蓄電池培訓(xùn)講義

蓄電池培訓(xùn)講義第1頁，課件共29頁，創(chuàng)作于2023年2月

第一章蓄電池的基本知識1、蓄電池的結(jié)構(gòu)與組成蓄電池由正、負(fù)極板、電解液、活性物質(zhì)組成。正極主要為PbO2，負(fù)極為Pb，電解液為H2SO4。2、蓄電池內(nèi)部反應(yīng)原理負(fù)極的反應(yīng)：Pb+H2SO4=====PbSO4↓+H++2e；正極的反應(yīng)：PbO2+3H++HSO4-+2e====PbSO4↓+2H2O；電池反應(yīng)：Pb+PbO2+2H++2HSO4-====2PbSO4↓+2H2O；第2頁，課件共29頁，創(chuàng)作于2023年2月3．蓄電池的分類：3.1按用途和形式分：固定型蓄電池：分為開口式、封閉式、防酸隔爆式、消氫式等

移動(dòng)型蓄電池：分為汽車起動(dòng)用、火車用、摩托車用、船舶用、電瓶車用等。

3.2按極板結(jié)構(gòu)分:涂膏式（或涂漿式）、化成式（又稱形成式）、半化成式（或半形成式）、玻璃絲管式（或叫管式）等

第3頁，課件共29頁，創(chuàng)作于2023年2月

3.3按電解質(zhì)分：

鉛酸蓄電池：以酸性物質(zhì)作電解質(zhì)，如現(xiàn)在備用電源廣泛采用的蓄電池，大都屬這類。傳統(tǒng)的鉛酸蓄電池、酸性反壓電池、硅膠蓄電池、干荷蓄電池、TW系列高能免維護(hù)固態(tài)蓄電池。堿性電解質(zhì)電池：以堿性物質(zhì)作電解質(zhì)，但電解質(zhì)并不消耗，僅完成導(dǎo)電的作用。實(shí)用的有鐵鎳蓄電池、鎘鎳蓄電池和銀鋅蓄電池等，都適應(yīng)大電流放電，特性優(yōu)于鉛酸蓄電池。但價(jià)格昂貴，制作材料選擇困難，難能廣泛使用。燃料電池，也是以堿性物質(zhì)作電解質(zhì)的蓄電池。第4頁，課件共29頁，創(chuàng)作于2023年2月4.基本概念4.1電動(dòng)勢與端電壓

⑴電動(dòng)勢：當(dāng)外電路斷開即沒有電流通過電池時(shí)，在正、負(fù)極間的電位差，叫做電池的電動(dòng)勢。電動(dòng)勢以伏特計(jì)，可用具有較大內(nèi)阻的直流電壓表測定而達(dá)到一定的精確度，如需要更準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，需用電位計(jì)測定。⑵端電壓：電路閉合時(shí)，電池兩極的電位差叫做電池的電壓，或叫端電壓。蓄電池的端電壓在充電和放電過程中，由于電流通過的方向不同，蓄電池內(nèi)阻（r）上降壓的方向也不同，因此端電壓也不同。在放電時(shí)，端電壓（U放）低于蓄電池的電動(dòng)勢（E）。第5頁，課件共29頁，創(chuàng)作于2023年2月其關(guān)系是：U=E-I放rU=E+I充r⑶蓄電池容量

蓄電池的容量就是指蓄電池的蓄電能力，通常以充足電后的蓄電池放電到規(guī)定終了電壓時(shí)所能供應(yīng)的電量叫做電池的容量，蓄電池都采用一定電流連續(xù)放電，電池容量C（安時(shí)）用下式計(jì)算：

第6頁，課件共29頁，創(chuàng)作于2023年2月C=I放?t放（A?h）式中，I放為放電電流（A），t放為放電時(shí)間（h）。如果放電電流不是常量時(shí)，那么蓄電池的容量為不同的放電電流與時(shí)間的乘積之和，即C=I1t1+I2t2+I3t3+?=O&t（I1+I2+?+In）dt第7頁，課件共29頁，創(chuàng)作于2023年2月5．蓄電池的效率

5.1電量效率（安時(shí)效率）輸出電量與輸入電量之比，叫做蓄電池的電量效率，也稱為安時(shí)效率。電量效率（%）=C放/C充×100=I放t放/I充t充×100%5.2蓄電池的自放電率蓄電池充電后在斷路狀態(tài)和指定的環(huán)境下擱置，由于電池的局部作用而造成電池容量的消耗，容量損失與擱置前的容量之比，叫做蓄電池的自放電率。第8頁，課件共29頁，創(chuàng)作于2023年2月P=(C1-C2)/C1×100%式中，C1為擱置前放電容量（安時(shí)），C2為擱置后放電容量（安時(shí)），P為自放電率（%）。即在指定的溫度下，每若干晝夜的自放電率為多少（%）。溫度較高時(shí)，因?yàn)榫植孔饔孟牡娜萘枯^快，所以自放電率百分?jǐn)?shù)要大一些；在充電后擱置第一第二晝夜的自放率最大，以后逐漸減少。5.3蓄電池的使用壽命

蓄電池每充電、放電一次，叫做一次充放循環(huán)。蓄電池在保持輸出一定容量的情況下所進(jìn)行的充放循環(huán)次數(shù)，就是蓄電池的使用壽命。這是蓄電池的主要性能指標(biāo)之一。第9頁，課件共29頁，創(chuàng)作于2023年2月蓄電池是一種化學(xué)電源，從原理上講是由正極、負(fù)極、電解質(zhì)、隔離物和容器組成的，其中正負(fù)極的活性物質(zhì)和電解質(zhì)起電化反應(yīng)，對電池產(chǎn)生電流起著主導(dǎo)作用。1.工作原理

在電池內(nèi)部，正極和負(fù)極通過電解質(zhì)構(gòu)成電池的內(nèi)電路，在電池外部接通兩極的導(dǎo)線和負(fù)荷構(gòu)成外電路。第二章

蓄電池工作原理第10頁，課件共29頁，創(chuàng)作于2023年2月放電時(shí)總的化學(xué)反應(yīng)為：

PbO2+2H2SO4+Pb=PbSO4+2H2O+PbSO4

從放電反應(yīng)看出，隨著蓄電池放電，硫酸逐漸消耗，電解液的比重逐漸下降。因此，在實(shí)際工作中我們可以根據(jù)電解液比重化，判斷鉛蓄電池的放電程度。第11頁，課件共29頁，創(chuàng)作于2023年2月充電時(shí)總的化學(xué)反應(yīng)式為：

PbSO4+2H2O+PbSO4=PbO2+2H2SO4+Pb

從充電反應(yīng)式看出，當(dāng)蓄電池充電后，兩極上原來被消耗的活性物質(zhì)復(fù)原了，同時(shí)電解液中的梳酸成分增加，水分減少，電解液的比重升高。因此，在實(shí)際工作中可根據(jù)電解液比重變化，來判斷鉛蓄電池的充電的程度。第12頁，課件共29頁，創(chuàng)作于2023年2月2、充電特性通常使用的鉛蓄電池，當(dāng)放電端電壓降至1.80伏時(shí)就必須進(jìn)行充電。下圖是以恒定電流對鉛蓄電池進(jìn)行充電時(shí)端電壓變化的曲線。

第13頁，課件共29頁，創(chuàng)作于2023年2月在充電初期，蓄電池的端電壓升高很快。充電中期，蓄電池端電壓較長時(shí)間內(nèi)升高較慢。到充電末期，電壓又較快地升高（由2.3伏到2.7伏）3.放電特性充電后的蓄電池，如以穩(wěn)定不變的電流進(jìn)行連續(xù)放電，其端電壓變化曲線如圖所示。

第14頁，課件共29頁，創(chuàng)作于2023年2月放電初期（曲線oa段），蓄電池端電壓下降很快。到放電中期（曲線ab段），蓄電池端電壓下降緩慢。到放電未期（曲線bc段），蓄電池端電壓又下降較快。

第15頁，課件共29頁，創(chuàng)作于2023年2月

第三章影響蓄電池容量的因素蓄電池的容量不是恒定的常數(shù)，它與極板活性物質(zhì)的多少、充電程度、放電電流的大小、放電時(shí)間長短、電液比重和溫度高低等有關(guān)。使用中放電率和電液溫度影響較大。

3.1電池容量與極板尺寸的關(guān)系：⑴與極板尺寸的關(guān)系：極板愈薄，活性物質(zhì)利用率愈高，電池容量就大；極板面積愈大，有效物質(zhì)充分利用，容量則大；第16頁，課件共29頁，創(chuàng)作于2023年2月3.2使用因素對容量的影響：

⑴放電率影響：一般以10小時(shí)放電率的容量作為蓄電池的正常額定容量。放電率低于正常放電率時(shí)，可得較大的容量；反之，容量則變小。實(shí)際放電容量可用潘克特公式計(jì)算：C=n（I10/I）I10T(1+0.0008)(t=25)I10-額定放電電流(10小時(shí)率)I-實(shí)際放電電流T-實(shí)際放電時(shí)間t-實(shí)際測定電池溫度第17頁，課件共29頁，創(chuàng)作于2023年2月

I10/I--為電池容量增大系數(shù)n-放電常數(shù),對于固定型蓄電池:I10/I>2.5時(shí),n取1.414I10/I<2.5時(shí),n取1.313⑵電解液溫度的影響：蓄電池若在低溫下工作，電解液擴(kuò)散能力變差，粘度增大，電池內(nèi)阻增加，容量降低。實(shí)踐證明，溫度低于一定值時(shí)，負(fù)極容量比正極容量降低更快，尤其是大電流放電時(shí)更為明顯。目前設(shè)計(jì)資料上，一般都取容量溫度系數(shù)為0.008。當(dāng)把電解液溫度為t℃時(shí)的電池容量Ct，換算成25℃時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)第18頁，課件共29頁，創(chuàng)作于2023年2月容量C25時(shí)，可按下式進(jìn)行：

C25=Ct/（1+0.008）（t°-25°）⑶終止電壓的影響：電池的容量與端電壓降低的快慢有密切關(guān)系。放電過程中，若能做到濃度極化小，端電壓降低得慢，電池容量會(huì)相應(yīng)提高。終止電壓是按實(shí)際需要確定的：小電池放電時(shí)，終止電壓高些；大電池放電，終止電壓低些。第19頁，課件共29頁，創(chuàng)作于2023年2月⑷電液濃度的影響：容量隨硫酸電液濃度的變化而變化。極板細(xì)孔中的電液濃度，決定電極電位的變化，影響電液擴(kuò)散速度電池內(nèi)阻。所以電池容量隨電液濃度的增大而提高，且近似成直線關(guān)系。但也不可濃度過大，因濃度高粘度增加，反而影響電液擴(kuò)散，降低輸出容量。第20頁，課件共29頁，創(chuàng)作于2023年2月第四章影響蓄電池使用壽命的主要因素

1、環(huán)境溫度：過高的環(huán)境溫度是影響蓄電池使用壽命的典型因素，一般蓄電池生產(chǎn)廠家要求的環(huán)境溫度是在15～20℃，隨著溫度的升高，蓄電池的放電能力也有所提高，但環(huán)境溫度一旦超過25℃，只要溫度每升高10℃，蓄電池的使用壽命就會(huì)減少一半。例如蓄電池的使用壽命是6年，環(huán)境溫度為35℃，那么其壽命就只有3年了，如果溫度再升高10℃達(dá)到45℃，其壽命就只有1.5年了。第21頁，課件共29頁，創(chuàng)作于2023年2月2、過度放電：蓄電池被過度放電是影響蓄電池使用壽命的另一重要因素。這種情況主要發(fā)生在交流停電后，蓄電池組為負(fù)載供電期間。當(dāng)蓄電池被過度放電到輸出電壓為零時(shí)，會(huì)導(dǎo)致電池內(nèi)部有大量的硫酸鉛被吸付到電池的陰極表面，形成電池陰極的"硫酸鹽化"。由于硫酸鉛本身是一種絕緣體，它的形成必將對電池的充、放電性能產(chǎn)生不好的影響。因此，在陰極板上形成的硫酸鹽越多，電池的內(nèi)阻越大，電池的充、放電性能就越差，其使用壽命就越短。第22頁，課件共29頁，創(chuàng)作于2023年2月3、板柵的腐蝕與增長：板柵腐蝕是影響蓄電池使用壽命的重要原因。在開路狀態(tài)下，鉛合金與活性二氧化鉛直接接觸，而且共同浸在硫酸溶液中，它們各自與溶液建立不同的平衡電極電位。正極柵板不斷溶解，特別是在過充電狀態(tài)下，正極由于析氧反應(yīng)，水被消耗，H+增加，從而導(dǎo)致正極附近酸度增高，反柵腐蝕加速，如果電池使用不當(dāng)，長期處于過充電狀態(tài)，那么電池的柵板就會(huì)變薄，容量降低，會(huì)縮短使用壽命。第23頁，課件共29頁，創(chuàng)作于2023年2月4、浮充電狀態(tài)對蓄電池使用壽命的影響：目前，蓄電池大多數(shù)都處于長期的浮充電狀態(tài)下，只充電，不放電，這種工作狀態(tài)極不合理。大量運(yùn)行統(tǒng)計(jì)資料表明，這樣會(huì)造成蓄電池的陽極極板鈍化，使蓄電池內(nèi)阻急劇增大，使蓄電池的實(shí)際容量(A．h)遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于其標(biāo)準(zhǔn)容量，從而導(dǎo)致蓄電池所能提供的實(shí)際后備供電時(shí)間大大縮短，減少其使用壽命。第24頁，課件共29頁，創(chuàng)作于2023年2月5、失水：

蓄電池失水也是影響其使用壽命的因素之一，蓄電池失水會(huì)導(dǎo)致電解液比重增加，電池柵板的腐蝕，使蓄電池的活性物質(zhì)減少，從而使蓄電池的容量降低而導(dǎo)致其使用壽命減少。

第六章蓄電池的正確使用與維護(hù)方法

1、如果條件允許，應(yīng)把蓄電池安放在有空調(diào)環(huán)境中，使其工作在正常的溫度中(15～20℃)。第25頁，課件共29頁，創(chuàng)作于2023年2月2、保持電源室和蓄電池本身的清潔。安裝好的蓄電池極柱應(yīng)涂上凡士林，防止腐蝕極柱。

3、必須嚴(yán)格遵守蓄電池放電后的恒流均充再恒壓浮充的充電規(guī)律，一般的蓄電池組都須增加一臺智能充電機(jī)，以便市電斷電蓄電池放電后進(jìn)行合理的充電。4、對于供電質(zhì)量高，很少發(fā)生停電的電源來說，應(yīng)該定期對蓄電池進(jìn)行活化放電。第26頁，課件共29頁，創(chuàng)作于2023年2月一般的來說，應(yīng)該每隔一定周期(2～3個(gè)月)人為地中斷交流電，以使電源中的蓄電池放電一次，但不能完全放電，避免過度放電，最好放電的幅度在30%～50%之間；然后再重新充電。這樣操作有利于延長蓄電池的使用壽命及保證蓄電池可供實(shí)際使用的容量處于非常接近蓄電池的標(biāo)稱容量。如果不讓蓄電池進(jìn)行任何的充電和放電"操作"的話，有可能由于蓄電池超過了它的貯存壽命而導(dǎo)致其永久損壞。第27頁，課件共29頁，創(chuàng)作于2023年2月5、對于新安裝的蓄電池，一般都要進(jìn)行一次較長時(shí)間的充電，為初充電，應(yīng)按額定容量1/10的電流來進(jìn)行充電。蓄電池在放電終了可進(jìn)行再充電，叫正常充電。正常充電時(shí)，最好采用分級充電方式，即在充電初期用較大電流的恒流均充，充到均充電壓并恒壓一定時(shí)間后改