池內阻。所以電池容量隨電液濃度液擴散速度電池內阻。所以電池容量隨電液濃度的增大而提高，且近似成直線關系。但也不可濃的增大而提高，且近似成直線關系。但也不可濃度過大，因濃度高粘度增加，反而影響電液擴散，度過大，因濃度高粘度增加，反而影響電

15、液擴散，降低輸出容量。降低輸出容量。 第四章第四章 影響蓄電池使用壽命的主要因素影響蓄電池使用壽命的主要因素 1 1、環境溫度：、環境溫度： 過高的環境溫度是影響蓄電池使用壽過高的環境溫度是影響蓄電池使用壽命的典型因素，一般蓄電池生產廠家要求命的典型因素，一般蓄電池生產廠家要求的環境溫度是在的環境溫度是在15152020，隨著溫度的升，隨著溫度的升高，蓄電池的放電能力也有所提高，但環高，蓄電池的放電能力也有所提高，但環境溫度一旦超過境溫度一旦超過2525，只要溫度每升高，只要溫度每升高1010，蓄電池的使用壽命就會減少一半。，蓄電池的使用壽命就會減少一半。 例如蓄電池的使用壽命是例如蓄電池的使

16、用壽命是6 6年，環境溫年，環境溫度為度為3535，那么其壽命就只有，那么其壽命就只有3 3年了，如果年了，如果溫度再升高溫度再升高1010達到達到4545，其壽命就只有，其壽命就只有1.51.5年了。年了。 2 2、過度放電：、過度放電： 蓄電池被過度放電是影響蓄電池使用壽命的蓄電池被過度放電是影響蓄電池使用壽命的另一重要因素。這種情況主要發生在交流停電后，另一重要因素。這種情況主要發生在交流停電后，蓄電池組為負載供電期間。當蓄電池被過度放電蓄電池組為負載供電期間。當蓄電池被過度放電到輸出電壓為零時，會導致電池內部有大量的硫到輸出電壓為零時，會導致電池內部有大量的硫酸鉛被吸付到電池的陰極表面

17、，形成電池陰極的酸鉛被吸付到電池的陰極表面，形成電池陰極的 硫酸鹽化硫酸鹽化 。由于硫酸鉛本身是一種絕緣體，它的。由于硫酸鉛本身是一種絕緣體，它的形成必將對電池的充、放電性能產生不好的影響。形成必將對電池的充、放電性能產生不好的影響。因此，在陰極板上形成的硫酸鹽越多，電池的內因此，在陰極板上形成的硫酸鹽越多，電池的內阻越大，電池的充、放電性能就越差，其使用壽阻越大，電池的充、放電性能就越差，其使用壽命就越短。命就越短。 3 3、板柵的腐蝕與增長：、板柵的腐蝕與增長： 板柵腐蝕是影響蓄電池使用壽命的重要原板柵腐蝕是影響蓄電池使用壽命的重要原因。在開路狀態下，鉛合金與活性二氧化鉛直因。在開路狀態下

18、，鉛合金與活性二氧化鉛直接接觸，而且共同浸在硫酸溶液中，它們各自接接觸，而且共同浸在硫酸溶液中，它們各自與溶液建立不同的平衡電極電位。正極柵板不與溶液建立不同的平衡電極電位。正極柵板不斷溶解，特別是在過充電狀態下，正極由于析斷溶解，特別是在過充電狀態下，正極由于析氧反應，水被消耗，氧反應，水被消耗，H+H+添加，從而導致正極附添加，從而導致正極附近酸度增高，反柵腐蝕加速，如果電池使用不近酸度增高，反柵腐蝕加速，如果電池使用不當，長期處于過充電狀態，那么電池的柵板就當，長期處于過充電狀態，那么電池的柵板就會變薄，容量降低，會縮短使用壽命。會變薄，容量降低，會縮短使用壽命。 4 4、浮充電狀態對蓄

19、電池使用壽命的影響：、浮充電狀態對蓄電池使用壽命的影響： 目前，蓄電池大多數都處于長期的浮充電目前，蓄電池大多數都處于長期的浮充電狀態下，只充電，不放電，這種工作狀態極不狀態下，只充電，不放電，這種工作狀態極不合理。大量運行統計資料表明，這樣會造成蓄合理。大量運行統計資料表明，這樣會造成蓄電池的陽極極板鈍化，使蓄電池內阻急劇增大，電池的陽極極板鈍化，使蓄電池內阻急劇增大，使蓄電池的實際容量使蓄電池的實際容量 (A(Ah) h) 遠遠低于其標準遠遠低于其標準容量，從而導致蓄電池所能提供的實際后備供容量，從而導致蓄電池所能提供的實際后備供電時間大大縮短，減少其使用壽命。電時間大大縮短，減少其使用壽

20、命。 5 5、失水：、失水： 蓄電池失水也是影響其使用壽命的因素之一，蓄電池失水也是影響其使用壽命的因素之一，蓄電池失水會導致電解液比重增加，電池柵板的腐蓄電池失水會導致電解液比重增加，電池柵板的腐蝕，使蓄電池的活性物質減少，從而使蓄電池的容蝕，使蓄電池的活性物質減少，從而使蓄電池的容量降低而導致其使用壽命減少。量降低而導致其使用壽命減少。 第六章第六章 蓄電池的正確使用與維護方法蓄電池的正確使用與維護方法 1 1、如果條件允許，應把蓄電池安放在有空調環境中，、如果條件允許，應把蓄電池安放在有空調環境中，使其工作在正常的溫度中使其工作在正常的溫度中(15(1520)20)。 2、保持電源室和蓄電池本身的清潔。安裝好的蓄電池極柱應涂上凡士林，防止腐蝕極柱。 3、必須嚴格遵守蓄電池放電后的恒流均充再恒壓浮充的充電規律，一般的蓄電池組都須增加一臺智能充