一、鉛酸蓄電池基本知識

（一）、基本概念　　

1、基本定義 　　　

電能可由多種形式的能量變化得來，其中把化學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能的裝置叫化學(xué)電池，一般簡稱為電池，電池有原電池和蓄電池之分。 　　　

放電后不能用充電的方式使內(nèi)部活性物質(zhì)再生的叫原電池，也稱一次性電池。
　　　 放電后可以用充電的方式使內(nèi)部活性物質(zhì)再生，把電能儲存為化學(xué)能，需要放電時(shí)再次把化學(xué)能轉(zhuǎn)換為電能的電池，叫蓄電池，也稱二次電池。 　　

2、常用技術(shù)術(shù)語

充電：蓄電池從其他直流電源獲得電能叫做充電。 　　　

放電：蓄電池對外電路輸出電能時(shí)叫做放電。 　　　

浮充放電：蓄電池和其他直流電源并聯(lián)，對外電路輸出電能叫做浮充放電。有不間斷供電要求的設(shè)備，起備用電源作用的蓄電池都處于該種放電狀態(tài)。 　　　

電動勢：外電路斷開，即沒有電流通過電池時(shí)在正負(fù)極間量得的電位差，叫電池的電動式。 　　　 端電壓：電路閉合后電池正負(fù)極間的電位差叫做電池的電壓或端電壓 　　　

安時(shí)容量：電池的容量單位為安時(shí)，即：電池容量Q（安時(shí)）=I放×t放 　　　I放為放電電流（安）

t 放為放電時(shí)間（小時(shí)）
　 電量效率（安時(shí)效率）：輸出電量與輸入電量之間的比叫做電池的電量效率，也叫作安時(shí)效率。
　　　 電量效率（ % ） = （ Q 放 ÷Q 充） ×100% = （ I 放 ×t 放） ÷ （ I 充 ×I 充） ×100%
Q 放 和 Q 充 分別是放電和充電容量（安時(shí)）
　　　 自由放電：由于電池的局部作用造成的電池容量的消耗。容量損失擱置之前的容量之比，叫做蓄電池的自由放電率
　　　　　 自由放電率（ % ） = （ Q1 － Q2 ） ÷Q1×100%
Q1 為擱置前放電容量（安時(shí)）
Q2 為擱置后放電容量（安時(shí)）
　　　 使用壽命：蓄電池每充電、放電一次，叫做一次充放電循環(huán)，蓄電池在保持輸出一定容量的情況下所能進(jìn)行的充放電循環(huán)次數(shù)，叫做蓄電池的使用壽命。

（二）、鉛酸蓄電池
1 、定義
　　　 鉛酸蓄電池是蓄電池的一種，主要特點(diǎn)是采用稀硫酸做電解液，用二氧化鉛和絨狀鉛分別做為電池的正極和負(fù)極的一種酸性蓄電池。
2 、分類
　　　 按蓄電池極板結(jié)構(gòu)分類：有形成式、涂膏式和管式蓄電池。
　　　 按蓄電池蓋和結(jié)構(gòu)分類：有開口式、排氣式、防酸隔爆式和密封閥控式蓄電池。
　　　 按蓄電池維護(hù)方式分類：有普通式、少維護(hù)式、免維護(hù)式蓄電池。
　　　 按我國有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定主要蓄電池系列產(chǎn)品有：
　　　 起動型蓄電池：主要用于汽車、拖拉機(jī)、柴油機(jī)船舶等起動和照明。

固定型蓄電池：主要用于通訊、發(fā)電廠、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)作為保護(hù)、自動控制的備用電源。
　　　　　 牽引型蓄電池：主要用于各種蓄電池車、叉車、鏟車等動力電源。
　　　　　 鐵路用蓄電池：主要用于鐵路內(nèi)燃機(jī)車、電力機(jī)車、客車起動、照明之動力。
　　　　　 摩托車蓄電池：主要用于各種規(guī)格摩托車起動和照明。
　　　　　 煤礦用蓄電池：主要用于電力機(jī)車牽引動力電源。
　　　　　 儲能用蓄電池：主要用于風(fēng)力、水力發(fā)電電能儲存。
3 、基本構(gòu)造： 鉛酸蓄電池主要由以下部分構(gòu)成：
1 、硬橡膠槽 2 、負(fù)極板 3 、正極板 4 、隔板 5 、鞍子 6 、匯流排
7 、封口膠 8 、電池槽蓋 9 、連接條 10 、極柱 11 、排氣栓

正負(fù)極板
　　 鉛酸蓄電池的極板，依構(gòu)造和活性物質(zhì)化成方法，可分為四類：涂膏式極板，管式極板，化成式極板，半化成式極板。涂膏式極板由板柵和活性物質(zhì)構(gòu)成的。板柵的作用為支撐活性物質(zhì)和傳導(dǎo)電流、使電流均勻分布。板柵的材料一般鉛銻合金，免維護(hù)電池采用鉛鈣合金。正極活性物質(zhì)主要成分為二氧化鉛，負(fù)極活性物質(zhì)主要成份為絨狀鉛。

隔板
　　 電池用隔板是由微孔橡膠、玻璃纖維等材料制成的，它的主要作用是：
　　 防止正負(fù)極板短路；使電解液中正負(fù)離子順利通過。阻緩正負(fù)極板活性物質(zhì)的脫落，防止正負(fù)極板因震動而損傷。

電解液
　　 電解液是蓄電池的重要組成部份，它的作用是傳導(dǎo)電流和參加電化學(xué)反應(yīng)
　　 電解液是由濃硫酸和凈化水（去離子水）配制而成的，電解液的純度和密度對電池容量和壽命有重要影響。

電池殼、蓋
　　 電池殼、蓋是裝正負(fù)極板和電解液的容器，一般由塑料和橡膠材料制成。

排氣栓
　　 排氣栓一般由塑料材料制成，對電池起密封作用，阻止空氣進(jìn)入，防止極板氧化。同時(shí)可以將充電時(shí)電池內(nèi)產(chǎn)生的氣體排出電池，避免電池產(chǎn)生危險(xiǎn)。
　　 使用前：必須將排氣栓上的盲孔用鐵絲刺穿、以保證氣體溢出通暢。

二 、 電動車蓄電池的使用與保養(yǎng)

（一）、蓄電池的安裝
蓄電池一般采用串聯(lián)方式使用，即一只蓄電池的正極與另一只蓄電池的負(fù)極相連，將所有蓄電池連在一起，最后余下正負(fù)接線端子與電動車對應(yīng)接線相連，電動車的電機(jī)、控制器、儀表等是蓄電池的用電負(fù)載。
電動車一般都有電池盒，從安裝位置分有斜杠式，后插式和底盤式安裝，其結(jié)構(gòu)形狀可謂五花八門。每家電動車廠都各有特色。如圖電池盒一般用工程塑料制成，其強(qiáng)度較好，重量較輕，安裝方便。電池盒一般由底槽、上蓋、蓄電池接觸點(diǎn)及充電插座、電車鎖等組成。底槽與上蓋扣緊，并用自攻螺絲或螺栓緊固。電池盒是按蓄電池型號規(guī)格進(jìn)行設(shè)計(jì)的，在整車設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮其良好的散熱性能。

（ 二）、蓄電池的充電
“ 蓄電池不是用壞的而是充壞的 ” ，這一說法絕非危言聳聽，蓄電池充電性能好壞對蓄電池的使用壽命和使用性能起著舉足輕重的作用，必須重視。
1 、蓄電池對充電工藝的要求
認(rèn)識蓄電池對充電工藝的基本要求，是分析各種充電技術(shù)的基礎(chǔ)。蓄電池對充電的基本要求是：充電電流應(yīng)小于或等于蓄電池可接收充電電流。否則，過剩的電流會使電解液過快地消耗掉，產(chǎn)生以 下危害：
加大蓄電池的失水率，增加維護(hù)工作量，對于免維護(hù)電池，會造成蓄電池的早期失效；產(chǎn)生酸霧，造成環(huán)境污染，危害工人身體健康；使充電效率降低，造成能源的嚴(yán)重浪費(fèi)。
充電過程，是放電電化學(xué)反應(yīng)的逆反應(yīng)過程，如果充電電化學(xué)反應(yīng)過程在理想的狀態(tài)下進(jìn)行，這個(gè)過程應(yīng)該是互為逆反應(yīng)，即充入的電量與放出的電量應(yīng)基本相等。但在嚴(yán)重析氣的狀態(tài)下，有效充電電化學(xué)反應(yīng)過程消耗的電能達(dá)不到總電量的 40% ，即浪費(fèi)電能 60% 以上。
氣體的產(chǎn)生聚集在蓄電池多孔電極內(nèi)部，減少了電解質(zhì)與多孔電極的接觸面積，即充電電化學(xué)反應(yīng)界面大幅度減小，使充電化學(xué)反應(yīng)速度降低，充電十分困難，充電時(shí)間延長。
嚴(yán)重的析氣會損害蓄電池： ① 大量氣體的產(chǎn)生對極板活性物有沖刷作用，使活性物質(zhì)容易松軟和脫落。 ② 在較高的極化電壓下，正極板的板柵會產(chǎn)生嚴(yán)重腐蝕，生成 Pb02 ，這種腐蝕物與電化學(xué)生存的 Pb02 是完全不同的，是一種不可逆的氧化物，導(dǎo)電較差，并使板柵變形，脆裂，失去骨架和導(dǎo)電作用。因此在充電時(shí)應(yīng)盡可能防止過充電。
長期充電不足，未反應(yīng)的活性物質(zhì)會產(chǎn)生不可逆的高陽性的大顆粒 PbS04 晶粒 ( 即不可逆硫酸鹽化 ) 使蓄電池容量下降，內(nèi)阻加大，充電難度加大，造成蓄電池早期損壞。因此，蓄電池要盡量保證充足電，防止不可逆硫酸鹽化。
2 、充電頻次的選擇
蓄電池充電深度對循環(huán)壽命影響很大，基本呈指數(shù)變化。這是由于正極活性物為 Pb02 ，其結(jié)合牢度不高，放電時(shí)轉(zhuǎn)化成 PbS04 充電時(shí)又轉(zhuǎn)化成 PbO2 ，而 PbSO4 的體積遠(yuǎn)比 PbO2 體積大 ( 其體積之比約為 2 ： 1) 。因此，對正極板而言，活性物將會膨脹收縮反復(fù)進(jìn)行，使其粒子之間的連接逐漸脫落，使蓄電池活性物失去放電特性成為 “ 陽極泥 ” ，使蓄電池性能下降，直至壽命終止。放電深度越深，膨脹收縮量越大，對活性物結(jié)合力破壞越大，壽命越短；反之則循環(huán)壽命越長。
從理論上講蓄電池使用時(shí)應(yīng)盡量避免深放電，應(yīng)做到淺放勤充，前提是有特別匹配的充電器與之 匹配。但是實(shí)際使用中，由于蓄電池充電受充電器性能和蓄電池本身的離散及充電習(xí)慣及充電速度影響，充電器的電壓均比較高，或多或少都存在過充電。特別是充電多數(shù)在夜間進(jìn)行，時(shí)間一般在 6-10 小時(shí)，平均 8 小時(shí)左右，若是淺放電，其充電很快就會到達(dá)末期，這時(shí)充電效率變低，會產(chǎn)生過充電。過充電時(shí)間比較長，加上頻繁充電，就會使蓄電池壽命因充電受到較大影響。
最理想的充電要求根據(jù)實(shí)際情況而定，要參考平時(shí)運(yùn)行頻率、里程情況、蓄電池廠提供的說明，以及配套的充電器性能等參數(shù)制定充電頻次。按絕大多數(shù)用戶的情況，蓄電池以放電深度為 50%-70% 時(shí)充一次電最佳，這樣可使蓄電池壽命達(dá)到最佳效果。實(shí)際使用時(shí)可折算成騎行里程，在需要時(shí)充一次電。
3 、溫度對充電的影響
蓄電池在高溫季節(jié)運(yùn)行，主要存在過充電的問題。蓄電池溫度增高時(shí)，各活性物質(zhì)的活度增加，正極析氧電位一下降，負(fù)極析氧電位也下降 ( 負(fù)值下降 ) ，因此，充電時(shí)充電反應(yīng)速度快，充電電流大，充電時(shí)需要的充電電壓較低。為防止過高的充電電壓，應(yīng)盡量降低蓄電池溫度，保證良好散熱，防止在烈日暴曬后即充電，并應(yīng)遠(yuǎn)離熱源。
蓄電池在低溫情況下，各活性物質(zhì)活度降低，其電極上的 Pb 溶解變得困難，充電時(shí)消耗 Pb 后很難得到補(bǔ)充，所充電電流大幅度下降，正極板在 -20℃ 時(shí)充電接受電流僅為常溫的 70% ，而負(fù)極充電受膨脹劑的影響，低溫充電接受能力更低 -20℃ 的充電接受電流僅為常溫下的 40% 。因此，低溫條件下充電主要存在充電接受能力差、充電不足的問題，要求提高充電電壓和延長充電時(shí)間。改善低溫性能主要應(yīng)從負(fù)極著手。低溫使用時(shí)應(yīng)采取保溫防凍措施，特別是充電時(shí)應(yīng)放在溫暖的環(huán)境中，有利于保證充足電，防止不可逆硫酸的產(chǎn)生，延長蓄電池的使用壽命。
蓄電池的存儲和使用期間，可定期進(jìn)行活化充電，即所謂的均衡充電，這對防止蓄電池不可逆硫酸鹽化非常有利，對蓄電池使用壽命很有好處，值得提倡。