2022年铅酸电池的性能指标正确使用与维护方法 .pdf

fpg fpg 铅酸电池性能指标、正确使用与维护方法A1341 班朱思灵11308110104 铅酸电池 ，是一种电极主要由铅及其氧化物制成，电解液是硫酸溶液蓄电池。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，正负极主要成分均为硫酸铅。1.铅酸蓄电池主要性能指标（1）安全性能安全性能指标不合格蓄电池是不可接受，其中影响最大是爆炸和漏液。爆炸和漏液发生主要与蓄电池内压、结构、工艺设计（比如安全阀失效）及应当禁止不正确操作有关。（2）额定容量为了蓄电池容量，定义了蓄电池额定容量。额定容量是蓄电池制造时候，规定蓄电池在一定放电条件下应该放出最低限度电量，其单位为Ah。使用条件不同，蓄电池能够放出容量也不同。规定蓄电池放电条件为：蓄电池放电电流。一般所说就是放电率，针对蓄电池放电电流大小分别有时间率和电流率。放电时间率是指在一定放电条件下放电到终止电压时间长短。依据 IEC标准，放电率分别为20 小时率、 10 小时率、 5 小时率、 3 小时率、 2 小时率、 1 小时率、 0.5 小时率等。蓄电池额定容量用C来表示，以不同放电率得到蓄电池容量会不同。放电终止电压。放电电流不同，终止放电电压也不相同。随着放电进行，蓄电池端电压会逐步下降。在25条件下放电到能够再次反复充电使用最低电压称为放电终止电压。 放电率不同， 放电终止电压也不相同。一般为 10 小时率放电终止电压多数为1.8V/单格， 以 2 小时率方电终止电压一般为1.75V/单格。 低于这个电压时，虽然可以放出稍微多一点电量， 但是容易形成再次充电容量下降，所以除非特殊情况，不要放电到终止电压。放电温度。 需电池在低温时放电容量小，高温时容量大，为了统一放电容量就规定了放电温度。蓄电池实际容量。蓄电池实际容量反应蓄电池实际存储电量多少，单位用安时表示（ Ah）表示。同样安时数越大，则蓄电池容量就越大，电动自行车续行里程就越远。在使用过程中， 蓄电池实际容量会逐步衰减。国家标准规定新出厂蓄电池实际容量大于额定容量者为合格蓄电池。如现在市场上电动自行车蓄电池，以恒定电流5A 放电要超过 2h，相当于电动自行车在平坦路上连续行驶2h 以上。影响蓄电池容量因素有极板构造、充放电电流大小、电解液温度及密度等，其中以充放电电流和温度影响最大。如充放电流过大， 将使极板上活性物质变化处于表面,容量则降低很多。蓄电池放电电流不同，所能够放出容量也不相同，放电电流越大，能够放出电量越小。例如电动自行车常用电流为5A，使用标称 10Ah 蓄电池就是2 小时率放电，如果采用10 小时率放电，可以达到12Ah。这样，该蓄电池如果按照2 小时率标称应该是 10Ah，如果按照10 小时率标称就是12Ah.所以评价蓄电池容量不仅仅要看蓄电池标称容量，还要看蓄电池放电率。电动自行车蓄电池往往标称为10Ah，同一个蓄电池也可以标 12Ah 和 14Ah。 再比如，14Ah 许电车也可以标为17Ah。 还有一些蓄电池标为20Ah，蓄电池容量标称值大了，但是其容量没有明显变化。（3）内阻蓄电池内阻是指电流流过蓄电池内部时所受阻力，铅酸蓄电池内阻很小，需要用专门仪器才可以测得到比较准确结果。一般所指蓄电池内阻是充电态内阻，即名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 5 页 - - - - - - - - - fpg fpg 蓄电池充满电时内阻。与之对应是放电态内阻，并且不太稳定。蓄电池内阻越大，蓄电池自身消耗掉能量越多，其使用效率越低。内阻很大蓄电池在充电时发热很厉害，使蓄电池温度急剧上升，对蓄电池和充电器影响都很大。随着蓄电池使用次数增多，由于电解液消耗及蓄电池内部化学物质活性降低，蓄电池内阻会有不同程度增大，质量越差蓄电池增大越快。蓄电池内部阻抗会因放电量增加而增大，尤其是在放电终止时阻抗最大，主要因为放电进行使得极板内产生不良导体硫酸铅以及电解液比重下降，故放电后务必马上充电。若任其持续放电，则硫酸铅形成安定白色结晶（即硫化现象）后，即使充电，极板活性物质亦无法恢复原状，从而将缩短蓄电池使用寿命。温度下降将导致电解液流动性变差，极板收缩，化学变化迟缓，蓄电池内阻增加。从 30开始，若温度下降1，容量将下降1左右，其内阻也有所增大。所以在严寒地区，气温在20以下时容量已下降至60，内阻增大，常感到蓄电池电力不足。在严寒地区易出现过量放电，而在温带地区则经常出现过量充电问题。所以要使用好蓄电池，必须根据当地气候条件，针对实际情况， 掌握其使用规律。蓄电池充电必须根据不同情况选择适当方法并正确使用充电设备，这样才能提高蓄电池容量，延长蓄电池使用寿命。铅酸蓄电池内阻与镍氢蓄电池及锂离子蓄电池相比较小，即蓄电池容量下降2/3 后，仍能提供较大电流，而电源电压基本稳定，波动较小。而镍氢蓄电池及锂离子蓄电池就不同了。以36V/9Ah 锂离子蓄电池为例，当容量下降到原来1/3 后，电流输出为12A 时，电压就会有45V 波动，即有电流输出时为31V，无电流输出时接近35V。这样在电动自行车应用中，骑行时会出现运行不平稳，时而有输出时而无输出现象。（4）循环寿命循环寿命是指蓄电池可经历重复充放电次数。蓄电池寿命和容量成反比关系，循环寿命还与充放电条件密切相关，一般充电电流越大（充电速度越快），循环寿命越短。寿命是表示蓄电池容量衰减速度一项指标，随着使用深入，蓄电池容量衰减是不可避免， 当容量衰减到某规定值时，可以判定寿命终结。按照新制定电动自行车蓄电池标准， 一定容量 70充放电循环次数来表示蓄电池寿命，合格底线为350 次。因此，对于日常交通距离小于30 用户而言，若电机、控制器、充电器等都是良好，使用方法正确，一组较好蓄电池最短服役时间达到一年以上应该是可以保证。容量和寿命是衡量蓄电池性能主要指标，容量一般以Ah 为单位，表明蓄电池储备能量能力。例如一个标称容量为12Ah 蓄电池，则必须达到以6A 放电，放至终止电压3105V(36V)时间应不小于2h 水平。将这种蓄电池用于电动自行车，载重75kg，在平坦路面上骑行，工作电流约为4A，放电时间应大于3h，时速为20 ，那么它理论续行里程将达到50 。若考虑途中刹车、启动等因素，采用这种蓄电池电动自行车续行里程可达到 4050 。一般来说，放电电流越大，蓄电池寿命越短；放电深度越深，蓄电池寿命也越短。铅酸蓄电池可以应付短时间大电流放电，这时候放电深度不深。小电流放电时， 即便放电深度稍微深一些，对蓄电池寿命影响也不大。蓄电池最怕连续大电流深度放电。影响铅酸蓄电池寿命因素有极板内在因素，诸如活性物质组成、晶型、孔隙率、极板尺寸、 板栅材料和结构等；也取决于一系列外在因素，如放电电流密度、电解液浓度和温度、放电深度、维护状况和储存时间等。放电深度。放电深度即使用过程中放电到何程度时开始停止，100深度指放出全部容量。 铅酸蓄电池寿命受放电深度影响很大。设计造型时重点要考虑深循环使用，则铅酸蓄电池会很快失效。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 5 页 - - - - - - - - - fpg fpg 因为正极活性物质二氧化铅本身互相结合就不牢，放电时生成硫酸铅，充电时又恢复为二氧化铅，硫酸铅摩尔体积比氧化铅大，则放电时活性物质体积膨胀。1mo1 氧化铅转化为 1mo1 硫酸铅时，体积增加95。这样反复收缩和膨胀，就会使二氧化铅粒子之间相互结合逐渐松弛，易于脱落。若1mo1 二氧化铅活性物质只有2220放电，则收缩、膨胀过程就大大降低，结合力破坏变缓，因此，放电深度越深，其循环寿命越短。过充电程度。 过充电时有大量气体析出，这时正极板活性物质遭受气体冲击，这种冲击会促进活性物质脱落。此外， 正极栅合金也遭受严重阳极氧化而腐蚀，所以蓄电池过充电时会使蓄电池使用寿命缩短。温度影响。铅酸蓄电池寿命随温度升高而延长。在10 35之间，温度每升高 1，增加 56 个循环；在35 45之间，温度每升高1，可延长寿命25 个循环以上；温度高于50，则因负极硫化容量损失而缩短了寿命。蓄电池寿命在一定温度范围内随温度升高而延长，这是因为容量随温度升高而增大。如果放电容量不变，则在温度升高时其放电深度降低，而使寿命延长。硫酸浓度影响。硫酸浓度增大，虽对正极板容量有利，但蓄电池自放电增加板栅腐蚀加速， 也促使二氧化铅松散脱落。随着蓄电池中硫酸浓度增大，循环寿命将缩短。放电电流密度影响。随着放电电流密度增大蓄电池寿命将缩短，因为在大电流密度和高硫酸浓度条件下，正极二氧化铅易松散脱落。（5）荷电保持能力蓄电池荷电保持能力是指在开路状态下，蓄电池储存电量在一定环境条件下保持能力。自放电主要是由蓄电池材料、制作工艺、储存条件等多反面因素决定。通常温度越高，自放电率越大。 蓄电池有一定程度自放电属于正常现象。经充电蓄电池在存放过程中，其容量会因内部自行放电而逐渐减小，其原因是被充电阴极活性物质和硫酸起了反应，生产氢气而失电。一般在温度越高和比重越大时，自放电量也越大。在正常情况下，蓄电池每存放一天，容量减小2左右，超过此值则属不正常。造成蓄电池自行放电主要原因是电解液不纯净或单体蓄电池内电解液中硫酸浓度不均匀，特别是电解液中硫酸下沉，出现上下浓度差时，就会使极板产生电位差而引起自行放电。（6）高率放电性能高率放电性能即大电流放电能力，主要和蓄电池材料及制作工艺有关。蓄电池电解液比重几乎与放电量成正比例。因此，根据蓄电池完全放电时比重及10放电时比重，即可推算出蓄电池放电量。测定铅酸蓄电池电解液比重是得知放电量最佳方式。测量电解液比重时， 须使用吸收式比重计将电解液缓缓吸入外筒，从浮标刻度即可测知比重。铅酸蓄电池电解液比重会随温度变化而变化，电解液比重以20时比重为标准，因此比重计上读数必须换算为20时标准比重。比温度变化1时，则比重变化0.0007，因此，在测量比重同时必须测量温度，测温时应使用棒状酒精温度计。若在温度t 时所测比重为 St,则可以下式换算标准温度（20）时比重S20。S20=St+0.0007(t-20) 式中： S20 为换算到20时比重； St 为温度 t 时所测比重； t 为电解液实际温度。例如： 20时比重为1.280，在 10时变为1.287，30时变成 1.273。（7）蓄电池额定电压国家标准规定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 蓄电池 )，串联 6格就为12.6V（标称为12V 蓄电池）。该电压值是在完全充电状态下且端子间没构成电路时电压（开路电压）。蓄电池电动势和硫酸浓度成正比，并受温度影响。放电时电压与放电电流和蓄电池内阻有关，放电电流越大，电压下降越多。放电到0V 后，即使再名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 5 页 - - - - - - - - - fpg fpg 充电也不能恢复原来性能。所以， 依放电电流多少规定了相应停止放电电压，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电压。市场上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电压值，36V 蓄电池组工作电压一般在4131.5V 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，影响蓄电池使用寿命。（8）电解液电解液是由高纯度硫酸和纯水组成无色透明稀硫酸，它和阴、阳极板起化学作用，把化学能转化成电能，同时在蓄电池内部起导电作用。电解液比重在标准温度20下定位 1.28。2.铅酸电池使用条件（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）使用指定充电器在指定条件下充电，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）电池指定使用范围如下。超出此范围可能会引起电池损害。电池正常操作范围为：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。3.铅酸电池保养方法电动自行车和电动摩托车等已成为大中小城市重要交通工具，普遍为人们所接受。由于电动车相对传统自行车来说，价格普遍较高，因此使用寿命也成为人们最为关心问题。事实上， 蓄电池作为电动自行车核心部件之一，蓄电池使用寿命在很大程度上决定了电动车使用寿命。所以，加强蓄电池保养，将能够延长蓄电池使用寿命。据了解，电动车所使用蓄电池都是铅酸蓄电池，对于铅酸蓄电池保养，下面给出了一系列建议，共包括八个小诀窍。充电铅酸蓄电池没有记忆，之所以容量快速减少主要是蓄电池硫化和“失水”、 “亏电” 等一些原因，蓄电池最怕就是“亏电”欠压，蓄电池常“亏电”，电池极板极易受伤，现实中名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 5 页 - - - - - - - - - fpg fpg 高达 70%电动车电池容量减少电极板被放电时强电流（启动电流） 拉伤所致 （电动摩托车尤其明显） ，电极板拉伤属于电池物理损伤，这种损伤无法修复。因此“天天用车、天天充电” ，保证蓄电池随时有充足电压就成为必然。定时补充蒸馏水用户普遍以为， 免维护蓄电池不用加水，其实这种说法是错误。免维护蓄电池在充电和大电流放电过程中会产生热量，有热量就会有水分蒸发，尽管水蒸发过程十分缓慢，但时间一长， 累计水蒸发量就不容小视。因此每 6 个月左右应该给蓄电池补水一次，这样蓄电池使用寿命才会延长。电动车启动电动车启动电流很大，尤其是大功率电机电摩，启动电流更大。 大电流很伤蓄电池极板，最好方法就是在启动前象骑自行车一样骑行后，再启动电动车电源。电瓶放电蓄电池在使用了一段时间后必然会有一些活性物质下沉，如果活性物质不及时激活，势必会对蓄电池容量造成一些影响，因此， 在经常使用电动车时候，要做到每季对蓄电池深度放电一次。充电器新电池充电过程一般都是6-8 个小时， 充满电后充电器会亮绿灯，如果充电时间过长就要检查充电器电压保护装置是否坏损，如果坏损就需要及时调换充电器，否则极易充坏蓄电池。另外，充电器不要购买快速充电器，快速充电同样对蓄电池极板有伤害。久不使用这样做目就是防止蓄电池放置时间过长而引起蓄电池硫化和“亏电”。防止蓄电池爆晒爆晒会使电池温度升高，大大缩短蓄电池使用时间。电瓶保护器电瓶保护器也就是脉冲发生器，因脉冲不间断消除电瓶硫化，使极板始终保持 “洁净”，从而达到延长电瓶使用寿命效果，但对大电流损伤电池极板作用不大。清洁蓄电池如果不及时清洗话，很容易影响电池使用寿命和通电效果。简单地说， 蓄电池是一种能将化学能量转化为电能电化学设备。保持蓄电池正常工作，蓄电池清洁是必不可少。 这种蓄电池极柱和夹头之间很容易发生氧化反应，严重甚至可以腐烂夹头部位金属部件。普通型铅酸蓄电池，特别要注意平时清洁工作。要注意检查极柱和夹头是否连接紧固、有没有任何腐蚀和烧损、还要检查排气孔有无堵塞、电解液是否有所减少，如果发现问题要及时处理。启动汽车时每次启动时间不应超过3 至 5 秒，再次启动间隔时间不少于10 秒。汽车长期放置不用，应先对车进行充分充电。同时每隔一个月将汽车发动一次，保持中等转速运行20 分钟左右。否则，放置时间太长，将难以启动。一般免维护蓄电池也要经常检查工作情况，出现问题要及时更换。1 免维护电池， 如今多数轿车已经开始使用，这种蓄电池在使用中不需要添加蒸馏水，接线柱不会腐蚀，自放电少，寿命长。但如果不及时检查话，蓄电池到了报废期车主还不清楚，同样会影响汽车正常工作。名师资料总结 - 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