鉛酸電池

鉛酸電池

鉛酸電池又稱為鉛酸蓄電池,是1859年G.plante發明的。自鉛酸蓄電池被發明以來,因其價格低廉、原料易得、性能可靠、容易回收和適於大電流放電等特點,已成為世界上產量最大、用途最廣泛的蓄電池品種。鉛酸蓄電池經過一百多年的發展,技術不斷更新,現已被廣泛套用於汽車、通信、電力、鐵路、電動車等各個領域。以產品的結構形式分類,可以分為開口式、富液免維護式、玻璃絲棉隔板吸附式閥控密封型(AGM)、閥控膠體型(GEL)等幾大類產品。

基本信息

基本內容

鉛酸電池構造鉛酸電池構造

法國人普蘭特於1859年發明鉛酸蓄電池,已經歷了近150年的發展歷程,鉛酸蓄電池在理論研究方面,在產品種類及品種、產品電氣性能等方面都得到了長足的進步,不論是在交通、通信、電力、軍事還是在航海、航空各個經濟領域,鉛酸蓄電池都起到了不可缺少的重要作用。

根據鉛酸蓄電池結構與用途區別,粗略將電池分為四大類:1、啟動用鉛酸蓄電池;2、動力用鉛酸蓄電池;3、固定型閥控密封式鉛酸蓄電池;4、其它類,包括小型閥控密封式鉛酸蓄電池,礦燈用鉛酸蓄電池等。

一個單格鉛酸電池的標稱電壓是2.0V,能放電到1.5V,能充電到2.4V。在套用中,經常用6個單格鉛酸電池串聯起來組成標稱是12V的鉛酸電池。還有24V、36V、48V等。

主要特性

安全密封

鉛酸電池鉛酸電池

在正常操作中,電解液不會從電池的端子或外殼中泄露出。沒有自由酸

特殊的吸液隔板將酸保持在內,電池內部沒有自由酸液,因此電池可放置在任意位置。

泄氣系統

電池內壓超出正常水平後,VRLA電池會放出多餘氣體並自動重新密封,保證電池內沒有多餘氣體。

維護簡單

由於獨一無二的氣體複合系統使產生的氣體轉化成水,在使用VRLA電池的過程中不需要加水。

使用壽命長

採用了有抗腐蝕結構的鉛鈣合金欄板VRLA電池可浮充使用10-15年。

質量穩定,可靠性高

採用先進的生產工藝和嚴格的質量控制系統,VRLA電池的質量穩定,性能可靠。電壓、容量和密封線上上進行100%檢驗。

安全認證

所有VRLA電池均通過UL安全認證。

產品套用

鉛酸電池鉛酸電池

備用電源

*電信

*太陽能系統

*電子開關係統

*通訊設備:基站,PBX,CATV,WLL,ONU,STB,無繩電話等

*後備電源:UPS,ECR,電腦後備系統,Sequence,ETC等

*緊急設備:應急燈,火警盜警,防火閘

主電源

*通訊設備:收發器

*電力控制機車:採集車,自動運輸車,電動輪椅,清潔機器人,電動車等

*機械工具啟動器:剪草機,hedge trimmers,無繩電鑽,電動起子,電動雪橇,等等

*工業設備/儀器

*攝像:閃光燈,VTR/VCR,電影燈等

其它攜帶型設備,等等

產品結構

VRLA電池是這樣設計的:在電池中,一部分數量的電解液被吸收在極片和隔板中,以此增加負極吸氧能力,阻止電解液損耗,使電池能夠實現密封。

VRLA電池結構

Parts組件 材料 作用
正極 正極為鉛-銻-鈣合金欄板,內含 氧化鉛 為活性物質 保證足夠的容量 長時間使用中保持蓄電池容量,減小自放電
負極 負極為鉛-銻-鈣合金欄板,內含海綿狀纖維活性物質 保證足夠的容量 長時間使用中保持蓄電池容量,減小自放電
隔板 先進的多微孔AGM隔板保持電解液,防止正極與負極短路。 防止正負極短路 保持電解液 防止活性物質從電極表面脫落
電解液 在電池的電化學反應中,硫酸作為 電解液 傳導離子 使電子能在電池正負極活性物質間轉移
外殼和蓋子 在沒有特別說明下,外殼和蓋子為ABS樹脂 提供電池正負極組合欄板放置的空間
安全閥 材質為具有優質耐酸和抗老化的合成橡膠。 電池內壓高於正常壓力時釋放氣體,保持壓力正常 阻止 氧氣 進入
端子 根據電池的不同,正負極端子可為連線片、棒狀、螺柱或引出線。 密封端子有助於大電流放電和長的使用壽命

電極中的電化學反應

閥控鉛酸電池的電化學反應式如下所示。充電是將外部直流電源連在蓄電池上進行充電,使電能轉化成化學能儲存起來。放電是電能從電池中釋放出來去驅動外部設備。

當VRLA蓄電池充電將達到頂點時,充電電流只被用來分解電解液中的水,此時,電池正極產生氧氣,負極產生氫氣,氣體會從蓄電池中溢出,造成電解液減少,需不定時加水。

另一方面,充電末期或過充條件下,充電能量被用來分解水,正極產生的氧氣與負極的海綿狀鉛反應,使負極的一部分處於未充滿狀態,抑制負極氫氣的產生。

使用條件

(1) 避免將電池與金屬容器直接接觸,應採用防酸和阻熱材料,否則會引起冒煙或燃燒。

(2)使用指定的充電器在指定的條件下充電,否則可能會引起電池過熱、放氣、泄露、燃燒或破裂。

(3)不要將電池安裝在密封的設備里,否則可能會使設備浦破裂。

(4)將電池使用在醫護設備中時,請安裝主電源外的後備電源,否則主電源失效會引起傷害。

(5)將電池放在遠離能產生火花設備的地方,否則火花可能會引起電池冒煙或破裂。

(6)不要將電池放在熱源附近(如變壓器),否則會引起電池過熱、泄漏、燃燒或破裂。

(7)套用中電池數目超過一隻時,請確保電池間連線無誤,且與充電器或負載連線無誤,否則會引起電池破裂、燃燒或電池損害,某些情況下還會傷人。

(8)特別注意別讓電池砸在腳上。

(9)電池的指定使用範圍如下。超出此範圍可能會引起電池損害。

電池的正常操作範圍為:77.F(25℃)

電池放電後(裝在設備中):5.F到122.F(-15℃到50℃)

充電後:32.F到104.F(0℃到40℃)

儲存中:5.F到104.F(-15℃到40℃)

(10)不要將裝在機車上的電池放在高溫下、直射陽光中、火爐或火前,否則可能會造成電池泄漏、起火或破裂。

(11)不要在充滿灰塵的地方使用電池,可能會引起電池短路。在多塵環境中使用電池時,應定期檢查電池。

安裝調試

(1) 使用帶有絕緣套的工具如鉗子等。使用不絕緣的工具會造成電池短路、發熱或燃燒,損害電池。

(2) 不要將電池放置在密閉的房間或近火源的地方,否則可能會由於電池釋放的氫氣造成爆炸或起火。

(3) 不要用稀釋劑、汽油、煤油或合成液去清潔電池。使用上述材料會導致電池外殼破裂泄漏或起火。

(4) 當處理45伏或更高電壓的電池時,要採取安全措施帶上絕緣橡皮手套,否則可能會遭到電擊。

(5) 不要將電池放在可能被水淹的地方。如果電池浸在水中,它可能會燃燒或電擊傷人。

(6) 拆卸電池時請緩慢處理。不要使電池破裂、泄漏。

(7) 將電池裝在設備上時,應儘量將它裝在設備的最下面,以便檢查、保養和更換。

(8) 電池充電時不要搬動電池。不要低估電池的重量,不細心的處理可能會對操作者造成傷害。

(9) 不要用能產生靜電的材料復蓋電池。靜電會引發起火或爆炸。

(10)在電池端子、連線片上使用絕緣蓋,以防電擊傷人。

(11)電池的安裝和維護需要合格的專人進行。不熟練的人進行那樣的操作可能會造成危險。

注意事項

(1) 確保在電池和設備之間和周圍進行充分的絕緣措施。不充分的絕緣措施可能引起電擊、短路發熱、冒煙或燃燒。

(2) 充電套用充電器,直接連在直流電源可能會引起電池泄漏、發熱或燃燒。

(3) 由於自放電,電池容量會緩慢減少。在儲存長時間後使用前,請重新對電池充電。

經濟效益

該產品主要市場是穩定而有保證的民用市場,隨著科技發展,民用電器的普及和使用,市場前景是很好的。園筒型電池中,鹼性鋅錳電池在美國市場占75%,歐洲48%,日本25%。我國預計1995年乾電池產量為80億節,是世界生產乾電池的大國。按25%計算的話,鹼性鋅錳電池要生產20億節,但國內的人均僅只每年2節,還不包括外銷市場(中東、非洲、中南美和歐洲等),因此國內外市場是很大的。

工信部印發《2013年工業節能與綠色發展專項行動實施方案》(以下簡稱《方案》),將以涉鉛行業綠色發展為抓手,促進鉛酸蓄電池、再生鉛等涉鉛行業規範發展,提高污染防治水平,推動行業綠色低碳轉型。

《方案》中涉鉛行業綠色發展計畫包括:

印發促進鉛酸蓄電池和再生鉛產業規範發展的意見,加強政策協調,會同相關部門按照分工方案抓好各項工作的部署落實。

實施鉛酸蓄電池行業準入管理。嚴格執行《鉛蓄電池行業準入條件》和《鉛蓄電池行業準入公告管理暫行辦法》,對新建、改擴建和現有鉛酸蓄電池生產企業實施準入公告管理,聯合環境保護部分批發布符合準入條件的企業名單公告;組織開展各地區行業主管部門以及骨幹企業準入管理培訓工作,加大準入管理實施力度;抓緊淘汰落後鉛酸蓄電池生產能力,重點淘汰開口式、乾式荷電、鎘及砷含量超標以及經整改環保不達標的落後鉛酸蓄電池生產能力。

實施再生鉛行業準入管理。部署《再生鉛行業準入條件》實施工作,嚴格執行準入條件,對新建再生鉛項目嚴格準入和備案管理,嚴禁新建單系列生產能力在5萬噸/年以下項目;對再生鉛行業生產企業實行準入公告管理,聯合環境保護部分批發布符合準入條件的企業名單;加快淘汰落後再生鉛生產能力。

建設鉛再生循環利用示範工程。組織實施《再生有色金屬產業發展推進計畫》,按照再生鉛產業布局要求,利用技術改造等資金渠道,在全國支持符合準入條件要求的企業建設一批鉛再生循環利用示範項目。

建設鉛循環利用體系。選擇部分省份開展鉛酸蓄電池循環利用體系建設試點,探索鉛酸蓄電池生產者責任延伸制度實施機制,建設回收體系。支持鉛酸蓄電池、再生鉛企業與專業回收公司聯合試點,委託符合資質要求的專業回收公司提供廢鉛酸蓄電池回收服務。鼓勵以再生鉛企業為核心,依靠自身力量或依託電池生產商、銷售商的成熟銷售體系建立回收網路,開展電池回收業務。

國家將加大財政資金支持力度,中央財政產業振興和技術改造專項在項目評審及計畫下達過程中將對鉛再生循環利用(鉛酸蓄電池回收再利用)等項目予以優先考慮;中央財政清潔生產專項資金加大對鉛酸蓄電池、再生鉛清潔生產技術項目的支持;淘汰落後產能中央財政獎勵資金支持淘汰鉛冶煉、鉛酸蓄電池、再生鉛落後產能。地方工業和信息化主管部門充分利用節能減排、技術改造、中小企業等專項資金對專項行動給予支持。同時強化標準約束和監督檢查,對鉛酸蓄電池、再生鉛實施準入管理。加強監督檢查,組織開展能耗限額標準執行情況和高耗能落後電機淘汰、落後產能淘汰等專項督察。並按照《關於促進鉛酸蓄電池和再生鉛產業規範發展的意見》,建立部門協調工作機制,分工落實有關任務。

定義

鉛酸蓄電池是蓄電池的一種,主要特點是採用稀硫酸做電解液,用二氧化鉛和絨狀鉛分別作為電池的正極和負極的一種酸性蓄電池。

簡介

鉛酸蓄電池,又稱鉛蓄電池,電極主要由鉛製成,電解液是硫酸溶液的一種蓄電池。一般分為開口型電池及閥控型電池兩種。前者需要定期注酸維護,後者為免維護型蓄電池。按電池型號可分為小密、中密及大密。

組成

鉛酸蓄電池主要由正極板、負極板、電解液、容器、極柱、隔膜、可導電的物質等組成。

正極板

鉛酸電池鉛酸電池

正極板活性物質的主要成分是二氧化鉛.具有較強的氧化性,放電時,與硫酸發生反應生成硫酸鉛,並吸收電子,二氧化鉛有兩種類型晶格,一種是α—Pb02另一種是β—Pb02.這兩種二氧化鉛活性物質差別很大,它們在正極板所起的作用也不相同.ß—Pb02給出的容量是α—PbO2的1.5~~~3倍.而α—Pb02具有較好的機械強度,它的存在,正極板活性物質不宜軟化脫落,只有α—Pb02和βα—PbO2的比例達到0.8時,鉛蓄電池會表現出良好的性能。

正極活性物質在放電狀態下,與電解質硫酸發生反應生成硫酸鉛與水.其反應式如下:Pb02+3H++HSO4+2e==PbSO4+2H2O充電時,在外線路的作用下轉化為ρbO2與H2SO4放電時,二氧化鉛的ρb4+接受了負極送來的電子形成ρb+2與溶液中的硫酸根離子結合生成ρbSO4.當硫酸鉛達到一定量時,變成沉澱物附著在極板上.充電時硫酸鉛中的鉛離子的電子被外線路帶走轉化為二氧化鉛.將水中氫離子留在溶液中.氧離子與鉛離子結合生成二氧化鉛進入晶格,形成正極活性物質。

負極板

在鉛酸蓄電池裡,為了供負極活性物質充分與電解液發生反應,故將鉛製成多孔海棉狀,又稱為海綿鉛,在放電時,鉛給出外線路電子形成Pb+2與溶液的硫酸根結合生成硫酸鉛,充電時,部分PbSO4首先溶解成Pb2+與SO4.Pb+2接受電子還原成鉛進入負極活性物質晶格。

電解液

鉛酸蓄電池鉛酸蓄電池

硫酸是鉛酸蓄電池電解液中的重要原材料之一,市場上濃硫酸一般分為兩種:一種是工業用濃硫酸,純度較低,不適用於鉛酸蓄電池;另一種為純度較高的分析純,較適合於鉛酸蓄電池,硫酸的分子量為98,濃硫酸中硫酸含量為98%是無色透明油狀液體,具有很強的吸水性和腐蝕性,與水結合後,可放出大量的熱.所以在電解液配製過程中,一定要注意防護,以免出現危險,配製時,千萬不要把水加入濃硫酸中,而是將濃硫酸緩慢加入水中。鉛酸蓄電池電解液配製過程中,對水的要求較高,水中含雜質的多少,直接影響電池的質量.鉛蓄電池用水外觀是無色透明的,殘渣含量應小於0.01%.一般檢驗水的標準用電阻率(Ωcm)或電導率來表示,比較簡單的方法是:採用電阻率測量法:用數字式萬用表將檔位撥至20MΩ處,將萬用表兩隻表筆相距1厘米,測出水的電阻阻值在5——10MΩ即可。

隔板

隔板也是鉛蓄電池主要組成部分之一,其質量對電池影響很大,隔板的主要功能是防止電池正負極板短路,蓄電池中,對隔板的要求是:採用多孔質隔板,允許電解液自由擴散和離子遷移,要有比較小的電阻,隔板孔徑要小.空隙總面積要大,要防止脫落的活性物質到達對方的極板.因此,隔板的孔徑要小,孔數要多。

反應原理

鉛酸電池鉛酸電池

鉛酸蓄電池正極活性物質是二氧化鉛,負極活性物質是海綿鉛,電解液是稀硫酸溶液。

其放電化學反應為二氧化鉛、海綿鉛與電解液反應生成硫酸鉛和水,Pb(負極)+PbO2(正極)+2HSO====2PbSO+2HO(放電反應)

其充電化學反應為硫酸鉛和水轉化為二氧化鉛、海綿鉛與稀硫酸。2PbSO4+2H2O====Pb(負極)+PbO2(正極)+2HSO(充電反應)

鉛酸蓄電池單格額定電壓為2.0V,一般串聯為6V、12V用於汽車、機車啟動照明使用,單替電池一般串聯為48V、96V、110或220V用於不同場合。

電池內正、負極板間採用電阻極低、雜質少成分穩定離子能通過的橡膠、PVC、PE或AGM隔板。

失效機理

隨著蓄電池的使用次數增加,放電容量不斷減小,由於人們對電池的使用要求不對,所以報廢標準也不相同.一般來講,正常使用電池,容量低於額定容量60%.即為報廢電池,需要維護或維修.由於電池的製造條件,使用方式有差別,最終導致電池報廢的原因也各不相同.但歸納起來有以下幾種①正極板的腐蝕變形②正極活性物質軟化脫落③不可逆的硫酸鹽化④容量過早損失⑤熱失控.其中不可逆的硫酸鹽化是導致電池失效報廢的最常見的原因。

由於在充電過程中,伴隨著水的丟失(電離,電解蒸發)影響硫酸鉛轉化為活性物質.而硫酸鉛本身難溶於水.當硫酸鉛在一定時間不能轉化為活性物質時,就會形成粗大的結晶體.這種結晶體阻礙了電池的正常工作,一部分多餘的電能不能正常地轉化為化學能,因而轉化為熱能,更加重了水的丟失,從而形成了惡性循環.當這個循環達到一定程度時,電池容量下降,嚴重時熱量越來越大,電池內壓增加,電池變形.所以科學的維護和保養是延長電池使用壽命的最經濟最有效的方法。

充電技術

廠家提供的鉛酸蓄電池保證使用壽命的技術指標是在環境溫度為25℃下給出的。由於單體鉛酸蓄電池電壓具有溫度每上升1℃下降約4mv的特性,那么一個由6個單體電池串聯組成的12V蓄電池,25℃時的浮充電壓為13.5V;當環境溫度降為0℃時,浮充電壓應為14.1V;當環境溫度升至40℃時,浮充電壓應為13.14V。同時鉛酸蓄電池還有一個特性,當環境溫度一定,充電電壓比要求的電壓高100mv,充電電流將增大數倍,因此,將導致電池的熱失控和過充損壞。當充電電壓比要求電壓低100mv時,又將使電池充電不足,也會導致電池損壞。另外鉛酸蓄電池的容量也和溫度有關,大約是溫度每降低1℃,容量將下降1%,所以廠家要求鉛酸蓄電池的使用者在夏天電池放出額定容量的50%後,冬天放出25%後就應及時充電。

顯然,日常使用中的鉛酸蓄電池不可能長期處在25℃的環境中,一日中尚有早、中、晚的溫差變化,更何況一年中還有春、夏、秋、冬四季更大的溫差,因此目前市面上普遍使用的各種晶閘管整流型、變壓器降壓整流型、以及一般的開關穩壓電源型的鉛酸蓄電池充電器,以恆壓或恆流方式對電池進行的充電,是無法達到鉛酸蓄電池補充充電所需要滿足的嚴格技術要求的。縱觀過去所採用的這些對鉛酸蓄電池充電的方法,以及根據這些方法開發的鉛酸蓄電池充電器,我們不難看出,其技術是不夠完善的,用這些產品給鉛酸蓄電池充電,勢必直接影響鉛酸蓄電池的使用壽命,同時這些充電器還存在著工作電壓適應範圍窄、體積大、效率低、安全係數差等問題。

常用名詞

不可逆的硫酸鹽化

不可逆的硫酸鹽化,簡稱硫酸鹽化.鉛酸蓄電池在放電時,正負極板都產生一種化合即硫酸鉛,硫酸鉛是一種難溶於水,不導電的物質,在正常情況下,蓄電池在放電後形成的硫酸鉛結晶比較小,充電時,在電的作用下,比較容易地溶解並還原成鉛.如果使用不當,常常充電不足、失水、過放電等.硫酸鉛就會形成粗大堅硬的結晶體,這時就很難用一般的方法將其還原成鉛,所以被稱之為不可逆的硫酸鹽化,由於硫酸鹽化,一方面,它可以阻擋硫酸與其他活性物質接觸並發生反應:另一方面,使活性物質數量減少,它可引起蓄電池容易下降,嚴重時會造成蓄電池壽命終止。

活性物質的脫落

在修復廢舊電池時,有些電池加水修復後,從注水孔內流出一些紅褐色液體.即為脫落的活性物質,活性物質脫落原因有以下幾種解釋:1、電池受外力的影響,如振動,摔打等.2、α—PbO2.βPbO2變體模型.αPbO2是活性物質骨架,當電池在充放電時,一部分α—PbO2轉化為β—PbO2從而導致軟化脫落.3、隨著循環進行,活性物質由無定性態逐漸晶形化,即結晶度增加,水化聚合物鏈數目減少,凝膠壓電阻增加,晶粒間電接觸惡化,該活性物質脫落.4、還有人們認為,隨著充電和放電的不斷進行,活性物質形成若干密集的團塊,當團塊間缺乏足夠的連線時,活性物質就會脫落,電池失效。

電池的電壓

電池正負兩極的電勢差稱蓄電池的電壓,一般用萬用表來測量.在電池修復過程中,其電壓有三種表現形式:第一種叫空載電壓,又稱為開路電壓,就是電池即不充電又無負載的情況下測量到的電池電壓:第二種叫負載電壓,就是電池放電過程中某個時段所測量的電池電壓.第三種叫線上電壓,就是電池在充電過程中某一時刻所測量的電壓,了解三種電壓測量方法,對判斷電池是否斷路或短路;電池內阻計算具有重要的意義。

電池容量

蓄電池的容量是衡量蓄電池性能的一項重要指標.一般用安時來表示.放電時間(小時)與放電電流(安培)的總稱,即容量=放電時間×放電電流.電池的實際容量,取決於電池中活性物質的多少和活性物質的利用率.活性物質是量越多,活性物質利用率就越高,電池的容量也就越大.反之容量越小,影響電池容量的因素很多,常見的有以下幾種:

(1)放電率對電池容量的影響:

鉛蓄電池容量隨放電倍率的增大而降低,也就是說放電電流越大,計算出電池的容量就越小.比如一隻10Ah的電池,用5A放電可以放2小時,即5×2=10;那么用10A放電只能放出47.4分鐘的電,合0.79小時.其容量僅為10×0.79=7.9安時.所以對於給定電池在不同時率下放電,將有不同的容量.在談到容量時必須知道放電的時率或倍率.簡單的講就是用多大的電流放電。

(2)溫度對電池容量的影響:溫度對鉛酸蓄電池的容量影響較大,一般隨溫度降底,容量的下降,容量與溫度的關係如:

Ct1=Ct2/1+k(t1-t2).t1t2分別是電解液的溫度,k為容量的溫度係數,Ct1溫度為t1時容量(Ah),Ct2是溫度為t2時的容量(Ah)在蓄電池生產標準中,一般要規定一個溫度為額定標準溫度,如規定t1為實際溫度,t2為標準溫度,(一般為25攝氏度)負極板受低溫的影響要比正極板敏感.當電解液溫度降低時,電解液粘度增大,離子受到較大的阻力,擴散能力下降,電解液電阻也增大,使電化學反應阻力增加,一部分硫酸鉛不能正常轉化.充電接受能力下降,結果導致蓄電池容量下降。

(3)終止電壓對電池容量的影響:

當電池放電至某一個電壓值以後,產生電壓急劇下降,實際上所獲得的能量非常小,如果長期深放電,對電池的損害相當大.所以必須在某一電壓值終止放電,該截止放電電壓叫放電終止電壓.設定放電終止電壓,對延長蓄電池使用壽命意義重大.一般我們所維修的電動車電池,電摩電池的放電終止電壓為每格1.75伏,也就是說一節12伏電池為6格,其放電終止電壓是6×1.75=10.5伏。

(4)極板的幾何尺寸對電池容量的影響:

在活性物質的量一定時,與電解液直接接觸極板的幾何面積增加,電池容量的增加,所以極板的幾何尺寸,對電池容量的影響不可忽視。

①極板厚度對容量的影響

活性物質的量一定,電池容量隨極板厚度的增加而減少,極板越厚,硫酸與活性物質接觸面就越小,活性物質的利用率越低,電池容量越小。

②極板高度對容量的影響

在電池中,極板的上下兩部分的活性物質利用率存在著較大的差異,實驗證實,放電初期,極板上部比下部的電流密度大約高出2倍~~2.5倍,這種差別隨著放電時的推移逐漸減少,但上部要比下部的電流密度大。

③極板面積對容量的影響

活性物質的量一定,極板幾何面積越大,活性物質的利用率也越高,電池的容量越大.在電池殼體相同,活性物質量不變情況下,採用薄極板增加極板片數,也就是增加了極板的有效反應面積,從而提高了活性物質的利用率,增加了電池的容量。

內阻

蓄電池的內阻是由蓄電池內部物質形成的電阻,蓄電池的內阻只有在充放電時才能形成.它不是常數,而是在充放電過程中隨時間的變化而變化的.我們平時所講的內阻是某一時刻的總內阻.它不僅包含了蓄電池的內阻,而且還包含有極化的全電阻值。

就單電池而言,電池的內阻很小,主要是由電解液,隔板和極板本身的電阻構成.如果是電池組,單體電池之間的連線導線、極柱等都是構成電阻的重要部分.計算電池內阻可用以下方法:設空載電壓為V1,負載電壓為V2,則電池的內阻為R=V1-V2/I.I是放電電流.必須注意的是第一:測量的全過程必須在10﹣-4秒內完成,否則測內阻應該包括極化時的全部電阻值,它是可以變化的。

短路與斷路

在廢舊電池修復過程中,短路與斷路是判斷電池能否維修的關鍵。

蓄電池短路有外部和內部之分,外部短路則是用導線將正負兩極連線起來,通常用這一“±”方法來判斷電池的好壞.內部短路是指在電池內部正、負極板是靠隔膜(隔板)把它們相互隔離的,一但隔膜受損,如隔膜老化,隔膜腐蝕等均可造成短路。蓄電池的斷路是指:整個電池迴路中斷,要與斷格區分開來,斷格是極板部分脫離.斷路是電池無電壓電流,斷路一般是由於電池樁頭與極板完全脫離,或硫酸鉛嚴重包圍極板供電流不能正常通過.一般不多見,最常見的是短路,最常見的判斷電池短路的方法有三種:

第一種是用電壓表測量蓄電池電壓,如小於11.5伏,則該電池可能短路;

第二種是給蓄電池加水後,再測量其電壓,因為有些電池由於嚴重缺水,加水前,電壓可超過12伏.但加水後,由於隔膜軟化,極板吸水後膨脹,隔膜功能顯現出來,開路電壓反而小於11.5V;

第三種是充電時,尤其是修復後電池電壓始終過不到15伏,也可判斷為短路.但要與硫酸濃度降低加以區分.後者在放電時,電壓下降慢,加入濃硫酸後,電壓或容量可以恢復。

自放電

自放電指的是電池在不使用或在貯存間,出現容量下降的現象.也就是說的電池在無任何負載時,由於自放電使容量損失。一般電池的自放電主要出現在負極,因為負極活性物質中多為比較活潑的金屬粉末,沖在溶液中比氫的電勢負,容易發生置換氫氣的反應.如果在極板上存在比電勢低的金屬雜質.這些雜質在極板活性物質中形成了微小的腐蝕電池,引起負極金屬自容,並伴有氫氣板出,從而使容量減少。自放電的嚴重程度將直接影響電池質量.一般用自放電率來表示其公式為:自放電率=Ca-Cb/CaT×100%其中,Ca為電池初始容量,Cb為放置後電池容量,T為放置時間.值得說明的是,當自放電率為負值時,說明貯存時間不長,電池處於容量增長期。

套用

在眾多電池種類中,迄今技術最成熟,套用最廣泛的毫無爭議應是鉛酸蓄電池,尤其是七十年代以來密封鉛酸電池的研製成功,其套用領域更加廣泛,成為許多行業用戶首選電池。現代密封鉛酸蓄電池具有完全密封,無需補加水維護,體積小,比能量高不腐蝕設備及不污染環境,安全可靠等優點。

中型及小密電池應可廣泛用於UPS不間斷電源、控制開關、報警器、汽車牽引電源等。大密電池主要套用於大型基站的通訊後備電源。使用時應注意硫酸液面高度。以免發生意外。

工藝流程

主要設備

鉛粉製造、板柵鑄造、極板製造、極板化成、裝配電池;

鉛粉製造設備:鑄粒機或切段機、鉛粉機及運輸儲存系統;

板柵鑄造設備:熔鉛爐、鑄板機及各種模具;

極板製造設備:和膏機、塗片機、表面乾燥、固化乾燥系統等;

極板化成設備:充放電機;

水冷化成及環保設備;

裝配電池設備:汽車蓄電池、機車蓄電池、大中小型密封閥控鉛酸蓄電池裝配線。

電池檢測設備:各種電池性能檢測。

工藝流程

鉛酸蓄電池主要由電池槽、電池蓋、正負極板、稀硫酸電解液、隔板及附屬檔案構成。工藝製造簡述如下:

鉛粉製造:將1#電解鉛用專用設備鉛粉機通過氧化篩選製成符合要求的鉛粉。

板柵鑄造:將鉛銻合金、鉛鈣合金或其他合金鉛通常用重力鑄造的方式鑄造成符合要求的不同類型各種板板柵。

極板製造:用鉛粉和稀硫酸及添加劑混合後塗抹於板柵表面再進行乾燥固化即是生極板。

極板化成:正、負極板在直流電的作用下與稀硫酸的通過氧化還原反應生產氧化鉛,再通過清洗、乾燥即是可用於電池裝配所用正負極板。

裝配電池:將不同型號不同片數極板根據不同的需要組裝成各種不同類型的蓄電池。

註:各單位因工藝條件不同可選擇不同的流程。

板柵鑄造簡介:

板柵是活性物質的載體,也是導電的集流體。普通開口蓄電池板柵一般用鉛銻合金鑄造,免維護蓄電池板柵一般用低銻合金或鉛鈣合金鑄造,而密封閥控鉛酸蓄電池板柵一般用鉛鈣合金鑄造。

第一步:根據電池類型確定合金鉛型號放入鉛爐內加熱熔化,達到工藝要求後將鉛液鑄入金屬模具內,冷卻後出模經過修整碼放。

第二步:修整後的板柵經過一定的時效後即可轉入下道工序。

板柵主要控制參數:板柵質量;板柵厚度;板柵完整程度;板柵幾何尺寸等。

鉛粉製造簡介:

鉛粉製造有島津法和巴頓法,其結果均是將1#電解鉛加工成符合蓄電池生產工藝要求的鉛粉。鉛粉的主要成份是氧化鉛和金屬鉛,鉛粉的質量與所製造的質量有非常密切的關係。在我國多用島津法生產鉛粉,而在歐美多用巴頓法生產鉛粉。

島津法生產鉛粉過程簡述如下:

第一步:將化驗合格的電解鉛經過鑄造或其他方法加工成一定尺寸的鉛球或鉛段;

第二步:將鉛球或鉛段放入鉛粉機內,鉛球或鉛段經過氧化生成氧化鉛;

第三步:將鉛粉放入指定的容器或儲粉倉,經過2-3天時效,化驗合格後即可使用。

鉛粉主要控制參數:氧化度;視密度;吸水量;顆粒度等;

極板製造簡介:

極板是蓄電池的核心部分,其質量直接影響著蓄電池各種性能指標。塗膏式極板生產過程簡述如下:

第一步:將化驗合格的鉛粉、稀硫酸、添加劑用專用設備和製成鉛膏;

第二步:將鉛膏用塗片機或手工填塗到板柵上;

第三步:將填塗後的極板進行固化、乾燥,即得到生極板。

生極板主要控制參數:鉛膏配方;視密度;含酸量;投膏量;厚度;游離鉛含量;水份含量等。

裝配工藝簡介:

蓄電池裝配對汽車蓄電池和密封閥控鉛酸蓄電池有較大的區別,密封閥控鉛酸蓄電池要求緊裝配一般用AGM隔板,而汽車蓄電池一般用PE、PVC或橡膠隔板。裝配過程簡述如下:

第一步:將化驗合格的極板按工藝要求裝入焊接工具內;

第二步:鑄焊或手工焊接的極群組放入清潔的電池槽;

第三步:汽車蓄電池需經過穿壁焊和熱封后即可,而密封閥控鉛酸蓄電池若採用ABS電池槽需用專用粘合劑粘接。

電池裝配主要控制參數:匯流排焊接質量和材料;密封性能、正、負極性等。

化成工藝簡介:

極板化成和蓄電池化成是蓄電池製造的兩種不同方法,可根據具體情況選擇。極板化成一般相對較容易控制成本較高且環境污染需專門治理。蓄電池化成質量控制難度較大,一般對所生產的生極板質量要求較高,但成本相對低一些。密封閥控鉛酸蓄電池化成簡述如下:

第一步:將化驗合格的生極板按工藝要求裝入電池槽密封;

第二步:將一定濃度的稀硫酸按規定數量灌入電池;

第三步:經放置後按按規大小通直流電,一般化成後需進行放電檢查配組後入庫準備出廠。

電池化成主要控制參數:罐酸量;罐酸密度;罐酸溫度;充電量和時間等。

技術指標

結構與外觀

按其結構可分為單體槽和整體槽兩種。單體塑膠槽主要是固定型和牽引型蓄電池使用。整體槽主要是汽車型和中、小型閥控式蓄電池。ABS塑膠容易注塑成型,工藝簡單。最常見的問題是翹曲,其次是匯流痕、分解料等。翹曲主要是由於模具溫度較高,或塑膠槽等製品在模具內冷卻時間過短;匯流痕通常是由於模具排氣不良,模具溫度較低,注射壓力較低造成的;分解料主要是由於加工溫度過高,注射壓力過大,回用料回用次數過多。另外,ABS電池槽還是有注塑量不足、缺肉、毛刺、飛邊、白化、波紋、銀絲、氣泡、燒傷、混色、裂紋、孔洞等缺陷。這些缺陷與加工過程中注射溫度、壓力、速度、時間等工藝條件有直接的關係,影響著鉛蓄電池槽的外觀質量。

耐衝擊性

蓄電池槽在一定溫度下,受到一定外力衝擊是否產生裂紋表示其耐衝擊性。蓄電池槽的耐衝擊性需要在常溫和低溫兩種狀態進行考察。ABS樹脂材料具有很高的抗衝擊強度,且在低溫也不迅速下降,它的抗沖性與樹脂中所含橡膠的多少、粒子大小、接枝率和分散的狀態有關,同時與使用環境有關,如溫度越高,則抗衝擊強度越大。ABS樹脂材料之所以有良好的抗衝擊性能,基本上可以歸因於橡膠的粒子吸收了外界的衝擊能而抑制了開裂的發展。通過對美國和日本幾家公司的ABS電池槽進行常溫試驗證明,普通材料的耐衝擊性良好。阻燃材料,由於電池槽的結構的不同,出現同一材料製成的不同結構的製品,耐衝擊性不良,偶爾出現裂紋現象。如果用此電池槽生產電池容易造成漏液等問題。因此,ABS樹脂材料的耐衝擊性具有很重要的安全作用。另外,電池槽的裂紋的發生與試驗溫度,槽體的形狀結構和跌落位置有很大的影響,因此衝擊試驗必須是在注塑成形後經過24h,且檢查前要在25±2℃溫度保持一定時間後才可以進行,壁厚不同保持的時間不同。不同用途和品種的鉛蓄電池槽的落球高度,落球質量大小有不同的標準.

耐酸性

鉛蓄電池槽在一定溫度,時間內承受硫酸溶液的侵蝕,由於受於侵蝕其表觀可能發生變化,用是否溶脹、裂紋、變色等表示耐酸性。ABS樹脂材料對水、無機鹽、鹼及酸類幾乎沒有影響。在酮、醛、酯中會溶解或形成乳濁狀。不溶於大部分醇類和烴類熔劑。對所作用的ABS電池槽包括美國、日本等不同廠家的普通材料和阻燃材料進行常溫和高溫試驗,經過規定的試驗時間,無變色、裂紋和溶脹現象發生。在注液和充電等過程中,蓄電池溫度較高,必須要求電池槽具有很高的耐腐蝕性,以提高其安全性。在常溫時耐腐蝕性良好的塑膠槽,高溫時曾出現過裂紋,剝落現象,嚴重影響電池的外觀和安全性。因此,選擇ABS電池槽樹脂材料品種時要充分考慮其耐酸性。

質量變化率

ABS塑膠鉛蓄電池槽在一定溫度的硫酸溶液中浸泡一定時間後,由於受到硫酸的侵蝕,其質量發生微小變化。對所使用的ABS電池槽包括美國和日本等不同廠家的普通材料和阻料材料進行試驗,部分品種製品滿足日本≦1.5%的質量變化率標準,而略高於中國≦1.0 %的質量變化率標準。ABS電池槽質量變化率越小,受酸的侵蝕越小,穩定性越好。

溶出雜質

鉛酸電池鉛酸電池

ABS樹脂材料含有微量鐵、高錳酸鉀還原物質、銻等雜質,雜質的含量主要與製造廠家在生產中所用的原料和

所用的添加劑的雜質的含量有關。ABS電池槽在一定溫度的硫酸溶液中浸泡一定時間後溶出鐵、高錳酸鉀還原物質、灼熱余渣、銻等雜質。它們被控制在一定的範圍內,參見表1.

表示其耐電壓性。試驗方法為乾法和濕法。ABS樹脂材料具有優良的電性能,其電絕緣很少受溫度,濕度的影響,而且在很大的頻率變化範圍內保持恆定。介電強度可達14~15kv/mm。ABS電池槽在一定的直流電壓作用下,若有缺陷或材質本身電阻低,則會被擊穿,小型閥控式蓄電池槽的判定標準,乾法6000V未擊穿或濕法5000V未擊穿為合格。蓄電池槽的耐電壓性越高,絕緣性越好、越安全。

耐應力

非結晶性高聚物成型的塑膠經非極性溶劑浸潤或浸泡一定時間,槽體應力集中較大的部位將產生裂紋。ABS樹脂材料的製品有無應力,可用浸入冰醋酸是否開裂的方法來檢驗。也可用歸入四氯化碳是否開裂的方法來檢驗。對所使用的ABS電池槽包括美國和日本等不同廠家的普通材料和阻燃材料進行試驗,無應力開裂現象發生。

耐熱性

蓄電池槽在一定溫度下保持一定時間,冷卻至室溫,外觀尺寸發生的變化表示其耐熱性。ABS樹脂材料具有優良的熱性能。在熱塑性塑膠中是線脹係數較小的一種,大多數ABS塑膠在-40℃時仍有相當的衝擊強度,表現出韌性,因此一般ABS塑膠製品的使用溫度範圍從-40℃~100℃。中國和日本均規定不大於1%的尺寸變化率。對所作用的ABS電池槽包括美國、日本等不同廠家的普通材料和阻燃材料進行試驗。尺寸變化率最大為0.298%,滿足要求。

耐氣壓性

閥控密封式蓄電池槽通入一定壓力的氣體後,因膨脹產生一定的形變表示槽體的耐氣性。對所使用的ABS蓄電池槽包括美國、日本等不同廠家的普通材料和阻燃材料進行試驗、滿足要求。。

耐溶劑性

ABS塑膠,一定濃度的乙醇水溶液浸泡及浸潤一定的時間後,應無龜裂、變色、變形等。對所作用的ABS鉛蓄電池槽包括美國、日本等不同廠家的普通材料和阻燃材料進行試驗,滿足要求。

儲存期

普通的黑色ABS樹脂材料耐候性較好,它室外暴露2年經太陽和大氣的侵蝕,外觀和性能都不變。暴露在空氣中或埋在地下,都沒有明顯的腐蝕。溫度對ABS產品使用的影響,與受力和環境條件有很大的關係,在正常溫度範圍內使用,ABS製品的性能變化不大。

充電原理

鉛蓄電池內的陽極(PbO2)及陰極(Pb)浸到電解液(稀硫酸)中,兩極間會產生2V的電力,這是根據鉛蓄電池原理,經由充放電,則陰陽極及電解液即會發生如下的變化: (陽極) (電解液) (陰極) PbO2 + 2H2SO4 + Pb ---> PbSO4 + 2H2O + PbSO4 (放電反應) (二氧化鉛) (硫酸) (海綿狀鉛) PbO2 中Pb的化合價降低,被還原,負電荷流動;海綿狀鉛中Pb的化合價升高,正電荷流動。(陽極) (電解液) (陰極) PbSO4 + 2H2O + PbSO4 ---> PbO2 + 2H2SO4 + Pb (充電反應) (必須在通電條件下) (硫酸鉛) (水) (硫酸鉛) 第一個硫酸鉛中鉛的化合價升高,被氧化,正電荷流入正極;第二個硫酸鉛中鉛的化合價降低,被還原,負電荷流入負極。 1. 放電中的化學變化 蓄電池連線外部電路放電時,稀硫酸即會與陰、陽極板上的活性物質產生反應,生成新化合物『硫酸鉛』。經由放電硫酸成份從電解液中釋出,放電愈久,硫酸濃度愈稀薄。所消耗之成份與放電量成比例,只要測得電解液中的硫酸濃度,亦即測其比重,即可得知放電量或殘餘電量。 2. 充電中的化學變化 由於放電時在陽極板,陰極板上所產生的硫酸鉛,會在充電時被分解還原成硫酸,鉛及二氧化鉛,因此電池內電解液的濃度逐漸增加, 亦即電解液之比重上升,並逐漸回復到放電前的濃度,這種變化顯示出蓄電池中的活性物質已轉換到可以再度供電的狀態,當兩極的硫酸鉛被轉變成原來的活性物質時,即等於充電結束,而陰極板就產生氫,陽極板則產生氧,充電到最後階段時,電流幾乎都用在水的電解,因而電解液會減少,此時應以純水補充之。

電池壽命

1、放電深度

放電深度即使用過程中放電到何程度開始停止.100%深度指放出全部容量.鉛酸蓄電池壽命受放電深度影響很大.設計考慮的重點就是深循環使用、淺循環使用還是浮充使用.若把淺循環使用的電池用於深循環使用時,則鉛酸蓄電池會很快失效.

因為正極活性物質二氧化鉛本身的互相結合不牢,放電時生成硫酸鉛,充電時又恢復為二氧化鉛,硫酸鉛的摩爾體積比氧化鉛大,則放電時活性物質體積膨脹.若一摩爾氧化鉛轉化為一摩爾硫酸鉛,體積增加95%.這樣反覆收縮和膨脹,就使二氧化鉛粒子之間的相互結合逐漸鬆弛,易於脫落.若一摩爾二氧化鉛的活性物質只有20%放電,則收縮、膨脹的程度就大大降低,結合力破壞變緩慢,因此,放電深度越深,其循環壽命越短.

2、過充電程度

過充電時有大量氣體析出,這時正極板活性物質遭受氣體的衝擊,這種衝擊會促進活性物質脫落;此外,正極板柵合金也遭受嚴重的陽極氧化而腐蝕,所以電池過充電時會使套用期限縮短.

3、溫度的影響

鉛酸蓄電池壽命隨溫度升高而延長.在10℃~35℃間,每升高1℃,大約增加5~6個循環,在35℃~45℃之間,每升高1℃可延長壽命25個循環以上;高於50℃則因負極硫化容量損失而降低了壽命.

電池壽命在一定溫度範圍內隨溫度升高而增加,是因為容量隨溫度升高而增加.如果放電容量不變,則在溫度升高時其放電深度降低,固壽命延長.

4、硫酸濃度的影響

酸密度的增加,雖對正極板容量有利,但電池的自放電增加,板柵的腐蝕也加速,也促使二氧化鉛的鬆散脫落,隨著蓄電池中使用酸密度的增加,循環壽命下降.

5、放電電流密度的影響

隨著放電電流密度增加,電池的壽命降低,因為在大電流密度和高酸濃度條件下,促使正極二氧化鉛鬆散脫落.

充電放電

新的蓄電池投入使用後,必須定期地進行充電和放電。充電的目的是使蓄電池貯存電能及時地恢復容量,以滿足用電設備的需要。放電的目的是及時地檢驗蓄電池容量參數,及促進電極活性物質的活化反應。蓄電池充電和放電狀況的好壞,將直接影響到蓄電池的電性能及使用壽命。蓄電池充電的方法有很多,選擇科學合理的充電方法將會大大提高蓄電池的維護效果。

充電方法

1)恆定電流充電法

在充電過程中充電電流始終保持不變,叫做恆定電流充電法,簡稱恆流充電法或等流充電法。在充電過程中由於蓄電池電壓逐漸升高,充電電流逐漸下降,為保持充電電流不致因蓄電池端電壓升高而減小,充電過程必須逐漸升高電源電壓,以維持充電電流始終不變,這對於充電設備的自動化程度要求較高,一般簡陋的充電設備是不能滿足恆流充電要求的。恆流充電法,在蓄電池最大允許的充電電流情況下,充電電流越大,充電時間就可以縮短。若從時間上考慮,採用此法有利的。但在充電後期若充電電流仍不變,這時由於大部分電流用於電解水上,電解液出氣泡過多而顯沸騰狀,這不僅消耗電能,而且容易使極板上活性物質大量脫落,溫升過高,造成極板彎曲,容量迅速下降而提前報廢。所以,這種充電方法很少採用。

2)恆定電壓充電法

在充電過程中,充電電壓始終保持不變,叫做恆定電壓充電法,簡稱恆壓充電法或等壓充電法。由於恆壓充電開始至後期,電源電壓始終保持一定,所以在充電開始時充電電流相當大,大大超過正常充電電流值。但隨著充電的進行,蓄電池端電壓逐漸升高,充電電流逐漸減小。當蓄電池端電壓和充電電壓相等時,充電電流減至最小甚至為零。由此可見,採用恆壓充電法的優點在於,可以避免充電後期充電電流過大而造成極板活性物質脫落和電能的損失。但其缺點是,在剛開始充電時,充電電流過大,電極活性物質體積變化收縮太快,影響活性物質的機械強度,致使其脫落。而在充電後期充電電流又過小,使極板深處的活性物質得不到充電反應,形成長期充電不足,影響蓄電池的使用壽命。所以這種充電方法一般只適用於無配電設備或充電設備較簡陋的特殊場合,如汽車上蓄電池的充電,1號至5號乾電池式的小蓄電池的充電均採用等壓充電法。採用等壓充電法給蓄電池充電時,所需電源電壓:酸性蓄電池每個單體電池為2.4~2.8V左右,鹼性蓄電池每個單體電池為1.6~2.0V左右。

3)有固定電阻的恆定電壓充電

為補救恆定電壓充電的缺點而採用的一種方法。即在充電電源與電池之間串聯一電阻,這樣充電初期的電流可以調整。但有時最大充電電流受到限制,因此隨充電過程的進行,蓄電池電壓逐漸上升,電流卻幾乎成為直線衰減。有時使用兩個電阻值,約在2.4V時,從低電阻轉換到高電阻,以減少出氣。

4)階段等流充電法

綜合恆流和恆壓充電法的特點,蓄電池在充電初期用較大的電流,經過一段時間改用較小的電流,至充電後期改用更小的電流,即不同階段內以不同的電流進行恆流充電的方法,叫做階段恆流充電法。階段恆流充電法,一般可分為兩個階段進行,也可分為多個階段進行。

階段等流充電法所需充電時間短,充電效果也好。由於充電後期改用較小電流充電,這樣減少了氣泡對極板活性物質的沖刷,減少了活性物質的脫落。這種充電法能延長蓄電池使用壽命,並節省電能,充電又徹底,所以是當前常用的一種充電方法。一般蓄電池第一階段以10h率電流進行充電,第二階段以20h率電流進行充電。各階段充電時間的長短,各種蓄電池的具體要求和標準不一樣。

5)浮充電法

間歇使用的蓄電池或僅在交流電停電時才使用的蓄電池,其充電方式為浮充電式。一些特殊場合使用的固定型蓄電池一般均採用浮充電方法對蓄電池進行充電。浮充電法的優點主要在於能減少蓄電池的析氣率,並可防止過充電,同時由於蓄電池同直流電源並聯供電,用電設備大電流用電時,蓄電池瞬時輸出大電流,這有助於鎮定電源系統的電壓,使用電設備用電正常。浮充電法的缺點是個別蓄電池充電不均衡和充不足電,所以需要進行定期的均衡充電。

快速充電

1)定電流定周期快速充電法

這種方法的特點是,以電流幅度恆定和周期恆定的脈衝充電電流對蓄電池充電,兩個充電脈衝之間有一放電脈衝進行去極化,以提高蓄電池的充電接受能力。在充電過程中,充電電流及其脈寬不受蓄電池充電狀態的影響。因此,它是一種開環式脈衝充電。這種充電方法易使蓄電池充滿容量,但如果不增加防止過充電的保護裝置,容易造成強烈的過充電,影響蓄電池的使用壽命。在這種充電方法中,雖然整個充電過程均加有去極化措施,但是這種固定的去極化措施,難於適合充電全過程的要求。

2)定電流定出氣率脈衝充電放電去極化快速充電法

這種充電方法的特點是:在整個充電過程中,充電電流脈衝的幅值和蓄電池的出氣率始終保持不變。充電過程初期,充電電流略低於蓄電池的初始接受電流。在充電過程中,由於蓄電池可接受的電流逐漸減小,所以經過一段時間後,充電電流將超過蓄電池的可接受電流,因而蓄電池內將產生較多的氣體,出氣率顯著增加。此時,氣體檢測元件能夠及時發出控制信號,迫使蓄電池停止充電,進行短時放電。這樣蓄電池內部的極化作用很快消失,因而出氣率可以始終保持在較低的預定值內。國外有這樣的方案。國內因缺少氣體敏感元件, 對這種方法很少研究。

3)定電流定電壓脈衝充電放電去極化快速充電法

這種充電方法的特點是,以恆定大電流充電,待充到一定電壓(相當於蓄電池出氣點的電壓)時,停止充電並進行大電流(或小電流)放電去極化,然後再以恆定大電流充電,依此,充放電過程交替地進行。放電脈衝的頻率隨充人電量的增加而增加,充電脈衝的寬度隨充人電量的增加而減少。當充電量和放電量基本相等時,表示蓄電池已充滿電,立即結束充電。

根據這種方法,國內外都有多種方案來實現蓄電池快速充電。這種方法,充電初期無去極化措施。在加有去極化措施後充電脈衝寬度不斷減小,使得充電電流平均值下降較快,延長了充電時間。

4)定電流提升電壓脈衝充電放電去極化快速充電法

這種方法是定電流定電壓脈衝充電放電去極化快速充電方法的改進。它是以恆定電流(如IC)充電,當蓄電池電壓達到充電出氣點電壓後(單格電池電壓2. 35~2.5V)時,停止充電並進行放電(如放電電流2~3C,脈衝寬度為1ms),然後再充電……。從加有放電去極化脈衝以後,用積分器件階梯形跟蹤調高充電控制電壓(提升出氣點電壓),以加快充電速度和提高充滿程度。其它和定電流定電壓法相同。

5)定電壓定頻率脈衝充電放電去極化快速充電法

這種方法的特點是,充電脈衝的電壓幅值保持恆定,隨著充電過程的進行,蓄電池電動勢逐漸上升,充電電流幅值逐漸減小,充電脈衝電流的頻率恆定,在兩個充電脈衝之間加有放電去極化脈衝。

6)端電壓和充放電頻率選擇脈衝充電放電去極化快速充電法

這種方法的特點是,根據蓄電池充電過程中的極化情況選擇充放電脈衝的頻率,並在充電後期將蓄電池端電壓限定在預選的數值,使出氣率限制在一定的容許值。

7)適應全過程去極化脈衝充電放電去極化快速充電法

這種方法的特點是,在充電全過程都適時加有去極化的放電脈衝,在放電脈衝後充電電流恢復之前,均進行去極化效果檢測,達到一定去極化效果再轉回充電,否則再次進行去極化放電,直至達到去極化要求的效果才轉回充電,這樣,可使去極措施適應全過程。這種方案能有效地將氣體析出量抑制在很小的數值內。

保養方法

電動腳踏車和電動機車等已成為大中小城市的重要交通工具,普遍為人們所接受。由於電動車相對傳統腳踏車來說,價格普遍較高,因此使用壽命也成為人們最為關心的問題。事實上,蓄電池作為電動腳踏車的核心部件之一,蓄電池的使用壽命在很大程度上決定了電動車的使用壽命。對此,理士電池表示,加強蓄電池的保養,將能夠延長蓄電池的使用壽命。據了解,電動車所使用的蓄電池都是鉛酸蓄電池,對於鉛酸蓄電池的保養,理士電池給出了一系列的建議,共包括八個小訣竅。

充電

鉛酸蓄電池沒有記憶,之所以容量快速減少主要是蓄電池硫化和“失水”、“虧電”等一些原因,蓄電池最怕的就是“虧電”欠壓,蓄電池常“虧電”,電池極板極易受傷,現實中高達70%的電動車電池容量減少電極板被放電時的強電流(啟動電流)拉傷所致(電動機車尤其明顯),電極板拉傷屬於電池物理損傷,這種損傷無法修復。因此“天天用車、天天充電”,保證蓄電池隨時有充足的電壓就成為必然。

定時補充蒸餾水

用戶普遍以為,免維護蓄電池不用加水,其實這種說法是錯誤的。免維護蓄電池在充電和大電流放電過程中會產生熱量,有熱量就會有水分蒸發,儘管水蒸發的過程十分緩慢,但時間一長,累計水蒸發的量就不容小視。因此每6個月左右應該給蓄電池補水一次,這樣蓄電池的使用壽命才會延長。

電動車啟動

電動車啟動電流很大,尤其是大功率電機的電摩,啟動電流更大。大電流很傷蓄電池極板,最好的方法就是在啟動前象騎腳踏車一樣的騎行後,再啟動電動車電源。

電瓶放電

蓄電池在使用了一段時間後必然會有一些活性物質下沉,如果活性物質不及時激活,勢必會對蓄電池的容量造成一些影響,因此,在經常使用電動車的時候,要做到每季對蓄電池深度放電一次。

充電器

新電池充電過程一般都是6-8個小時,充滿電後充電器會亮綠燈,如果充電時間過長就要檢查充電器電壓保護裝置是否壞損,如果壞損就需要及時的調換充電器,否則極易充壞蓄電池。另外,充電器不要購買快速的充電器,快速充電同樣對蓄電池極板有傷害。

久不使用

這樣做的目的就是防止蓄電池放置時間過長而引起蓄電池硫化和“虧電”。

防止蓄電池爆曬

爆曬會使電池溫度升高,大大縮短蓄電池使用時間。

電瓶保護器

電瓶保護器也就是脈衝發生器,因脈衝不間斷的消除電瓶硫化,使極板始終保持“潔淨”,從而達到延長電瓶使用壽命的效果,但對大電流損傷電池極板作用不大。

電池出現硫化現象

對於出現硫化的蓄電池來說,它主要會引起幾點問題。

1、它的形成水消耗了活性物質,使蓄電池的有效容量降低,長期下會導致蓄電池報廢。

2、不僅它本身在充電時難以恢復,而且會阻塞多孔電極的空隙,妨礙電解液通過,增加內阻。影響電動車的正常使用。

3、充、放電時發熱更多更好,使蓄電池溫度升高,會加大極板的腐蝕與變形,使活性物質脫落,導致蓄電池報棄。

4、使電動車充電器效率下降,充電時間延長,造成時間及能源的浪費。

5、導致更嚴重的電解水缺少現象,蓄電池容易失水乾涸。

6、由於消耗了硫酸,導致電解液密度下降,大電流放電能力和性能下降。

7、由於容量下降,導致輸出效率不足,為保持一定的輸出就只能加大放電深度,公造成硫酸化更加嚴重,形成惡性循環。

8、硫酸鹽化使電動巡邏車蓄電池性能不一致,存在差異過大的落後蓄電池,表現為蓄電池組中某一塊蓄電池容量的容量明顯低於其他蓄電池,造成整個蓄電池組電壓下降,充電時落後的蓄電池因最先充滿,而其餘蓄電池仍需充電而形成的過充電,放電時該落後蓄電池因最先被放空而形成過放電。從而導致蓄電池的硫酸鹽化進一步加劇,使得落後程度更加嚴重,形成惡性循環。

清潔

蓄電池如果不及時清洗的話,很容易影響電池的使用壽命和通電效果。簡單地說,蓄電池是一種能將化學能量轉化為電能的電化學設備。保持蓄電池的正常工作,蓄電池的清潔是必不可少的。這種蓄電池的極柱和夾頭之間很容易發生氧化反應,嚴重的甚至可以腐爛夾頭部位的金屬部件。

普通型的鉛酸蓄電池,特別要注意平時的清潔工作。要注意檢查極柱和夾頭是否連線緊固、有沒有任何腐蝕和燒損、還要檢查排氣孔有無堵塞、電解液是否有所減少,如果發現問題要及時處理。啟動汽車時每次啟動時間不應超過3至5秒,再次啟動間隔時間不少於10秒。汽車長期放置不用,應先對車進行充分的充電。同時每隔一個月將汽車發動一次,保持中等轉速運行20分鐘左右。否則,放置時間太長,將難以啟動。一般的免維護蓄電池也要經常檢查工作情況,出現問題要及時更換。

免維護電池,如今多數轎車已經開始使用,這種蓄電池在使用中不需要添加蒸餾水,接線柱不會腐蝕,自放電少,壽命長。但如果不及時檢查的話,蓄電池到了報廢期車主還不清楚 ,同樣會影響汽車的正常工作。

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