蓄電池原理與應(yīng)用

蓄電池原理與應(yīng)用科華測(cè)試部2009年07月課程的主要要點(diǎn)蓄電池相關(guān)定義、術(shù)語介紹（重點(diǎn)介紹）蓄電池的分類與充放電原理（略介紹）蓄電池標(biāo)準(zhǔn)中知識(shí)介紹（重點(diǎn)介紹）UPS電池選型（重點(diǎn)介紹）UPS蓄電池使用及其注意事項(xiàng)（略介紹）定義、術(shù)語（1）蓄電池能將所獲得的電能以化學(xué)能的形式儲(chǔ)存并能直接把化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿囊环N化學(xué)裝置（化學(xué)電源）鉛酸蓄電池電極主要由鉛制成，電解液是是硫酸溶液的一種蓄電池定義、術(shù)語（2）密封蓄電池當(dāng)蓄電池在規(guī)定的設(shè)計(jì)范圍內(nèi)工作時(shí)保持密封狀態(tài)，但當(dāng)壓力超過預(yù)定值時(shí)，允許氣體通過一個(gè)可復(fù)位或不可復(fù)位的壓力釋放裝置逸出充電蓄電池從外電路接受電能，并轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的工作過程放電蓄電池將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，并向外電路輸出電流的工作過程定義、術(shù)語（3）開路電壓電池開路狀態(tài)時(shí)正、負(fù)極間的電位差標(biāo)稱電壓用來鑒別蓄電池類型的適當(dāng)?shù)碾妷航浦到K止電壓規(guī)定的放電終止時(shí)的電壓容量將完全充電狀態(tài)的電池按一定的放電條件，放電到所規(guī)定的終止電壓時(shí)，能放出的電量用安時(shí)(Ah)或瓦時(shí)(Wh)表示電池的分類化學(xué)電池干電池和液體電池原電池和蓄電池燃料電池太陽能電池

原電池和蓄電池原電池因?yàn)樗鼈兊碾娏亢谋M后，無法再充電使用，只能丟棄。常見的一次性電池包括堿錳電池、鋅錳電池、鋰電池、銀鋅電池、鋅空電池、鋅汞電池和鎂錳電池。蓄電池常見的有鉛酸電池、鎳鎘電池、鎳鐵電池、鎳氫電池、鋰離子電池。其優(yōu)點(diǎn)是循環(huán)壽命長(zhǎng)，它們可全充放電200次左右，蓄電池的負(fù)荷力要比大部分原電池高。UPS電池的重要性UPS（不間斷電源）之所以能夠在斷電后，繼續(xù)為計(jì)算機(jī)、基站等設(shè)備供電，就是因?yàn)樗睦锩嬗幸环N儲(chǔ)存電能的裝置在起作用，這種儲(chǔ)能的裝置就是UPS電池。其主要功能是：１當(dāng)市電正常時(shí)，將電能轉(zhuǎn)換成化學(xué)能儲(chǔ)存在電池內(nèi)部。２當(dāng)市電故障時(shí)，將化學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能提供給逆變器或負(fù)載。

UPS電池的優(yōu)劣直接關(guān)系到整個(gè)UPS系統(tǒng)的可靠性程度，然而蓄電池卻又是整個(gè)UPS系統(tǒng)中平均無故障時(shí)間（MTBF）最短的一種器件。如果用戶能夠正確使用和維護(hù)，就能夠延長(zhǎng)其使用壽命，反之其使用壽命會(huì)顯著縮短，蓄電池的種類一般分為鉛酸電池、鉛酸免維護(hù)電池及鎳鎘電池等。

不同電池的參數(shù)對(duì)比鉛酸蓄電池結(jié)構(gòu)（1）鉛酸蓄電池主要結(jié)構(gòu)的成分正極：PbO2負(fù)極：Pb電解質(zhì)溶液：H2SO4隔板：玻璃纖維、硅凝膠

電槽：塑料蓄電池正極⑴正極板的組成正極板是由正極板柵和活性物質(zhì)（正鉛膏）組成，充電狀態(tài)下為紅褐色的二氧化鉛（PbO2）⑵作用正極板和負(fù)極板以電解液是蓄電池成流反應(yīng)的主要材料，使用時(shí)蓄電池放電，此時(shí)正極板與電解液作用，變成硫酸鉛和水，放出電能；充電時(shí)在外電能的作用下，硫酸鉛和水的酸作用生成二氧化鉛和硫酸，把電能儲(chǔ)存起來蓄電池負(fù)極⑴負(fù)極板的組成負(fù)極板是有負(fù)極板柵和負(fù)活性物質(zhì)（鉛膏）組成，充電狀態(tài)下為灰色海綿妝（絨狀）鉛⑵作用負(fù)極板和正極板以及電解液是蓄電池成流反應(yīng)的主要材料，使用時(shí)蓄電池放電，此時(shí)負(fù)極板與電解液作用，變成硫酸鉛和水，放出電能；充電時(shí)在外電能的作用下，硫酸鉛和水中的酸作用生成絨狀鉛和硫酸，把電能存儲(chǔ)起來。鉛酸蓄電池化學(xué)反應(yīng)鉛酸蓄電池的兩極是Pb和PbO2，電解質(zhì)溶液是H2SO4總的電池反應(yīng)是:

放電

Pb+PbO2+2H2SO4＝2PbSO4+2H2O

充電鉛酸蓄電池充電時(shí)化學(xué)反應(yīng)負(fù)極反應(yīng)（接電源負(fù)極要發(fā)生還原反應(yīng)要得電子要化合價(jià)降低的極。）

PbSO4+2e

=Pb＋SO42-正極反應(yīng)（接電源正極要發(fā)生氧化反應(yīng)要失電子要化合價(jià)升高的極。）PbSO4+2H2O=PbO2+2e-+4H++SO42-鉛酸蓄電池充電初期原理鉛酸蓄電池放電時(shí)化學(xué)反應(yīng)負(fù)極反應(yīng)（活潑金屬失電子化合價(jià)升高，注意電極反應(yīng)要連續(xù)寫到微粒最終的存在形式）：

Pb-2e+SO42-=PbSO4正極反應(yīng):PbO2+2e-+4H++SO42-=PbSO4+2H2O

鉛酸蓄電池過充時(shí)化學(xué)反應(yīng)正極反應(yīng)

①：2H2O→O2＋4H-＋4e-

（產(chǎn)生的O2負(fù)極板上移動(dòng)）負(fù)極反應(yīng)②2Pb+O2→2PbO(海綿狀鉛與氧氣反應(yīng)）③PbO＋2H2SO4→2PbSO4+2H2O(PbO與電解液的化學(xué)反應(yīng)）（產(chǎn)生的H2O參與①的反應(yīng)）鉛酸蓄電池過充時(shí)化學(xué)反應(yīng)④2PbSO4+4H++4e-→2＋2H2SO4

（產(chǎn)生的H2SO4參與③的反應(yīng)）

（產(chǎn)生的

Pb參與②的反應(yīng)）負(fù)極總的化學(xué)反應(yīng)式

O2+4H++4e-→2H2O浮充時(shí)反應(yīng)原理充電曲線

Rechargingcharacteristic

蓄電池充放電內(nèi)阻特性鉛酸蓄電池充放電后電解液的變化鉛酸蓄電池放電時(shí)，電解液中的硫酸不斷減少，水逐漸增多，溶液比重下降。鉛酸蓄電池充電時(shí)，電解液中的硫酸不斷增多，水逐漸減少，溶液比重上升。實(shí)際工作中，可以根據(jù)電解液比重的變化來判斷鉛酸蓄電池的充電程度溫度和容量的關(guān)系例如0.05C放電時(shí)，25℃可以放電20小時(shí)；-10℃只能放電15小時(shí)深度放電后充電特性鉛酸蓄電池充電電壓要求單體電池浮充電壓不能超過2.275V/格在UPS中推薦單節(jié)浮充電壓為13.625V，確保電池能夠充足電？蓄電池的型號(hào)命名規(guī)則

C10容量蓄電池型號(hào)單體電池個(gè)數(shù)

蓄電池的型號(hào)命名規(guī)則（例）

100Ah容量密封型閥控式蓄電池固定型6個(gè)單體電池(12V)6GFM100國標(biāo)相關(guān)術(shù)語解釋（1）C10——10h率額定容