铅酸蓄电池知识大全

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  铅酸蓄电池*概述

  铅酸蓄电池 铅酸蓄电池是蓄电池的一种,主要特点是采用稀硫酸做电解液,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蓄电池。英语:Lead-acid battery 荷电状态下,正极主要成分为二氧化铅,负极主要成分为铅;放电状态下,正负极的主要成分均为硫酸铅。

  铅酸蓄电池*电极反应式

  铅酸蓄电池电极反应式为:当放电进行时,硫酸溶液的的浓度将不断降低, 当溶液的密度降到1.18g/ml 时应停止使用进行充电

  充电:2PbSO4+2H2O=PbO2+Pb+2H2SO4(电解池)

  放电:PbO2+Pb+2H2SO4=2PbSO4+2H2O(原电池)

  阳极:PbSO4 + 2H2O- 2e - === PbO2 + 4H+ + SO42-

  阴极:PbSO4 + 2e -=== Pb + SO42-

  负极:Pb + SO42-- 2e - === PbSO4

  正极:PbO2 + 4H + SO4- + 2e -=== PbSO4 + 2H2O

  铅酸蓄电池*工作原理

  工作原理:蓄电池的充电过程和放电过程是一种可逆的化学反应,充放电过程中蓄电池内的导电是靠正、负离子的反向运动来实现的。

  1、放电过程 当极板浸入电解液时,在负极板,有少量铅溶入电解液生成Pb2+,从而在负极板上留下两个电子2e,使负极板带负电,此时负极板具有0.1V的负电位。 在正极板处,少量PbO2溶入电解液,与水反应生成Pb(OH)4再分离成四价铅离子和氢氧根离子。一部分Pb4+沉附在正极板上,使极板呈正电位,约为+2.0V。故当外路未接通时,蓄电池的静止电动势E0约为: E0=2.0 -(–0.1)=2.1V 若接通外电路,在电动势的作用下,使电路产生电流If,在正极板处Pb4+ 和负极板来的电子结合,生成二价铅离子Pb+ +,Pb+ +再与电解液中的SO42- 结合,生成PbSO4而沉附在正极板上,使得正极板电位降低,则正极板上的总反应式为:在负极板处Pb2+与SO42-结合,生成PbSO4而沉附在负极板上。如果外电路不中断,正、负极板上的PbO2和Pb将不断地转化为PbSO4。电解液中的H2SO4将不断的减小,而H2O增多,电解液相对密度下降。理论上讲,放电过程将进行到极板上的活性物质全部变为PbSO4为止。但由于电解液不能渗透到活性物质的*内层中去,在使用中,所谓放电完了的蓄电池,也只有20%~30%的活性物质变成了PbSO4。故采用薄型板,增加多孔率,有促于提高活性物质的利用率。

  2、充电过程 充电时,蓄电池接直流电源,因直流电源端电压高于蓄电池电动势,故电流从正极流入,负极流出。这时,正、负极板发生的反应与放电过程相反,如正极板处有少量PbSO4溶于电解液变成Pb2+和SO42-,Pb2+在电源力作用下失去两个电子变成Pb4+,它又和电解液中OH-结合,生成Pb(OH)4,Pb(OH)4又分解成PbO2和H2O,PbO2沉附在正极板上,而SO42-与电解液中的H+结合成H2SO4, 负极板上有少量PbSO4溶入电解液中,变成Pb2+和SO42-,Pb2+在电源作用下获得两个电子变成Pb,沉附在附报板上,SO42-则和电解液中H+结合变成H2SO4,。可见充电过程中消耗了水,生成了硫酸,故充电时电解液的相对密度是上升的,而放电时电解液相对密度是下降的。

  铅酸蓄电池*分类

  一、按蓄电池极板结构分类:有形成式、涂膏式和管式蓄电池。

  二、 按蓄电池盖和结构分类:有开口式、排气式、防酸隔爆式和密封阀控式蓄电池。

  三、按蓄电池维护方式分类:有普通式、少维护式、免维护式蓄电池。

  1)普通蓄电池;普通蓄电池的极板是由铅和铅的氧化物构成,电解液是硫酸的水溶液。它的主要优点是电压稳定、价格便宜;缺点是比能低(即每公斤蓄电池存储的电能)、使用寿命短和日常维护频繁。

  2)干荷蓄电池:它的全称是干式荷电铅酸蓄电池,它的主要特点是负极板有较高的储电能力,在完全干燥状态下,能在两年内保存所得到的电量,使用时,只需加入电解液,等过20—30分钟就可使用。

  3)免维护蓄电池: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。市场上的免维护蓄电池也有两种:**种在购买时一次性加电解液以后使用中不需要维护(添加补充液);另一种是电池本身出厂时就已经加好电解液并封死,用户根本就不能加补充液.

  四、根据铅酸蓄电池结构与用途区别:

  ⑴ 起动用铅酸蓄电池;

  ⑵ 动力用铅酸蓄电池;

  ⑶ 固定型阀控密封式铅酸蓄电池;

  ⑷ 其它类,包括小型阀控密封式铅酸蓄电池,矿灯用铅酸蓄电池等。

  五、按中国有关标准规定主要蓄电池系列产品有:

  起动型蓄电池:主要用于汽车、拖拉机、柴油机船舶等起动和照明。

  固定型蓄电池:主要用于通讯、发电厂、计算机系统作为保护、自动控制的备用电源。

  牵引型蓄电池:主要用于各种蓄电池车、叉车、铲车等动力电源。

  铁路用蓄电池:主要用于铁路内燃机车、电力机车、客车起动、照明之动力。

  摩托车蓄电池:主要用于各种规格摩托车起动和照明。

  煤矿用蓄电池:主要用于电力机车牵引动力电源。

  储能用蓄电池:主要用于风力、水力发电电能储存。

  铅酸电池有2伏,4伏,6伏,8伏,12伏,24伏等系列,容量从200毫安时到3000安时。VRLA电池是基于AGM(吸液玻璃纤维板)技术和钙栅板的可充电电池,具有优越的大电流放电特性和超长的使用寿命。它在使用中不需加水。

  VRLA电池用途广泛,可用在电动工具,应急灯,UPS,电动轮椅,计算机和通讯设备等方面。

  铅酸蓄电池*结构

  蓄电池主要由极板、电解液、格板、电极、壳体等部分组成。

  极板——极板分为正极板和负极板两种。蓄电池的充电过程是依靠极板上的活性物质和电解液中硫酸的化学反应来实现的。正极板上的活性物质是深棕色的二氧化铅(PbO2),负极板上的活性物质是海绵状、青灰色的纯铅(Pb)。 正、负极板的活性物质分别填充在铅锑合金铸成的栅架上,加入锑的目的是提高栅架的机械强度和浇铸性能。但锑有一定的副作用,锑易从正极板栅架中解析出来而引起蓄电池的自行放电和栅架的膨胀、溃烂,从而影响蓄电池的使用寿命。 负极板的厚度为1.8mm,正极板为2.2mm,为了提高蓄电池的容量,国外大多采用厚度为1.1~1.5mm的薄型极板。另外,为了提高蓄电池的容量,将多片正、负极板并联,组成正、负极板组。在每单格电池中,负极板的数量总比正极板多一片,正极板都处于负极板之间,使其两侧放电均匀,否则因正极板机械强度差,单面工作会使两侧活性物质体积变化不一致,造成极板弯曲。

  1.正极——正极为铅-锑-钙合金栏板,内含氧化铅为活性物质 保证足够的容量

  长时间使用中保持蓄电池容量,减小自放电

  2.负极——负极为铅-锑-钙合金栏板,内含海绵状纤维活性物质 保证足够的容量;长时间使用中保持蓄电池容量,减小自放电

  隔板——为了减少蓄电池的内阻和体积,正、负极板应尽量靠近但彼此又不能接触而短路,所以在相邻正负极板间加有绝缘隔板。隔板应具有多孔性,以便电解液渗透,而且应具有良好的耐酸性和抗碱性。隔板材料有木质、微孔橡胶、微孔塑料以及浸树脂纸质等。近年来,还有将微孔塑料隔板做成袋状,紧包在正极板的外部,防止活性物质脱落。先进的多微孔AGM隔板保持电解液,防止正极与负极短路。隔板采用无纺超细玻璃纤维,在硫酸中化学性能稳定。多孔结构有助于保持活性物质反应所需的电解液 防止正负极短路,防止活性物质从电极表面脱落

  电解液——在电池的电化学反应中,硫酸作为电解液传导离子。使电子能在电池正负极活性物质间转移。电解液的作用是使极板上的活性物质发生溶解和电离,产生电化学反应,它由纯净的硫酸与蒸馏水按一定的比例配制而成。电解液的相对密度一般为1.24~1.30(15℃)。

  外壳和盖子——蓄电池的外壳是用来盛放电解液和极板组的,外壳应耐酸、耐热、耐震,以前多用硬橡胶制成。现在国内已开始生产聚丙稀塑料外壳。这种壳体不但耐酸、耐热、耐震,而且强度高,壳体壁较薄(一般为3.5mm,而硬橡胶壳体壁厚为10mm),重量轻,外型美观,透明。 壳体底部的凸筋是用来支持极板组的,并可使脱落的活性物质掉入凹槽中,以免正、负极板短路,若采用袋式隔板,则可取消凸筋以降低壳体高度。在没有特别说明下,外壳和盖子为ABS树脂 提供电池正负极组合栏板放置的空间;具有足够的机械强度可承受电池内部压力

  安全阀——材质为具有**耐酸和抗老化的合成橡胶。帽状阀中有氯丁二烯橡胶制成的单通道排气阀 ;电池内压高于正常压力时释放气体,保持压力正常;阻止氧气进入

  端子——根据电池的不同,正负极端子可为连接片、棒状、螺柱或引出线。端子的密封为可靠的粘结剂密封。

  联条——12V蓄电池的6个单格电池之间的连接方法有两种,一种是用装在盖子上面的铅质联条串联起来,连条露在蓄电池盖表面,这是一种传统的连接方式,不仅浪费铅材料,而且内阻较大,故这种连接方式正在逐渐被淘汰。第二种是采用穿壁式连接方式。蓄电池各单格电池串联后,两端单格的正负极桩分穿出蓄电池盖,形成蓄电池极桩。正极桩标“+”号或涂红色,负极桩标“-”号或涂蓝色、绿色等。

  密封件的颜色:红色为正极,黑色为负极 密封端子有助于大电流放电和长的使用寿命 电极中的电化学反应。

  阀控铅酸电池的电化学反应式如下所示。充电是将外部直流电源连在蓄电池上进行充电,使电能转化成化学能储存起来。放电是电能从电池中释放出来去驱动外部设备。

  当VRLA蓄电池充电将达到顶点时,充电电流只被用来分解电解液中的水,此时,电池正极产生氧气,负极产生氢气,气体会从蓄电池中溢出,造成电解液减少,需不定时加水。

  另一方面,充电末期或过充条件下,充电能量被用来分解水,正极产生的氧气与负极的海绵状铅反应,使负极的一部分处于未充满状态,拟制负极氢气的产生。

  铅酸蓄电池*功能特性

  安全密封

  在正常操作中,电解液不会从电池的端子或外壳中泄露出。

  没有自由酸

  特殊的吸液隔板将酸保持在内,电池内部没有自由酸液,因此电池可放置在任意位置。

  泄气系统

  电池内压超出正常水平后,VRLA(Valve-Regulated Lead Acid Battery即“阀控式密封铅酸蓄电池”的缩写)电池会放出多余气体并自动重新密封,保证电池内没有多余气体。

  维护简单

  由于****的气体复合系统使产生的气体转化成水,在使用VRLA(Valve-Regulated Lead Acid Battery即“阀控式密封铅酸蓄电池”的缩写)电池的过程中不需要加水。

  使用寿命长

  采用了有抗腐蚀结构的铅钙合金栏板VRLA(Valve-Regulated Lead Acid Battery即“阀控式密封铅酸蓄电池”的缩写)电池可浮充使用10-15年。

  质量稳定,可靠性高

  采用先进的生产工艺和严格的质量控制系统,VRLA(Valve-Regulated Lead Acid Battery即“阀控式密封铅酸蓄电池”的缩写)电池的质量稳定,性能可靠。电压、容量和密封在线上进行100%检验。

  铅酸蓄电池*工作特性

  铅酸蓄电池的工作特性主要包括静止电动势、内阻、充放电特性和容量等。

  1、静止电动势和内阻 在静止状态下(是指不充电不放电的情况),蓄电池正、负极板的电位差(即开路电压)称为蓄电池的静止电动势E0,其大小取决于电解液的相对密度和温度。在相对密度为1.050~1.300范围内,单格电池的静止电动势E0可用如下经验公式来近似计算: E0 =0.84 +γ15℃ 式中,γ15℃为电解液在15℃时的相对密度。 实测所得电解液相对密度应按下式换算成15℃时的相对密度: γ15℃ = γt+β(t-15) 式中,γt—实际测得的相对密度;t—实际测得的温度;β—相对密度温度系数,β=0.00075,即电解液温度升高1℃,相对密度下降0.00075。 铅酸蓄电池电解液的相对密度在充电时增高,放电时下降,一般在1.12~1.38之间波动,因此蓄电池的静止电动势也相应的变化在1.97~2.15V之间。 铅酸蓄电池的内阻包括极板、隔板、电解液、铅质联条等的内阻。充电后,极板电阻变小;放电后,由于生成的PbSO4增多,极板电阻增大。隔板电阻因所用材料而异,木质隔板电阻比其他隔板电阻大。电解液的电阻随相对密度、温度而变化,电阻随温度的降低而增大,另外,当相对密度为1.2(15℃),因电解液离解*好,电阻*小。总之,蓄电池的内阻比较小,能获得较大的输出电流,适合起动的需要。

  2、充电特性 蓄电池的充电特性是指在恒流充电过程中,蓄电池的端电压UC、电动势E和电解液相对密度γ15℃随时间变化的规律。Ic.充电电流 Uc.充电端电压 E.电动势 E0.静止电动势 R0.内阻 t.充电时间 ΔE.电位差 γ15℃.电解液在15℃时的相对密度。在充电过程中,电解液相对密度r15℃,静止动电势E0与充电时间成直线关系增长。端电压Uc也不断上升,并总大于电动势E0。 充电开始阶段,电动势和端电压迅速上升,然后缓慢上升到2.3~2.4V,开始产生气泡,接着电压急剧上升到2.7V,但不再上升,电解液呈现“沸腾”状态,这就是充电终了。如果此时切断电流,电压将迅速降低到静止电动势E0的数值。 端电压Uc如此变化的原因是:刚开始充电时,在极板孔隙表层中,首先形成硫酸,使孔隙中电解液相对密度增大,Uc和E0迅速上升,当继续充电至孔隙中产生硫酸的速度和向外扩散速度达到平衡时,Uc和E0随着整个容器内电解液相对密度缓慢上升。当端电压达到2.3~2.4V时,极板上可能参加变化的活性物质几乎全部恢复为PbO2和Pb,若继续通电,便使电解液中水分解,产生H2和O2,以气泡形式放出,形成“沸腾”现象。因为氢离子在极板与电子的结合不是瞬时的而是缓慢的,于是在靠近负极板处积存大量的正离子H+,使溶液和极板产生附加电位差(0.33V),因而端电压急剧升高到2.7V左右,此时应切断电路,停止充电,否则不但不能增加蓄电池的电量,反而会损坏极板。

  由此可知,蓄电池充电终了的特征是:

  (1)蓄电池内产生大量气泡,形成“沸腾”现象;

  (2)电解液相对密度,端电压上升到*大值,且2~3h内不再增加。

  3、放电特性 蓄电池的放电特性是指在恒流放电过程中,蓄电池的端电压Uf、电动势E和电解液相对密度r15℃随时间而变化的规律。放电过程中,电流恒定,单位时间内所消耗的硫酸量是一定的,所以电解液的相对密度r15℃沿直线下降,一般r15℃每下降0.028~0.030,则蓄电池放电约为额定容量的25%。因静止电动势E0与r15℃成正比,所以E0也是沿直线下降。放电过程中,因为蓄电池内阻只上有压降,所以端电压Uf总是小于电动势E,放电刚开始时,端电压Uf从2.1V迅速下降,这是因为极板孔隙中硫酸迅速消耗,相对密度降低的缘故。当渗透到极板孔隙的硫酸和消耗的硫酸达到平衡时,端电压将随着整个容器电解液的相对密度降低而缓慢下降到1.85V,接着迅速下降到1.75V,此时应停止放电,若继续放电,端电压将急剧下降,损坏极板,这是因为放电接近终了时,极板的活性物质大部分已转变为PbSO4而积聚在孔隙中,将孔隙堵塞,容器中电解液渗入极板内层比较困难,使极板孔隙中电解液相对密度迅速下降,从而使端电压急剧下降。蓄电池放电终了的特征是:

  (1) 电解液相对密度降低到*小许可值(约1.11);

  (2) 单格电池的端电压降至放电终止电压值1.75V。 容许的放电终止电压与放电电流强度有关,放电电流强度越大,则放完电的时间越短,而容许的放电终止电压越低。

  4、蓄电池的容量及影响因素

  (1) 蓄电池的容量 蓄电池的容量是指在放电容许的范围内蓄电池输出的电量,它标志蓄电池对外供电的能力。蓄电池的容量与放电电流大小、电解液的温度有关,因此,蓄电池的标称容量是在一定的放电电流、一定的终止电压和一定的电解液温度下确定的。标称容量有两种:额定容量和储备容量。

  1)额定容量C20 根据国标GB5008.1—91《起动型蓄电池技术条件》规定,额定容量是指完全充足电的蓄电池,在电解液温度为25℃,以20h的放电率放电至单格电压降到1.75V(12V蓄电池端电压下降至10.50±0.05V)时所输出的电量。

  2)储备容量Cm 根据国标GB5008.1—9《起动型蓄电池技术条件》规定,Cm是指完全充足电的蓄电池,在电解液温度为25℃时,以25A电流连续放电到单格电池电压降至1.75V所持续的时间,其单位为min。蓄电池的储备容量说明当汽车拖拉机充电系失效时,蓄电池尚能持续提供25A电流的能力。表示蓄电池在发动机起动时的供电能力,一般有常温起动容量和低温起动容量两种。

  (2) 蓄电池容量的影响因素 影响蓄电池容量的因素主要有:放电电流、电解液温度、电解液相对密度和极板构造等。

  1)放电电流 放电电流越大,则极板表面活性物质的孔隙很快被生成的PbSO4所堵塞,使极板内层的活性物质不能参加化学反应,故蓄电池容量减小。

  2)电解液的温度 温度降低,则容量减小,这是因为温度降低后,电解液的粘度增加,渗入极板内部困难,同时内阻增大,蓄电池端电压下降所致。蓄电池电解液温度对蓄电池容量的影响。

  3)电解液的相对密度 适当增加电解液的相对密度,可以提高蓄电池的电动势和容量,但相对密度过大又将导致粘度加和内阻增大,反而使容量减小。蓄电池电解液相对密度对蓄电池容量的影响。

  4)极板的构造 极板有效面积越大,片数越多,极板越薄,蓄电池的容量也越大。

  铅酸蓄电池*生产工艺

  主要是浇铸板栅和拉网板栅以及铅布板栅,铸焊和手工焊等

  步骤如下:

  配合金--铸板栅--涂片(之前应有制铅粉--和膏过程)--固化、干燥--分片打磨--配组--包片--极群焊接--装壳--上盖密封--端子焊接--入槽--注酸---化成--清洗--入库---包装发货

  铅酸蓄电池*产品优势

  一、技术**

  1、采用钢壳组合结构,可积木式安装,占地面积小,占空间尺寸小,空间适应性强,便于安装在各种复杂的现场;

  2、采用阻燃性PVC材料包裹的软连接条,极大地减小了接触电阻,避免了因接触电阻大引起的电池组内压降,使电池组供电效率更高;

  3、软连接条预留了连接可靠的**检测头,杜绝监控连接虚焊或虚接而导致的监控信号错误,提高电池监控工作的可靠性;

  4、采用插拔式面板,使维护检查更方便省事:

  5、独特的板栅合金配方和正极板加厚设计,提高极板耐腐蚀能力;

  6、体积比能量(47.33Ah/dm3)和重量比能量(15.38Ah/kg)高,即同样容量的电池单体体积、重量比其他铅酸电池小而轻,在国际国内处**地位;

  7、电池内部采用极群支撑技术,消除了电池卧放时因重力作用对极群焊接部位产生的应力,使焊接部位的腐蚀速度*小,杜绝电池内部断路,保证电池运行安全,提高电池使用寿命;

  8、针对正极板在使用过程中必然产生的生长现象,采用控制生长方向技术,使正极板向预留空间生长,消除电池因正极板生长导致的内部短路;

  9、壳盖采用加强设计,杜绝使用过程中电池鼓胀变形破裂,提高电池的抗振性及抗冲击性;

  10、电池在寿命期内电解质会被消耗,4、5年内普通电池AGM隔膜会因此产生弹性疲劳,使隔膜与极板之间产生隔断,终止电解质的传输,使电池寿命过早终止;bosfa电池采用极群预压缩技术,保证电池在整个寿命期内保持必需的隔膜压缩比,给电池提供畅通的电解质传输通道;

  11、一体化大容量电池采用高、宽极板设计,降低了大容量电池的成本,避免内部并联带来的不可靠和体积庞大,消除极板数量增加引起的电池内部散热困难,杜绝因电池内部温升引起的容量降低和热失控的可能性。

  二、安全可靠

  1、长寿命设计,正常浮充寿命大于10年,北京市话局、上海市话局、内蒙元宝山电厂已使用十年以上,目前容量仍达100%;

  2、极柱密封采用**高聚焦自动氩弧焊技术,同时外加环氧树脂二次密封,保证电池无泄漏,6年来约70万只电池未发现1只焊接部位的泄漏,达到“6σ”水平:

  3、电池极柱端子采用嵌铜芯结构,加大了铜芯面积,改善了大电流放电性能及安全可靠性; 4、采用压力可调的**柱式安全阀,外加火焰捕捉器装置,既防酸雾逸出,又具防爆性能;

  5、电池组内部采用密闭连接条,防止误操作引起的电池短路现象:

  6、电池壳盖采用独特的散热性能优良的PP共聚物材料,加上外壳用钢壳提供散热通道,消除了电池复合反应产生的巨大热量,十几年来未发生一起热失控的现象,杜绝了因热失控带来的爆炸和火灾;

  7、电池采用V0V2级的强化阻燃材料,极大地提高电池的安全防火性能;

  8、电池采用抗震性能**的钢壳组合结构,并通过美国地震检测机构的抗震性能测试(符合第四地震带防震要求一一第四地震区相当于地震烈度为10以上),检测样品为GFM580及GFMl500,安装方式为8层一列;已经受云南丽江及永胜地震的考验。

  9、通过美国UL安全认证(认证号MH27851)。

  铅酸蓄电池*产品应用

  1.备用电源

  *电信

  *太阳能系统

  *电子开关系统

  *通讯设备:机站,PBX,CATV,WLL,ONU,STB,无绳电话等

  *后备电源:UPS,ECR,电脑后备系统,sequence,etc

  *紧急设备:应急灯,火警盗警,防火闸

  2.主电源

  *通讯设备:收发器

  *电力控制机车:采集车,自动运输车,电动轮椅,清洁机器人,电动车等

  *机械工具启动器:剪草机,hedge trimmers,无绳电钻,电动起子,电动雪橇,等等

  *工业设备/仪器

  *摄像:闪光灯,VTR/VCR,电影灯等

  其它便携式设备,等等

  铅酸蓄电池*型号命名

  其型号 管式蓄电池的型号按中国机械工业部JB2599—85起动用蓄电池标准规定,其型号编制和含义由5个部分组成:

  1、表示串联单格数,用阿拉伯数字表示。如:6表示有6个单格,12V的蓄电池。 2、表示蓄电池类型,用汉语拼音的**个字母表示,如Q为起动型。 3、表示蓄电池特征,蓄电池的特征为附加说明,在同类用途的产品中具有某种特征需要在型号中加以区别时采用,特征也以汉语拼音字母表示,如“A”表示干式负荷电极板。如果产品同时具有两种特征,原则上按表1-1的顺序将两个代号并列标示。而干封蓄电池一般略去不写。 4、表示20h放电率额定容量,用阿拉伯数字表示,单位为A?h。 5、表示特殊性能,用汉语拼音**个字母表示,如G——表示薄型极板,高起动率;S——表示塑料外壳;D——表示低温起动性能好。 例如:东风EQl40汽车用6—Q—105型起动蓄电池,即是由6个单格电池串联,额定电压为12V,额定容量为105Ah的干封式起动型蓄电池。解放CAl41汽车用6—QA—100型蓄电池,即是由6个单格电池串联,额定电压为12V,额定容量为100Ah的干荷式起动型蓄电池。

  铅酸蓄电池*环境和使用条件

  ⑴ 避免将电池与金属容器直接接触,应采用防酸和阻热材料,否则会引起冒烟或燃烧。

  ⑵使用指定的充电器在指定的条件下充电,否则可能会引起电池过热、放气、泄露、燃烧或破裂。

  ⑶不要将电池安装在密封的设备里,否则可能会使设备浦破裂。

  ⑷将电池使用在医护设备中时,请安装主电源外的后备电源,否则主电源失效会引起伤害。

  ⑸将电池放在远离能产生火花设备的地方,否则火花可能会引起电池冒烟或破裂。

  ⑹不要将电池放在热源附近(如变压器),否则会引起电池过热、泄漏、燃烧或破裂。

  ⑺应用中电池数目超过一只时,请确保电池间连接无误,且与充电器或负载连接无误,否则会引起电池破裂、燃烧或电池损害,某些情况下还会伤人。

  ⑻特别注意别让电池砸在脚上。

  ⑼电池的指定使用范围如下。超出此范围可能会引起电池损害。

  电池的正常操作范围为:77.F(25℃)

  电池放电后(装在设备中):5.F到122.F(-15℃到50℃)

  充电后:32.F到104.F(0℃到40℃)

  储存中:5.F到104.F(-15℃到40℃)

  ⑽不要将装在机车上的电池放在高温下、直射阳光中、火炉或火前,否则可能会造成电池泄漏、起火或破裂。

  ⑾不要在充满灰尘的地方使用电池,可能会引起电池短路。在多尘环境中使用电池时,应定期检查电池。

  铅酸蓄电池*安装调试

  ⑴ 使用带有绝缘套的工具如钳子等。使用不绝缘的工具会造成电池短路、发热或燃烧,损害电池。

  ⑵ 不要将电池放置在密闭的房间或近火源的地方,否则可能会由于电池释放的氢气造成爆炸或起火。

  ⑶ 不要用稀释剂、汽油、煤油或合成液去清洁电池。使用上述材料会导致电池外壳破裂泄漏或起火。

  ⑷ 当处理45伏或更高电压的电池时,要采取安全措施带上绝缘橡皮手套,否则可能会遭到电击。

  ⑸ 不要将电池放在可能被水淹的地方。如果电池浸在水中,它可能会燃烧或电击伤人。

  ⑹ 拆卸电池时请缓慢处理。不要使电池破裂、泄漏。

  ⑺ 将电池装在设备上时,应尽量将它装在设备的*下面,以便检查、保养和更换。

  ⑻ 电池充电时不要搬动电池。不要低估电池的重量,不细心的处理可能会对操作者造成伤害。

  ⑼ 不要用能产生静电的材料覆盖电池。静电会引发起火或爆炸。

  ⑽在电池端子、连接片上使用绝缘盖,以防电击伤人。

  ⑾电池的安装和维护需要合格的专人进行。不熟练的人进行那样的操作可能会造成危险。

  铅酸蓄电池*安装注意事项

  ⒈蓄电池应离开热源和易产生火花的地方,其安全距离应大于0.5m。

  ⒉蓄电池应避免阳光直射,不能置于大量放射性、红外线辐射、紫外线辐射、有机溶剂气体和腐蚀气体的环境中。

  ⒊安装地面应有足够的承载能力。

  ⒋由于电池组件电压较高,存在电击危险,因此在装卸导电连接条时应使用绝缘工具,安装或搬运电池时应戴绝缘手套、围裙和防护眼镜。电池在安装搬运过程中,只能使用非金属吊带,不能使用钢丝绳等。5.脏污的连接条或不紧密的连接均可引起电池打火,甚至损坏电池组,因此安装时应仔细检查并清除连接条上的脏污,拧紧连接条。

  ⒍不同容量、不同性能的蓄电池不能互连使用,安装末端连接件和导通电池系统前,应认真检查电池系统的总电压和正、负极,以保证安装正确。

  ⒎电池外壳,不能使用有机溶剂清洗,不能使用二氧化碳灭火器扑灭电池火灾,可用四氯化碳之类的灭火器具。

  ⒏蓄电池与充电器或负载连接时,电路开关应位于“断开”位置,并保证连接正确:蓄电池的正极与充电器的正极连接,负极与负极连接。

  铅酸蓄电池*运输和储存

  ⒈ 由于有的电池重量较重,必需注意运输工具的选用,严禁翻滚和摔掷有包装箱的电池组。

  ⒉搬运电池时不要触动极柱和安全阀。

  ⒊蓄电池为带液荷电出厂,运输中应防止电池短路。

  ⒋电池在安装前可在0~35℃的环境下存放,但存放不能超过六个月,超过六个月储存期的电池应充电维护,存放地点应清洁、通风、干燥。

  铅酸蓄电池*注意事项

  使用前注意事项

  ⑴ 确保在电池和设备之间和周围进行充分的绝缘措施。不充分的绝缘措施可能引起电击、短路发热、冒烟或燃烧。

  ⑵ 充电应用充电器,直接连在直流电源可能会引起电池泄漏、发热或燃烧。

  ⑶ 由于自放电,电池容量会缓慢减少。在储存长时间后使用前,请重新对电池充电。 铅酸蓄电池注意事项

  使用环境与安全

  ⒈ 铅酸蓄电池使用在自然通风良好,环境温度*好在25±10℃的工作场所。

  ⒉铅酸蓄电池在这些条件下使用将十分安全:导电连接良好,不严重过充,热源不直接辐射,保持自然通风。

  使用中注意事项:

  ⒈ 蓄电池荷电出厂,从出厂到安装使用,电池容量会受到不同程度的损失,若时间较长,在投入使用前应进行补充充电。如果蓄电池储存期不超过一年,在恒压2.27V/只的条件下充电5天。如果蓄电池储存期为1~2年,在恒压2.33V/只条件下充电5天。

  ⒉蓄电池浮充使用时,应保证每个单体电池的浮充电压值为2.25~2.30V,如果浮充电压高于或低于这一范围,则将会减少电池容量或寿命。

  ⒊当蓄电池浮充运行时,蓄电池单体电池电压不应低于2.20V,如单体电压低于2.20V,则需进行均衡充电。均衡充电的方法为:充电电压2.35V/只,充电时间12小时。

  ⒋蓄电池循环使用时,在放电后采用恒压限流充电。充电电压为2.35~2.45V/只,*大电流不大于0.25C10 具体充电方法为:先用不大于上述*大电流值的电流进行恒流充电,待充电到单体平均电 压升到2.35~2.45V时改用平均单体电压为2.35~2.45V恒压充电,直到充电结束。

  ⒌电池循环使用时充电完全的标志:

  在上述限流恒压条件下进行充电,其充足电的标志,可以在以下两条中任选一条作为判断依据:

  ⑴充电时间18~24小时(非深放电时间可短)。

  ⑵充电末期连续三小时充电电流值不变化。

  ⑶ 恒压2.35~2.45V充电的电压值,是环境温度为25℃的规定值。当环境温度高于25℃时,充电电压要相应降低,防止造成过充电。当环境温度低于25℃时,充电电压应提高,以防止充电不足。通常降低或提高的幅度为每变化1℃每个单体增减0.005V。

  ⒍蓄电池放电后应立即再充电,若放电后的蓄电池搁置时间太长,即使再充电也不能恢复其原容量。

  ⒎电池使用时,务必拧紧接线端子的螺栓,以免引起火花及接触**。

  铅酸蓄电池*运行检查和记录

  ⒈电池投入运行后,应至少每季测量浮充电压和开路电压一次,并作记录:每个单体电池浮充电压或开路电压值;

  ⒉蓄电池系统的端电压(总压);

  ⒊环境温度。

  ⒋每年应检查一次连接导线是否有松动和腐蚀污染现象,松动的导线必须及时拧紧,腐蚀污染的接头应及时作清洁处理。

  ⒌运行中,如发现以下异常情况,应及时查找故障原因,并更换故障的蓄电池:

  ⒍电压异常;

  ⒎物理性损伤(壳、盖有裂纹或变形); ⒏电池液泄漏;

  ⒐温度异常。

  铅酸蓄电池*充电管理

  一、充电种类

  1、初充电 对新电池或修复后的蓄电池的首次充电,叫初充电。初充电的特点是充电电流小,充电时间较长。首先按厂家的规定,加注一定相对密度的电解液,电解液加入蓄电池之前,温度不能超过30℃。注入电解液后,静置3~6h。此时,若液面因电解液的渗入而降低,应补充到高出极板上缘15mm,然后按表1-3蓄电池充电规范中初充电电流大小进行充电。初充充电常分为二个阶段,**阶段充电至电解液中放气泡,单格电池为2.4V为止;第二阶段将电流减半,继续充到电解液中剧烈放出气泡(沸腾),电解液相对密度和电压连续3h稳定不变为止。全部充电时间为60~70h。充电过程中应经常测量电解液温度,当上升到40℃时应将充电电流减半,若继续上升到45℃,则应停止充电,待冷却到35℃以下再充电。充电临近完毕时,应测量电解液相对密度,如不符合规范,应用相对密度为1.4的电解液或蒸馏水进行调整,然后再充电2h,直至相对密度符合规范为止。

  2、补充充电 蓄电池在使用中,常有充电不足的现象,应根据需要及时进行补充充电,一般每月一次。如发现下列现象,必须随时进行充电:

  1)电解液相对密度下降到1.150以下。

  2)冬季放电超过25%,夏季超过50%。

  3)起动无力,灯光暗淡,单格电池电压降至1.7V以下。 补充充电电流值见表1—3,常分两阶段进行,方法和初充电相同,一般为13~16h。

  3、预防硫化过充电 为预防蓄电池因充电不足而造成的硫化,每隔3个月进行一次预防硫化过充电,即用平时补充充电的电流值将电流充足,中断1h,再用1/2的补充充电电流值进行充电至沸腾为止。反复几次,直到刚接入充电,蓄电池立即“沸腾”为止。

  4、锻炼循环充电 蓄电池在使用中常处于部分放电状态,参加化学反应的活性物质有限。为了迫使相当于额定容量的活性物质参加工作,以避免活性物质长期不工作而收缩,可每隔三个月进行一次锻炼循环充电,即在正常充电后,用20h的放电率放完电,再正常充足后送出使用。

  二、充电方法 蓄电池的充电方法有定电流充电、定电压充电、快速脉冲充电。

  1、定电流充电 在充电过程中,充电电流保持一定的充电方法称为定流充电。在充电过程中随着蓄电池电动势的提高,要保持电流恒定,充电电压也须相应提高。当单格电池电压上升到2.4V时,应将电流减半,直到蓄电池完全充足。采用这种方法充电,不论6V或12V蓄电池均可串联在一起,但各个电池的容量应尽可能接近,否则充电电流的大小应按容量小的蓄电池来计算,待小容量电池充满后,应随时拿出,再继续给大容量的蓄电池充电。定电流充电有较大的适应性,可任意选择充电电流,适用初充电和去硫化充电,其缺点是充电时间长,且须不断地调整充电电压。

  2、定电压充电 在充电过程中,将充电电压保持恒定的方法称为定电压充电,这种方法在充电过程中,蓄电池电动势E,随着电动势的提高充电电流会逐渐减小,如果充电电压调节得当,就必然会出现充满电的情况,即充电电流为零时,这就表示充电终了。采用定电压充电,要选择好充电电压,若电压过高,充电电流大,导致过充电,从而影响蓄电池的使用寿命,若电压过低,则会使蓄电池充电不足,一般每单格电池约需2.5V。定电压充电,充电电流较大,开始充电后4~5h内蓄电池就可获得本身容量90%~95%,因而可大大缩短充电时间,比较适合于补充充电。定电压充电中,各蓄电池必须并联,且各蓄电池的额定电压要相同。 脉冲快速充电,可极大地克服充电过程中所产生的极化现象,有效地提高充电效率。

  3、脉冲快速充电 上述的充电方法统称“常规充电”,要完成一次初充电需60~70h,补充充电也需20h,由于充电时间较长,给使用带来了不便。但是单纯地加大充电电流来缩短充电时间是行不通的。因为这样不仅使充电时蓄电池达不到额定容量,反而会使蓄电池温升快,产生大量气泡,造成活性物质脱落而影响使用寿命。近年来,我国的快速充电技术发展较快,并成功地研制了可控硅快速充电机,使新蓄电池初充电一般不超过5h,补充充电也只需0.5~1.5h,大大缩短了充电时间,提高了效率。

  三、充电量与寿命 蓄电池所须之充电量为放电量的110~120%.放电量与蓄电池寿命具密切关系,假设充电量为放电量120%时的电池,使用寿命为1200回(4年),则当电池的充电量达放电量之150%时,则可推算该电池的寿命为: 1200回×120/150=960回(3·2年) 又,此150%的充电,迫使水被分解产生气体,电解液遽减,将使充电终点的温度上升,结果温度上升造成耐用年限缩短。此外,充电不足即又重复放电使用,则会严重影响电池寿命。 堆高机举重时,若电池温度保持在10~40℃之间,其充电量亦维持在110~120%者,*能延长电池寿命,此时充电完成之比重,其20℃换算值约为1·28。 四、蓄电池温度与容量 当蓄电池温度降低,则其容量亦会因以下理由而显著减少。 (A)电解液不易扩散,两极活性物质的化学反应速率变慢。 (B)电解液之阻抗增加,电瓶电压下降,蓄电池的5HR容量会随蓄电池温度下降而减少。 因此: (1)、冬季比夏季的使用时间短。 (2)、特别是使用于冷冻库的蓄电池由于放电量大,而使一天的实际使用时间显著减短。 若欲延长使用时间,则在冬季或是进入冷冻库前,应先提高其温度。 放电量与寿命 每日反复充放电以供使用时,则电池寿命将会因放电量的深浅,而受到影响。 放电量与比重 蓄电池之电解液比重几乎与放电量成比例。因此,根据蓄电池完全放电时的比重及10%放电时的比重,即可推算出蓄电池的放电量。 测定铅蓄电池之电解液比重为得知放电量的*佳方式。因此,定期性的测定使用后的比重,以避免过度放电,测比重的同时,亦侧电解液的温度,以20度C所换算出的比重,切勿使其降到80%放电量的数值以下。 放电状态与内部阻抗 内部阻抗会因放电量增加而加大,尤其放电终点时,阻抗*大,主因为放电的进行使得极板内产生电流的**导体─硫酸铅及电解液比重的下降,都导致内部阻抗增强,故放电后,务必马上充电,若任其持续放电状态,则硫酸铅形成安定的白色结晶后(此即文献上所说的硫化现象),即使充电,极板的活性物资亦无法恢复原状,而将缩短电瓶的使用年限。 白色硫酸铅化 蓄电池放电,则阴、阳极板同时产生硫酸铅(PbS04),若任其持续放电,不予充电,则*后会形成安定的白色硫酸铅结晶(即使再充电,亦难再恢复原来的活性物质)此状态称为白色硫化现象。 放电中的温度 当电池过度放电,内部阻抗即显著增加,因此蓄电池温度也会上升。放电时的温度高,会提高充电完成时温度,因此,将放电终了时的温度控制在40℃以下为*理想。 蓄电池的额定电压。 国家标准规定的蓄电池电压值为额定电压,用V表示。铅酸蓄电池每格电压值为2V,蓄电池电压是把3格隔槽(约2.1V)串联在一起而构成6.3V(标称为6V的蓄电池),串联6格就为12.6V(标称为12V的蓄电池)。该电压值是在完全充电的状态下且端子间没构成电路时的电压(开路电压)。蓄电池的电动势和硫酸浓度成正比,并受温度影响。放电时的电压与放电电流和蓄电池内阻有关,放电电流越大,电压下降的越多。放电到0V后,即使再充电也不能恢复原来的性能。所以,依放电电流的多少规定了相应的停止放电电压,以避免放电至低于该电压。另外,按规定放电到停止电压后搁置一段时间,其开路电压便恢复到和硫酸浓度相应的电压。 市场上的电动自行车蓄电池单体电压只有6V或12V,而大部分电动自行车用的蓄电池为36V,则需由6只6V蓄电池3只12V蓄电池串联形成蓄电池组。蓄电池组工作电压是指蓄电池组实际输出电能时的电压值,36V蓄电池组的工作电压一般在41~31.5V之间,电压低于31.5V时称为过放电或欠压,容易损坏蓄电池组,影响蓄电池的使用寿命。

  铅酸蓄电池*历史、现状以及发展

  蓄电池是1859年由普兰特(Plante)发明的,至今已有一百多年的历史。铅酸蓄电池自发明后,在化学电源中一直占有**优势。这是因为其价格低廉、原材料易于获得,使用上有充分的可靠性,适用于大电流放电及广泛的环境温度范围等优点。

  到20世纪初,铅酸蓄电池历经了许多重大的改进,提高了能量密度、循环寿命、高倍率放电等性能。然而,开口式铅酸蓄电池有两个主要缺点:①充电末期水会分解为氢,氧气体析出,需经常加酸、加水,维护工作繁重;②气体溢出时携带酸雾,腐蚀周围设备,并污染环境,限制了电池的应用。近二十年来,为了解决以上的两个问题,世界各国竞相开发密封铅酸蓄电池,希望实现电池的密封,获得干净的绿色能源。

  1912年ThomasEdison发表**,提出在单体电池的上部空间使用铂丝,在有电流通过时,铂被加热,成为氢、氧化合的催化剂,使析出的H2与O2重新化合,返回电解液中。但该**未能付诸实现:①铂催化剂很快失效;②气体不是按氢2氧1的化学计量数析出,电池内部仍有气体发生;③存在爆炸的危险。

  60年代,美国Gates公司发明铅钙合金,引起了密封铅酸蓄电池开发热,世界各大电池公司投入大量人力物力进行开发。

  1969年,美国登月计划实施,密封阀控铅酸蓄电池和镉镍电池被列入月球车用动力电源,*后镉镍电池被采用,但密封铅酸蓄电池技术从此得到发展。

  1969-1970年,美国EC公司制造了大约350,000只小型密封铅酸蓄电池,该电池采用玻璃纤维棉隔板,贫液式系统,这是*早的商业用阀控式铅酸蓄电池,但当时尚未认识到其氧再化合原理。

  1975年,GatesRutter公司在经过许多年努力并付出高昂代价的情况下,获得了一项D型密封铅酸干电池的发明**,成为今天VRLA的电池原型。

  1979年,GNB公司在购买Gates公司的**后,又发明了MFX正板栅**合金,开始大规模宣传并生产大容量吸液式密封免维护铅酸蓄电池。

  1984年,VRLA电池在美国和欧洲得到小范围应用。

  1987年,随着电信业的飞速发展,VRLA电池在电信部门得到迅速推广使用。

  1991年,英国电信部门对正在使用的VRLA电池进行了检查和测试,发现VRLA电池并不象厂商宣传的那样,电池出现了热失控、燃烧和早期容量失效等现象,这引起了电池工业界的广泛讨论,并对VRLA电池的发展前途、容量监测技术、热失控和可靠性表示了疑问,此时,VRLA电池市场占有率还不到富液式电池的50%,原来提到的“密封免推护铅酸电池”名称正式被“VRLA电池”取代,原因是VRLA电池是一种还需要管理的电池,采用“免维护”容易引起误解。

  1992年,针对1991年提出的问题,电池专家和生产厂家的技术员纷纷发表文章提出对策和看法,其中DrDaridFeder提出利用测电导的方法对VRLA电池进行监测。I.c.Bearinger从技术方面评述VRLA电池的先进性。这些文章对VRLA电池的发展和推广应用起了很大的促进作用。

  1992年,世界上VRLA电池用量在欧洲和美洲都大幅度增加,在亚洲国家电信部门提倡全部采用VRLA电池;1996年VRLA电池基本取代传统的富液式电池,VRLA电池已经得到了广大用户的认可。

  现在的通讯,金融,铁路,电动自行车。都大量的用到铅酸蓄电池。但是做大回收利用的不是很多。他们废旧的 电池都被小贩给回收过去,然后自己行拆除卖费品。这样对环境是一个很大的污染,一粒小小的钮扣电池可污染600立方米水,相当于一个人一生的饮水量;一节干电池可污染12立方米水、一立方米土壤,并造成**性公害……对人类:我们日常所用的普通干电池,主要有酸性锌锰电池和碱性锌锰电池两类,它们都含有汞、锰、镉、铅、锌等重金属物质。废电池被弃后,电池的外壳会慢慢地腐蚀,其中的重金属物质会逐渐渗入水体和土壤,造成污染。重金属污染的*大特点是它在自然界是不能降解,只能迁移。

  也就是说,一旦水体或土壤被污染,水体或土壤不能**自身的净化作用将污染消除,同时也于重金属容易在生物体内积蓄,从而随时间的推移,和蔼到一定量之后,产生致畸或致变作用,*终导致生物体死亡。重金属对人体的产生危害的另一个途径是通过食物链传递。鱼、虾吃了含有重金属的浮游生物后,重金属在鱼、虾体内积蓄,人再吃了这样的鱼、虾后,重金属就会在人体内积蓄,达到一定量之后,就会对人的身体产生严重影响,注意环保,保护下一代。 因此,《重金属污染综合防治‘十二五’规划》*近已正式出台,铅酸蓄电池行业已经被明确为2011年年的排查重点。全行业都需要加大环保投入,部分企业还面临着重新选址搬迁的问题。不久前,国务院正式批复了《重金属污染综合防治‘十二五’规划》,2011年排查的重点还是铅酸蓄电池行业。 市场人士认为,环保风暴给行业龙头带来的更多是机遇。长时间以来,一部分蓄电池行业的环保投入很少,没有正规纳税,加之不当的竞争手段,“导致行业的盈利能力普遍偏弱减弱,大多都是艰难求生存”。 今后,通过加强铅酸蓄电池行业的整顿,一些不规范的企业会被淘汰出局,而可持续发展的规范企业也会从中受益,净化后的蓄电池行业经营秩序和环境也将得到改善。