電池基本知識培訓教材200806[1]

1、鉛酸蓄電池基礎(chǔ)知識培訓主講：王志安各位朋友：大家好！歡迎大家到圣豹電源參觀、學習、工作或指導工作！一、化學電源（即電池）（即電池）（一）、概念：化學電源是一種把化學反應(yīng)所釋放出來的能量直接轉(zhuǎn)換成直流電能一）、概念：化學電源是一種把化學反應(yīng)所釋放出來的能量直接轉(zhuǎn)換成直流電能的裝置。的裝置。（二）、分類：化學電源的分類方式有如下幾種：（二）、分類：化學電源的分類方式有如下幾種：1 1、按電解質(zhì)種類分類：堿性電池、酸性電池、中性電池、有機電解質(zhì)電池。、按電解質(zhì)種類分類：堿性電池、酸性電池、中性電池、有機電解質(zhì)電池。2 2、按工作性質(zhì)分類：、按工作性質(zhì)分類：A A、原電池（又叫一次電池）：電池經(jīng)放電使

2、用后，不能用充電的方法再重新使用、原電池（又叫一次電池）：電池經(jīng)放電使用后，不能用充電的方法再重新使用的電池；的電池；B B、蓄電池（又叫二次電池）：電池在放電使用后，可以通過充電的方法使電池能、蓄電池（又叫二次電池）：電池在放電使用后，可以通過充電的方法使電池能夠重新使用的電池。因此，又叫可充電電池；夠重新使用的電池。因此，又叫可充電電池；C C、貯備電池（又叫激活電池）：此類電池常用作海洋等環(huán)境的救生使用；、貯備電池（又叫激活電池）：此類電池常用作海洋等環(huán)境的救生使用；D D、燃料電池（又叫連續(xù)電池）：此類電池主要用于航空航天，如火箭、航天飛機、燃料電池（又叫連續(xù)電池）：此類電池主要用于航

3、空航天，如火箭、航天飛機等。等。二、鉛酸蓄電池的發(fā)展史v1859年法國普蘭特制出第一只鉛酸蓄電池；年法國普蘭特制出第一只鉛酸蓄電池；v1881年富爾發(fā)明涂膏式極板；年富爾發(fā)明涂膏式極板；1889年改善了板柵的年改善了板柵的形狀；形狀；v1957年德國陽光公司制成了密封膠體鉛酸蓄電池；年德國陽光公司制成了密封膠體鉛酸蓄電池；v1971年美國年美國GATES公司生產(chǎn)出玻璃纖維隔板的吸液公司生產(chǎn)出玻璃纖維隔板的吸液式電池（也就是現(xiàn)在的式電池（也就是現(xiàn)在的VRLA電池）；電池）；三、鉛酸蓄電池分類三、鉛酸蓄電池分類1、按用途分類、按用途分類v起動用：供各種汽車、拖拉機、柴油機、船舶起動點火用；起動用：

4、供各種汽車、拖拉機、柴油機、船舶起動點火用；v固定型防酸式：用于發(fā)電廠、變電所、醫(yī)院等，作為保護、事故照固定型防酸式：用于發(fā)電廠、變電所、醫(yī)院等，作為保護、事故照明、通訊等備用電源；明、通訊等備用電源；v牽引用：用于各種蓄電池車、叉車、礦用電機車、碼頭起重車等；牽引用：用于各種蓄電池車、叉車、礦用電機車、碼頭起重車等；v鐵路客車用：供鐵路客車車輛明明及電器設(shè)備用，車輛運行時充電；鐵路客車用：供鐵路客車車輛明明及電器設(shè)備用，車輛運行時充電；v內(nèi)燃機車用：內(nèi)燃機車的起動和照明；內(nèi)燃機車用：內(nèi)燃機車的起動和照明；v摩托車用：摩托車起動、照明、點火；摩托車用：摩托車起動、照明、點火；v航空用：飛機的起

5、動、照明、通訊；航空用：飛機的起動、照明、通訊；v此外，還有潛艇用、坦克用、礦燈用等。此外，還有潛艇用、坦克用、礦燈用等。2、按極板結(jié)構(gòu)分類：管式、涂膏式、形成式、按極板結(jié)構(gòu)分類：管式、涂膏式、形成式3、按電池蓋和排氣栓結(jié)構(gòu)分類：開口式、排氣式、防酸隔爆式、防酸、按電池蓋和排氣栓結(jié)構(gòu)分類：開口式、排氣式、防酸隔爆式、防酸消氫式、閥控式密閉型消氫式、閥控式密閉型四、VRLA電池的結(jié)構(gòu)組成1 1、結(jié)構(gòu)組成、結(jié)構(gòu)組成VRLAVRLA電池由正負極板、隔板、外殼、安全閥、端子、電解液（硫酸溶液）幾電池由正負極板、隔板、外殼、安全閥、端子、電解液（硫酸溶液）幾部分組成。部分組成。2 2、各部分的作用、各部

6、分的作用A A、極板：提供電池充放電時所需化學物質(zhì)，即發(fā)生充放電化學反應(yīng)的主體；、極板：提供電池充放電時所需化學物質(zhì)，即發(fā)生充放電化學反應(yīng)的主體；B B、隔板：吸附、儲存電解液；作為氧氣復合的氣體通道；防止正負極短路；、隔板：吸附、儲存電解液；作為氧氣復合的氣體通道；防止正負極短路；防止正負極活性物質(zhì)脫落；防止正負極活性物質(zhì)脫落；C C、外殼：盛裝電池各部分物質(zhì)的容器；、外殼：盛裝電池各部分物質(zhì)的容器；D D、電解液：電池充放電時離子導電的物質(zhì)；電池充電與放電時參與化學反應(yīng)；、電解液：電池充放電時離子導電的物質(zhì)；電池充電與放電時參與化學反應(yīng)；E E、安全閥：單向?qū)ㄩy。電池充放電產(chǎn)生的氣體壓力

7、達到一定值時向外界釋、安全閥：單向?qū)ㄩy。電池充放電產(chǎn)生的氣體壓力達到一定值時向外界釋放氣體，從而防止電池變形、防止外界氣體進入電池內(nèi)部、防止電解液揮發(fā)放氣體，從而防止電池變形、防止外界氣體進入電池內(nèi)部、防止電解液揮發(fā)損失；損失；F F、端子：電池與用電器具之間的連接部分；、端子：電池與用電器具之間的連接部分；五、VRLA電池的反應(yīng)原理與密封原理1 1、VRLAVRLA電池的反應(yīng)原理電池的反應(yīng)原理 正極：正極：PbOPbO2 2HSOHSO- -4 43H3H+ +2e PbSO2e PbSO4 4+2H+2H2 2O O 負極：負極：Pb + HSOPb + HSO4 4- - - 2e P

8、bSO - 2e PbSO4 4 + H+ H+ + 總反應(yīng)：總反應(yīng)：PbOPbO2 2+Pb+2H+Pb+2H2 2SOSO4 4 2PbSO2PbSO4 4+2H+2H2 2O O放電充電充電放電充電放電2 2、VRLAVRLA電池的密封原理電池的密封原理 鉛酸蓄電池充電后期，電極上同時發(fā)生的電化學反應(yīng)為：鉛酸蓄電池充電后期，電極上同時發(fā)生的電化學反應(yīng)為： 正極：正極： PbSOPbSO4 4 + 2H + 2H2 2O 2e PbOO 2e PbO2 2 + HSO + HSO4 4- - + 3H + 3H+ + 副反應(yīng)：副反應(yīng)： H H2 2O 2e 2HO 2e 2H+ + + 1

9、/2 O + 1/2 O2 2 負極：負極： PbSOPbSO4 4 + H + H+ + + 2e Pb + HSO + 2e Pb + HSO4 4 副反應(yīng)：副反應(yīng)： 2H2H+ + + 2e H + 2e H2 2 可以看出，電池充電時產(chǎn)生可以看出，電池充電時產(chǎn)生H H2 2和和O O2 2是不可避免的，而兩種氣體的再化合只有在催是不可避免的，而兩種氣體的再化合只有在催化劑存在的條件下才能進行，化劑存在的條件下才能進行，505060年代曾研究過用年代曾研究過用Pt催化的防爆栓，但因結(jié)催化的防爆栓，但因結(jié)構(gòu)復雜，價格昂貴，可靠性差而淘汰。構(gòu)復雜，價格昂貴，可靠性差而淘汰。六、圣豹六、圣豹V

10、RLA電池的系列與容量規(guī)格電池的系列與容量規(guī)格1、圣豹生產(chǎn)的、圣豹生產(chǎn)的VRLA電池有電動助力車（電池有電動助力車（DZM）用、小型閥控密封式（）用、小型閥控密封式（FM）和固定型閥控密封式（和固定型閥控密封式（GFM）三大系列；）三大系列；2、各系列電池的容量規(guī)格、各系列電池的容量規(guī)格A、DZM系列：容量規(guī)格有系列：容量規(guī)格有6Ah、10Ah、17Ah、20Ah、24Ah、33Ah等；等；B、FM系列：容量規(guī)格系列：容量規(guī)格1.3Ah65Ah；C、GFM系列：容量規(guī)格系列：容量規(guī)格33Ah2000Ah；注：注：FM系列與系列與GFM系列容量規(guī)格有重疊是系列容量規(guī)格有重疊是2005年新頒布的國

11、家標準規(guī)定的。年新頒布的國家標準規(guī)定的。3、圣豹生產(chǎn)的、圣豹生產(chǎn)的VRLA電池執(zhí)行的國家或行業(yè)標準電池執(zhí)行的國家或行業(yè)標準A、DZM系列執(zhí)行系列執(zhí)行JB/T10262-2001（機械標準）；（機械標準）；B、FM系列執(zhí)行系列執(zhí)行GB/T 19639.1-2005GB/T 19639.1-2005 （國家標準）；（國家標準）；C、GFM系列執(zhí)行系列執(zhí)行GB/T19638.2-2005 GB/T19638.2-2005 （國家標準）；（國家標準）；七、圣豹七、圣豹VRLAVRLA電池的結(jié)構(gòu)電池的結(jié)構(gòu) 圣豹產(chǎn)品結(jié)構(gòu)圣豹產(chǎn)品結(jié)構(gòu)FM系列系列（容量從（容量從1.3Ah-65Ah不等）不等）中國知中國知名

12、品牌名品牌 圣豹產(chǎn)品結(jié)構(gòu)圣豹產(chǎn)品結(jié)構(gòu)GFM系列系列（容量從（容量從33Ah-200Ah不等，是不等，是6V及及12V電池）電池）中國知中國知名品牌名品牌 圣豹產(chǎn)品結(jié)構(gòu)圣豹產(chǎn)品結(jié)構(gòu)GFM系列系列（容量從（容量從100Ah-2000Ah不等，是不等，是2V電池）電池）中國知中國知名品牌名品牌中國知中國知名品牌名品牌圣豹產(chǎn)品結(jié)構(gòu)圣豹產(chǎn)品結(jié)構(gòu)DZM系列系列容量有容量有10Ah、17Ah、20Ah、24Ah、33Ah等等 圣豹產(chǎn)品目錄圣豹產(chǎn)品目錄DZM系列系列中國知中國知名品牌名品牌八、圣豹八、圣豹VRLA電池的應(yīng)用領(lǐng)域電池的應(yīng)用領(lǐng)域圣豹圣豹VRLAVRLA電池應(yīng)用領(lǐng)域廣泛電池應(yīng)用領(lǐng)域廣泛中國知中國知名

13、品牌名品牌1、郵電通信：浮充運行，、郵電通信：浮充運行，市電停電時作為備用電源；市電停電時作為備用電源；2、電動自行車：作為電動、電動自行車：作為電動自行車的動力電源；自行車的動力電源；3、電力行業(yè)：作為電廠分、電力行業(yè)：作為電廠分合閘啟動用；合閘啟動用；4、廣電系統(tǒng)：不間斷電源，、廣電系統(tǒng)：不間斷電源，也作為市電停電時的備用電也作為市電停電時的備用電源；源；5、UPS系統(tǒng)：不間斷電源，系統(tǒng)：不間斷電源，作為計算機等的備用電源，浮作為計算機等的備用電源，浮充運行；充運行；九、鉛酸蓄電池的基本術(shù)語（一）、電池電壓（一）、電池電壓1、開路電壓：電池在斷路正負兩極的電極電位之差，也叫端電壓；、開路電

14、壓：電池在斷路正負兩極的電極電位之差，也叫端電壓；2、浮充電壓：電池浮充使用時的充電電壓；、浮充電壓：電池浮充使用時的充電電壓；3、儲存電壓：電池儲存一段時間后的開路電壓；、儲存電壓：電池儲存一段時間后的開路電壓；（二）、其它術(shù)語（二）、其它術(shù)語1、理論容量：電池的活性物質(zhì)理論上計算出的容量，單位為、理論容量：電池的活性物質(zhì)理論上計算出的容量，單位為Ah；2、實際容量：電池按一定的放電條件所能釋放的電量，單位為、實際容量：電池按一定的放電條件所能釋放的電量，單位為Ah；3、額定容量：按照相關(guān)標準，電池必須達到的最低容量，單位為、額定容量：按照相關(guān)標準，電池必須達到的最低容量，單位為Ah；4、放

15、電制度：也叫放電條件，包含放電電流、終止電壓、放電溫度、放電、放電制度：也叫放電條件，包含放電電流、終止電壓、放電溫度、放電功率、放電電阻；功率、放電電阻；5、放電速率：分為倍率與小時率兩種、放電速率：分為倍率與小時率兩種A、一只、一只10Ah的電池以的電池以2小時率放電，則放電電流為小時率放電，則放電電流為5A；B、一只、一只10Ah的電池以的電池以0.2倍率放電，則放電電流為倍率放電，則放電電流為2A；中國知中國知名品牌名品牌十、DZM、FM、GFM系列電池型號命名規(guī)則1、DZM系列系列（以（以6-DZM-10為例）為例） 6表示該電池有表示該電池有6個單格，電壓為個單格，電壓為12V；D

16、表示電動、表示電動、Z表示助力型、表示助力型、M表示密封；表示密封；10表示該表示該電池電池2小時率額定容量為小時率額定容量為10Ah；2、FM系列系列（以（以3-FM-4為例）為例） 3表示該電池有表示該電池有3個單格，電池為個單格，電池為6V；F表示閥控式、表示閥控式、M表示密封；表示密封；4表示該電池表示該電池20小時率額小時率額定容量為定容量為4Ah；3、GFM系列系列（以（以6-GFM-100和和GFM-300為例）為例） 6-GFM-100電池：電池：6表示該電池有表示該電池有6個單格，電壓為個單格，電壓為12V；G表示固定型、表示固定型、F表示閥控式、表示閥控式、M表示密封；表示

17、密封；100表示該電池表示該電池10小時率額定容量為小時率額定容量為100Ah； GFM-300電池：該電池型號電池：該電池型號GFM前沒有數(shù)字，表示該電池有前沒有數(shù)字，表示該電池有1個單格，電壓為個單格，電壓為2V； G表示表示固定型、固定型、F表示閥控式、表示閥控式、M表示密封；表示密封；100表示該電池表示該電池10小時率額定容量為小時率額定容量為300Ah；中國知中國知名品牌名品牌十一、十一、VRLA電池生產(chǎn)工藝流程電池生產(chǎn)工藝流程極板制造 極板組包封 極群焊接 加電解液 殼蓋密封 極群入外殼 充電 放電 （ 配組） 補充電 包裝入庫十二、十二、 三大系列電池的放電制度三大系列電池的放

18、電制度1、DZM系列：以2小時率電流放電到終止電壓為10.5V（或5.25V）時放電時間須大于或等于2小時。以以6-DZM-10電池為例：即以電池為例：即以5A恒流放電到恒流放電到10.5V時，放電時間應(yīng)大于或等于時，放電時間應(yīng)大于或等于2小時。因為放電電小時。因為放電電流流=10Ah2h=5A，額定容量，額定容量=5A2h=10Ah；2、FM系列：以20小時率電流放電到終止電壓為10.5V（或5.25V）時放電時間須大于或等于20小時。以以3-FM-4電池為例：即以電池為例：即以0.2A恒流放電到恒流放電到5.25V時，放電時間應(yīng)大于或等于時，放電時間應(yīng)大于或等于20小時。因為放電電小時。因

19、為放電電流流=4Ah20h=0.2A，額定容量，額定容量=0.2A20h=4Ah；3、GFM系列：以10小時率電流放電到終止電壓為10.8V（或1.8V）時放電時間須大于或等于10小時。以以6-GFM-100電池為例：即以電池為例：即以10A恒流放電到恒流放電到10.8V時，放電時間應(yīng)大于或等于時，放電時間應(yīng)大于或等于10小時。因為放小時。因為放電電流電電流=100Ah10h=10A，額定容量，額定容量=10A10h=100Ah；以以GFM-300電池為例：即以電池為例：即以30A恒流放電到恒流放電到1.8V時，放電時間應(yīng)大于或等于時，放電時間應(yīng)大于或等于10小時。因為放電電小時。因為放電電流

20、流=300Ah10h=30A，額定容量，額定容量=30A10h=300Ah；十三、VRLA電池常見故障VRLA電池常見故障有短路、斷路、單格反極、鼓脹變形與熱失控等。1、短路：是指電池中某一個或某幾個單格內(nèi)正負極板直接接觸造成的短路。表現(xiàn)形式為電池、短路：是指電池中某一個或某幾個單格內(nèi)正負極板直接接觸造成的短路。表現(xiàn)形式為電池開路電壓低于正常電壓值。若一個單格短路，則開路電壓低于正常值約開路電壓低于正常電壓值。若一個單格短路，則開路電壓低于正常值約2V；若有幾個單格短；若有幾個單格短路，則開路電壓低于正常值的約路，則開路電壓低于正常值的約2V的整數(shù)倍。的整數(shù)倍。2、斷路：由于電池中單格之間的連

21、接或匯流排與鉛連接件或鉛連接件與端子之間的連接不牢、斷路：由于電池中單格之間的連接或匯流排與鉛連接件或鉛連接件與端子之間的連接不牢固造成的電池開路電壓低于正常值。表現(xiàn)為電池開路電壓為固造成的電池開路電壓低于正常值。表現(xiàn)為電池開路電壓為0V或有電壓但放電不出電?；蛴须妷旱烹姴怀鲭?。3、單格反極：電池單格在裝入電池殼時，正負極性裝反造成的電池開路電壓異常。表現(xiàn)為：、單格反極：電池單格在裝入電池殼時，正負極性裝反造成的電池開路電壓異常。表現(xiàn)為：若一個單格裝反，則開路電壓低于正常值約若一個單格裝反，則開路電壓低于正常值約4V（加為裝反極一個單格，會造成兩個單格的電（加為裝反極一個單格，會造成兩個單格

22、的電壓相互抵消）。壓相互抵消）。4、鼓脹變形：電池因短路引起急劇發(fā)熱或因電池熱失控導致電池外殼軟化最終變形。、鼓脹變形：電池因短路引起急劇發(fā)熱或因電池熱失控導致電池外殼軟化最終變形。5、熱失控：電池在使用后期，因電解液干涸或充電電流過大導致充電電流過大與充電釋放熱、熱失控：電池在使用后期，因電解液干涸或充電電流過大導致充電電流過大與充電釋放熱量的相互促進、累積疊加造成的電池最終鼓脹變形。另外，環(huán)境溫度過高也會最終促成電池量的相互促進、累積疊加造成的電池最終鼓脹變形。另外，環(huán)境溫度過高也會最終促成電池熱失控。熱失控。十四、電池壽命及影響因素十四、電池壽命及影響因素v如電動車用電池，分按標準充放電

23、循環(huán)試驗壽命如電動車用電池，分按標準充放電循環(huán)試驗壽命和實際使用壽命；電池的使用壽命除與電池本身和實際使用壽命；電池的使用壽命除與電池本身的質(zhì)量有關(guān)系外，還受如下因素的影響。的質(zhì)量有關(guān)系外，還受如下因素的影響。v1、載重大?。?、載重大??；v2、車電機功率；、車電機功率；v3、充電器的質(zhì)量：過充失水、欠充硫酸化等；、充電器的質(zhì)量：過充失水、欠充硫酸化等；v4、充電模式：應(yīng)放電在、充電模式：應(yīng)放電在60%-80%不要總充電；不要總充電；v5、與電機、控制器、整車都有關(guān)；、與電機、控制器、整車都有關(guān)；v6、特別要避免過放電或放電后長期擱置；、特別要避免過放電或放電后長期擱置；十五、蓄電池應(yīng)用中的工作

24、方式十五、蓄電池應(yīng)用中的工作方式v連接方式：串聯(lián)、并聯(lián)、串并連接方式：串聯(lián)、并聯(lián)、串并聯(lián)；聯(lián)；v工作充放電方式：可用深充放工作充放電方式：可用深充放循環(huán)制、浮充制、混放制；循環(huán)制、浮充制、混放制；十六、充電方法及充電連接方式十六、充電方法及充電連接方式（一）電池的充電方法有恒流充電、恒流限壓充電、恒壓限流充電、浮充充電、均衡充電與涓流充電。（二）電池充電連接方式有v串聯(lián)；v并聯(lián)；v串、并聯(lián)混合連接。十七、應(yīng)知應(yīng)會十七、應(yīng)知應(yīng)會1、在一定放電條件下，電池所能給出的電量叫電池的實際容量；、在一定放電條件下，電池所能給出的電量叫電池的實際容量；2、電池在斷路時，正負極間的電極電位差叫電池的開路電壓；

25、、電池在斷路時，正負極間的電極電位差叫電池的開路電壓；3、圣豹電源生產(chǎn)的電池根據(jù)應(yīng)用范圍可分為、圣豹電源生產(chǎn)的電池根據(jù)應(yīng)用范圍可分為DZM、FM、GFM三個系列；三個系列；4、鉛酸蓄電池的極板容量取決于極板上活性物質(zhì)量的多少；、鉛酸蓄電池的極板容量取決于極板上活性物質(zhì)量的多少；5、正極板活性物質(zhì)是二氧化鉛，負極板活性物質(zhì)是海綿狀鉛；合格的已化成的正、正極板活性物質(zhì)是二氧化鉛，負極板活性物質(zhì)是海綿狀鉛；合格的已化成的正極板顏色為棕褐色，合格的已化成的負極板顏色為鉛灰色；極板顏色為棕褐色，合格的已化成的負極板顏色為鉛灰色；6、圣豹電源生產(chǎn)的鉛酸蓄電池（、圣豹電源生產(chǎn)的鉛酸蓄電池（VRLA電池）使用

26、的是電池）使用的是AGM隔板；隔板；7、圣豹電源生產(chǎn)的鉛酸蓄電池中使用的電解液是濃硫酸、去離子水與無水硫酸鈉、圣豹電源生產(chǎn)的鉛酸蓄電池中使用的電解液是濃硫酸、去離子水與無水硫酸鈉的混合物；的混合物；8、圣豹電源生產(chǎn)的鉛酸蓄電池使用的電池槽材料為、圣豹電源生產(chǎn)的鉛酸蓄電池使用的電池槽材料為ABS塑料；塑料；9、圣豹電源生產(chǎn)的、圣豹電源生產(chǎn)的DZM系列電池型號主要有：系列電池型號主要有：6-DZM-10、6-DZM-14、6-DZM-17、6-DZM-20、6-DZM-24、6-DZM-33等；等；10、圣豹電源生產(chǎn)的、圣豹電源生產(chǎn)的FM系列電池型號主要有：系列電池型號主要有：3-FM-4、3-F

27、M-7、3-FM-10、6-FM-4、6-FM-7、6-FM-10、6-FM-18、6-FM-24等；等；11、圣豹電源生產(chǎn)的、圣豹電源生產(chǎn)的GFM系列電池型號主要有：系列電池型號主要有：6-GFM-33、6-GFM-38、6-GFM-65、6-GFM-100、GFM-200、GFM-300、GFM-600、GFM-2000等；等； 12、電動車電池（、電動車電池（DZM系列）系列）6-DZM-20中的中的20指的是指的是2小時率下的容量；小時率下的容量；13、圣豹電源生產(chǎn)的電池內(nèi)部匯流排材料是鉛錫合金與鉛銻合金；、圣豹電源生產(chǎn)的電池內(nèi)部匯流排材料是鉛錫合金與鉛銻合金；14、圣豹電源生產(chǎn)的電池，起密封作用的材料是密封膠；、圣豹電源生產(chǎn)的電池，起密封作用的材料是密封膠；15、圣豹電源生產(chǎn)的電池，正負極極柱膠顏色是紅、藍兩色；、圣豹電源生產(chǎn)的電池，正負