铅酸电池
2015-7-8 08:28 查看: 1587铅酸电池（VRLA），是一种电极主要由铅及其氧化物制成，电解液是硫酸溶液的蓄电池。铅酸电池放电状态下，正极主要成分为二氧化铅，负极主要成分为铅；充电状态下，正负极的主要成分均为硫酸铅。
中文名
铅酸电池
正 极
铅-锑-钙合金栏板
负 极
铅-锑-钙合金栏板
隔 板
先进的多微孔AGM隔板保持电解液
目录
9技术指标
▪ 结构与外观
▪ 耐冲击性
▪ 耐酸性
▪ 质量变化率
▪ 溶出杂质
▪ 耐应力
▪ 耐热性
▪ 耐气压性
▪ 耐溶剂性
▪ 储存期
10充电原理
11寿命
12注意事项
13充电方法
14快速充电
15理想充电
16保养方法
▪ 充电
▪ 定时补充蒸馏水
▪ 电动车启动
▪ 电瓶放电
▪ 充电器
▪ 久不使用
▪ 防止蓄电池爆晒
▪ 电瓶保护器
▪ 清洁
1基本信息编辑
法国人普兰特于1859年发明铅酸蓄电池，已经历了近150年的发展历程，铅酸蓄电池在理论研究方面，在产品种类及品种、产品电气性能等方面都得到了长足的进步，不论是在交通、通信、电力、军事还是在航海、航空各个经济领域，铅酸蓄电池都起到了不可缺少的重要作用。
铅酸电池构造
根据铅酸蓄电池结构与用途区别，粗略将电池分为四大类：1、启动用铅酸蓄电池；2、动力用铅酸蓄电池；3、固定型阀控密封式铅酸蓄电池；4、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。
一个单格铅酸电池的标称电压是2.0V,能放电到1.5V,能充电到2.4V。在应用中，经常用6个单格铅酸电池串联起来组成标称是12V的铅酸电池。还有24V、36V、48V等。
2主要特性编辑
安全密封
铅酸电池
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
由于独一无二的气体复合系统使产生的气体转化成水，在使用VRLA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。
安全认证
所有VRLA电池均通过UL安全认证。
3产品应用编辑
备用电源
*电信
*太阳能系统
*电子开关系统
*通讯设备：基站，PBX，CATV,WLL,ONU,STB,无绳电话等
*后备电源：UPS,ECR,电脑后备系统，Sequence，ETC等
*紧急设备：应急灯，火警盗警，防火闸
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
4产品结构编辑
VRLA电池是这样设计的：在电池中，一部分数量的电解液被吸收在极片和隔板中，以此增加负极吸氧能力，阻止电解液损耗，使电池能够实现密封。
VRLA电池结构
Parts组件 | 材料 | 作用 |
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 |
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 | 先进的多微孔AGM隔板保持电解液，防止正极与负极短路。 | 防止正负极短路 保持电解液 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 |
外壳和盖子 | 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 |
安全阀 | 材质为具有优质耐酸和抗老化的合成橡胶。 | 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。 | 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，抑制负极氢气的产生。
5使用条件编辑
（1） 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。
（2）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。
（3）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。
（4）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。
（5）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。
（6）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。
（7）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。
（8）特别注意别让电池砸在脚上。
（9）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℃）
（10）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。
（11）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。
6安装调试编辑
（1） 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。
（2） 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。
（3） 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。
（4） 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。
（5） 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。
（6） 拆卸电池时请缓慢处理。不要使电池破裂、泄漏。
（7） 将电池装在设备上时，应尽量将它装在设备的最下面，以便检查、保养和更换。
（8） 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。
（9） 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。
（10）在电池端子、连接片上使用绝缘盖，以防电击伤人。
（11）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。
7注意事项编辑
（1） 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。
（2） 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。
（3） 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。
8经济效益编辑
该产品主要市场是稳定而有保证的民用市场，随着科技发展，民用电器的普及和使用，市场前景是很好的。园筒型电池中，碱性锌锰电池在美国市场占75%，欧洲48%，日本25%。我国预计1995年干电池产量为80亿节，是世界生产干电池的大国。按25%计算的话，碱性锌锰电池要生产20亿节，但国内的人均仅只每年2节，还不包括外销市场(中东、非洲、中南美和欧洲等)，因此国内外市场是很大的。
工信部印发《2013年工业节能与绿色发展专项行动实施方案》(以下简称《方案》)，将以涉铅行业绿色发展为抓手，促进铅酸蓄电池、再生铅等涉铅行业规范发展，提高污染防治水平，推动行业绿色低碳转型。
《方案》中涉铅行业绿色发展计划包括：
印发促进铅酸蓄电池和再生铅产业规范发展的意见，加强政策协调，会同相关部门按照分工方案抓好各项工作的部署落实。
实施铅酸蓄电池行业准入管理。严格执行《铅蓄电池行业准入条件》和《铅蓄电池行业准入公告管理暂行办法》，对新建、改扩建和现有铅酸蓄电池生产企业实施准入公告管理，联合环境保护部分批发布符合准入条件的企业名单公告;组织开展各地区行业主管部门以及骨干企业准入管理培训工作，加大准入管理实施力度;抓紧淘汰落后铅酸蓄电池生产能力，重点淘汰开口式、干式荷电、镉及砷含量超标以及经整改环保不达标的落后铅酸蓄电池生产能力。
实施再生铅行业准入管理。部署《再生铅行业准入条件》实施工作，严格执行准入条件，对新建再生铅项目严格准入和备案管理，严禁新建单系列生产能力在5万吨/年以下项目;对再生铅行业生产企业实行准入公告管理，联合环境保护部分批发布符合准入条件的企业名单;加快淘汰落后再生铅生产能力。
建设铅再生循环利用示范工程。组织实施《再生有色金属产业发展推进计划》，按照再生铅产业布局要求，利用技术改造等资金渠道，在全国支持符合准入条件要求的企业建设一批铅再生循环利用示范项目。
建设铅循环利用体系。选择部分省份开展铅酸蓄电池循环利用体系建设试点，探索铅酸蓄电池生产者责任延伸制度实施机制，建设回收体系。支持铅酸蓄电池、再生铅企业与专业回收公司联合试点，委托符合资质要求的专业回收公司提供废铅酸蓄电池回收服务。鼓励以再生铅企业为核心，依靠自身力量或依托电池生产商、销售商的成熟销售体系建立回收网络，开展电池回收业务。
国家将加大财政资金支持力度，中央财政产业振兴和技术改造专项在项目评审及计划下达过程中将对铅再生循环利用(铅酸蓄电池回收再利用)等项目予以优先考虑;中央财政清洁生产专项资金加大对铅酸蓄电池、再生铅清洁生产技术项目的支持;淘汰落后产能中央财政奖励资金支持淘汰铅冶炼、铅酸蓄电池、再生铅落后产能。地方工业和信息化主管部门充分利用节能减排、技术改造、中小企业等专项资金对专项行动给予支持。同时强化标准约束和监督检查，对铅酸蓄电池、再生铅实施准入管理。加强监督检查，组织开展能耗限额标准执行情况和高耗能落后电机淘汰、落后产能淘汰等专项督察。并按照《关于促进铅酸蓄电池和再生铅产业规范发展的意见》，建立部门协调工作机制，分工落实有关任务。
9技术指标编辑
结构与外观
按其结构可分为单体槽和整体槽两种。单体塑料槽主要是固定型和牵引型蓄电池使用。整体槽主要是汽车型和中、小型阀控式蓄电池。ABS塑料容易注塑成型，工艺简单。最常见的问题是翘曲，其次是汇流痕、分解料等。翘曲主要是由于模具温度较高，或塑料槽等制品在模具内冷却时间过短；汇流痕通常是由于模具排气不良，模具温度较低，注射压力较低造成的；分解料主要是由于加工温度过高，注射压力过大，回用料回用次数过多。另外，ABS电池槽还是有注塑量不足、缺肉、毛刺、飞边、白化、波纹、银丝、气泡、烧伤、混色、裂纹、孔洞等缺陷。这些缺陷与加工过程中注射温度、压力、速度、时间等工艺条件有直接的关系，影响着铅蓄电池槽的外观质量。
耐冲击性
蓄电池槽在一定温度下，受到一定外力冲击是否产生裂纹表示其耐冲击性。蓄电池槽的耐冲击性需要在常温和低温两种状态进行考察。ABS树脂材料具有很高的抗冲击强度，且在低温也不迅速下降，它的抗冲性与树脂中所含橡胶的多少、粒子大小、接枝率和分散的状态有关，同时与使用环境有关，如温度越高，则抗冲击强度越大。ABS树脂材料之所以有良好的抗冲击性能，基本上可以归因于橡胶的粒子吸收了外界的冲击能而抑制了开裂的发展。通过对美国和日本几家公司的ABS电池槽进行常温试验证明，普通材料的耐冲击性良好。阻燃材料，由于电池槽的结构的不同，出现同一材料制成的不同结构的制品，耐冲击性不良，偶尔出现裂纹现象。如果用此电池槽生产电池容易造成漏液等问题。因此,ABS树脂材料的耐冲击性具有很重要的安全作用。另外，电池槽的裂纹的发生与试验温度，槽体的形状结构和跌落位置有很大的影响，因此冲击试验必须是在注塑成形后经过24h，且检查前要在25±2℃温度保持一定时间后才可以进行，壁厚不同保持的时间不同。不同用途和品种的铅蓄电池槽的落球高度，落球质量大小有不同的标准.
耐酸性
铅蓄电池槽在一定温度，时间内承受硫酸溶液的侵蚀，由于受于侵蚀其表观可能发生变化，用是否溶胀、裂纹、变色等表示耐酸性。ABS树脂材料对水、无机盐、碱及酸类几乎没有影响。在酮、醛、酯中会溶解或形成乳浊状。不溶于大部分醇类和烃类熔剂。对所作用的ABS电池槽包括美国、日本等不同厂家的普通材料和阻燃材料进行常温和高温试验，经过规定的试验时间，无变色、裂纹和溶胀现象发生。在注液和充电等过程中，蓄电池温度较高，必须要求电池槽具有很高的耐腐蚀性，以提高其安全性。在常温时耐腐蚀性良好的塑料槽，高温时曾出现过裂纹，剥落现象，严重影响电池的外观和安全性。因此，选择ABS电池槽树脂材料品种时要充分考虑其耐酸性。
质量变化率
ABS塑料铅蓄电池槽在一定温度的硫酸溶液中浸泡一定时间后，由于受到硫酸的侵蚀，其质量发生微小变化。对所使用的ABS电池槽包括美国和日本等不同厂家的普通材料和阻料材料进行试验，部分品种制品满足日本≦1.5%的质量变化率标准，而略高于中国≦1.0 %的质量变化率标准。ABS电池槽质量变化率越小，受酸的侵蚀越小，稳定性越好。
溶出杂质
ABS树脂材料含有微量铁、高锰酸钾还原物质、锑等杂质，杂质的含量主要与制造厂家在生产中所用的原料和
所用的添加剂的杂质的含量有关。ABS电池槽在一定温度的硫酸溶液中浸泡一定时间后溶出铁、高锰酸钾还原物质、灼热余渣、锑等杂质。它们被控制在一定的范围内，参见表1.
表示其耐电压性。试验方法为干法和湿法。ABS树脂材料具有优良的电性能，其电绝缘很少受温度，湿度的影响，而且在很大的频率变化范围内保持恒定。介电强度可达14~15kv/mm。ABS电池槽在一定的直流电压作用下，若有缺陷或材质本身电阻低，则会被击穿，小型阀控式蓄电池槽的判定标准，干法6000V未击穿或湿法5000V未击穿为合格。蓄电池槽的耐电压性越高，绝缘性越好、越安全。
耐应力
非结晶性高聚物成型的塑料经非极性溶剂浸润或浸泡一定时间，槽体应力集中较大的部位将产生裂纹。ABS树脂材料的制品有无应力，可用浸入冰醋酸是否开裂的方法来检验。也可用归入四氯化碳是否开裂的方法来检验。对所使用的ABS电池槽包括美国和日本等不同厂家的普通材料和阻燃材料进行试验，无应力开裂现象发生。
耐热性
蓄电池槽在一定温度下保持一定时间，冷却至室温，外观尺寸发生的变化表示其耐热性。ABS树脂材料具有优良的热性能。在热塑性塑料中是线胀系数较小的一种，大多数ABS塑料在-40℃时仍有相当的冲击强度，表现出韧性，因此一般ABS塑料制品的使用温度范围从-40℃~100℃。中国和日本均规定不大于1%的尺寸变化率。对所作用的ABS电池槽包括美国、日本等不同厂家的普通材料和阻燃材料进行试验。尺寸变化率最大为0.298%，满足要求。
耐气压性
阀控密封式蓄电池槽通入一定压力的气体后，因膨胀产生一定的形变表示槽体的耐气性。对所使用的ABS蓄电池槽包括美国、日本等不同厂家的普通材料和阻燃材料进行试验、满足要求。。
耐溶剂性
ABS塑料，一定浓度的乙醇水溶液浸泡及浸润一定的时间后，应无龟裂、变色、变形等。对所作用的ABS铅蓄电池槽包括美国、日本等不同厂家的普通材料和阻燃材料进行试验，满足要求。
储存期
普通的黑色ABS树脂材料耐候性较好，它室外暴露2年经太阳和大气的侵蚀，外观和性能都不变。暴露在空气中或埋在地下，都没有明显的腐蚀。温度对ABS产品使用的影响，与受力和环境条件有很大的关系，在正常温度范围内使用,ABS制品的性能变化不大。
10充电原理编辑
铅蓄电池内的阳极(PbO2)及阴极(Pb)浸到电解液(稀硫酸)中，两极间会产生2V的电力，这是根据铅蓄电池原理，经由充放电，则阴阳极及电解液即会发生如下的变化： (阳极) (电解液) (阴极) PbO2 + 2H2SO4 + Pb ---> PbSO4 + 2H2O + PbSO4 (放电反应) (二氧化铅) (硫酸) (海绵状铅) PbO2 中Pb的化合价降低，被还原，负电荷流动；海绵状铅中Pb的化合价升高，正电荷流动。 (阳极) (电解液) (阴极) PbSO4 + 2H2O + PbSO4 ---> PbO2 + 2H2SO4 + Pb (充电反应) （必须在通电条件下） (硫酸铅) (水) (硫酸铅) 第一个硫酸铅中铅的化合价升高，被氧化，正电荷流入正极；第二个硫酸铅中铅的化合价降低，被还原，负电荷流入负极。 1. 放电中的化学变化 蓄电池连接外部电路放电时，稀硫酸即会与阴、阳极板上的活性物质产生反应,生成新化合物『硫酸铅』。经由放电硫酸成份从电解液中释出，放电愈久，硫酸浓度愈稀薄。所消耗之成份与放电量成比例，只要测得电解液中的硫酸浓度，亦即测其比重，即可得知放电量或残余电量。 2. 充电中的化学变化 由于放电时在阳极板，阴极板上所产生的硫酸铅，会在充电时被分解还原成硫酸,铅及二氧化铅,因此电池内电解液的浓度逐渐增加, 亦即电解液之比重上升，并逐渐回复到放电前的浓度，这种变化显示出蓄电池中的活性物质已转换到可以再度供电的状态，当两极的硫酸铅被转变成原来的活性物质时，即等于充电结束，而阴极板就产生氢，阳极板则产生氧，充电到最后阶段时，电流几乎都用在水的电解，因而电解液会减少，此时应以纯水补充之。