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一、鉛酸蓄電池基本知識

（一）、基本概念　　

1、基本定義 　　　

電能可由多種形式的能量變化得來，其中把化學能轉換成電能的裝置叫化學電池，一般簡稱為電池，電池有原電池和蓄電池之分。 　　　

放電后不能用充電的方式使內部活性物質再生的叫原電池，也稱一次性電池。
　　　 放電后可以用充電的方式使內部活性物質再生，把電能儲存為化學能，需要放電時再次把化學能轉換為電能的電池，叫蓄電池，也稱二次電池。 　　

2、常用技術術語

充電：蓄電池從其他直流電源獲得電能叫做充電。 　　　

放電：蓄電池對外電路輸出電能時叫做放電。 　　　

浮充放電：蓄電池和其他直流電源并聯，對外電路輸出電能叫做浮充放電。有不間斷供電要求的設備，起備用電源作用的蓄電池都處于該種放電狀態。 　　　

電動勢：外電路斷開，即沒有電流通過電池時在正負極間量得的電位差，叫電池的電動式。 　　　 端電壓：電路閉合后電池正負極間的電位差叫做電池的電壓或端電壓 　　　

安時容量：電池的容量單位為安時，即：電池容量Q（安時）=I放×t放 　　　I放為放電電流（安）

t 放為放電時間（小時）
　 電量效率（安時效率）：輸出電量與輸入電量之間的比叫做電池的電量效率，也叫作安時效率。
　　　 電量效率（ % ） = （ Q 放 ÷Q 充） ×100% = （ I 放 ×t 放） ÷ （ I 充 ×I 充） ×100%
Q 放 和 Q 充 分別是放電和充電容量（安時）
　　　 自由放電：由于電池的局部作用造成的電池容量的消耗。容量損失擱置之前的容量之比，叫做蓄電池的自由放電率
　　　　　 自由放電率（ % ） = （ Q1 － Q2 ） ÷Q1×100%
Q1 為擱置前放電容量（安時）
Q2 為擱置后放電容量（安時）
　　　 使用壽命：蓄電池每充電、放電一次，叫做一次充放電循環，蓄電池在保持輸出一定容量的情況下所能進行的充放電循環次數，叫做蓄電池的使用壽命。

（二）、鉛酸蓄電池
1 、定義
　　　 鉛酸蓄電池是蓄電池的一種，主要特點是采用稀硫酸做電解液，用二氧化鉛和絨狀鉛分別做為電池的正極和負極的一種酸性蓄電池。
2 、分類
　　　 按蓄電池極板結構分類：有形成式、涂膏式和管式蓄電池。
　　　 按蓄電池蓋和結構分類：有開口式、排氣式、防酸隔爆式和密封閥控式蓄電池。
　　　 按蓄電池維護方式分類：有普通式、少維護式、免維護式蓄電池。
　　　 按我國有關標準規定主要蓄電池系列產品有：
　　　 起動型蓄電池：主要用于汽車、拖拉機、柴油機船舶等起動和照明。

固定型蓄電池：主要用于通訊、發電廠、計算機系統作為保護、自動控制的備用電源。
　　　　　 牽引型蓄電池：主要用于各種蓄電池車、叉車、鏟車等動力電源。
　　　　　 鐵路用蓄電池：主要用于鐵路內燃機車、電力機車、客車起動、照明之動力。
　　　　　 摩托車蓄電池：主要用于各種規格摩托車起動和照明。
　　　　　 煤礦用蓄電池：主要用于電力機車牽引動力電源。
　　　　　 儲能用蓄電池：主要用于風力、水力發電電能儲存。
3 、基本構造： 鉛酸蓄電池主要由以下部分構成：
1 、硬橡膠槽 2 、負極板 3 、正極板 4 、隔板 5 、鞍子 6 、匯流排
7 、封口膠 8 、電池槽蓋 9 、連接條 10 、極柱 11 、排氣栓

正負極板
　　 鉛酸蓄電池的極板，依構造和活性物質化成方法，可分為四類：涂膏式極板，管式極板，化成式極板，半化成式極板。涂膏式極板由板柵和活性物質構成的。板柵的作用為支撐活性物質和傳導電流、使電流均勻分布。板柵的材料一般鉛銻合金，免維護電池采用鉛鈣合金。正極活性物質主要成分為二氧化鉛，負極活性物質主要成份為絨狀鉛。

隔板
　　 電池用隔板是由微孔橡膠、玻璃纖維等材料制成的，它的主要作用是：
　　 防止正負極板短路；使電解液中正負離子順利通過。阻緩正負極板活性物質的脫落，防止正負極板因震動而損傷。

電解液
　　 電解液是蓄電池的重要組成部份，它的作用是傳導電流和參加電化學反應
　　 電解液是由濃硫酸和凈化水（去離子水）配制而成的，電解液的純度和密度對電池容量和壽命有重要影響。

電池殼、蓋
　　 電池殼、蓋是裝正負極板和電解液的容器，一般由塑料和橡膠材料制成。

排氣栓
　　 排氣栓一般由塑料材料制成，對電池起密封作用，阻止空氣進入，防止極板氧化。同時可以將充電時電池內產生的氣體排出電池，避免電池產生危險。
　　 使用前：必須將排氣栓上的盲孔用鐵絲刺穿、以保證氣體溢出通暢。

二 、 電動車蓄電池的使用與保養

（一）、蓄電池的安裝
蓄電池一般采用串聯方式使用，即一只蓄電池的正極與另一只蓄電池的負極相連，將所有蓄電池連在一起，最后余下正負接線端子與電動車對應接線相連，電動車的電機、控制器、儀表等是蓄電池的用電負載。
電動車一般都有電池盒，從安裝位置分有斜杠式，后插式和底盤式安裝，其結構形狀可謂五花八門。每家電動車廠都各有特色。如圖電池盒一般用工程塑料制成，其強度較好，重量較輕，安裝方便。電池盒一般由底槽、上蓋、蓄電池接觸點及充電插座、電車鎖等組成。底槽與上蓋扣緊，并用自攻螺絲或螺栓緊固。電池盒是按蓄電池型號規格進行設計的，在整車設計時應考慮其良好的散熱性能。

（ 二）、蓄電池的充電
“ 蓄電池不是用壞的而是充壞的 ” ，這一說法絕非危言聳聽，蓄電池充電性能好壞對蓄電池的使用壽命和使用性能起著舉足輕重的作用，必須重視。
1 、蓄電池對充電工藝的要求
認識蓄電池對充電工藝的基本要求，是分析各種充電技術的基礎。蓄電池對充電的基本要求是：充電電流應小于或等于蓄電池可接收充電電流。否則，過剩的電流會使電解液過快地消耗掉，產生以 下危害：
加大蓄電池的失水率，增加維護工作量，對于免維護電池，會造成蓄電池的早期失效；產生酸霧，造成環境污染，危害工人身體健康；使充電效率降低，造成能源的嚴重浪費。
充電過程，是放電電化學反應的逆反應過程，如果充電電化學反應過程在理想的狀態下進行，這個過程應該是互為逆反應，即充入的電量與放出的電量應基本相等。但在嚴重析氣的狀態下，有效充電電化學反應過程消耗的電能達不到總電量的 40% ，即浪費電能 60% 以上。
氣體的產生聚集在蓄電池多孔電極內部，減少了電解質與多孔電極的接觸面積，即充電電化學反應界面大幅度減小，使充電化學反應速度降低，充電十分困難，充電時間延長。
嚴重的析氣會損害蓄電池： ① 大量氣體的產生對極板活性物有沖刷作用，使活性物質容易松軟和脫落。 ② 在較高的極化電壓下，正極板的板柵會產生嚴重腐蝕，生成 Pb02 ，這種腐蝕物與電化學生存的 Pb02 是完全不同的，是一種不可逆的氧化物，導電較差，并使板柵變形，脆裂，失去骨架和導電作用。因此在充電時應盡可能防止過充電。
長期充電不足，未反應的活性物質會產生不可逆的高陽性的大顆粒 PbS04 晶粒 ( 即不可逆硫酸鹽化 ) 使蓄電池容量下降，內阻加大，充電難度加大，造成蓄電池早期損壞。因此，蓄電池要盡量保證充足電，防止不可逆硫酸鹽化。
2 、充電頻次的選擇
蓄電池充電深度對循環壽命影響很大，基本呈指數變化。這是由于正極活性物為 Pb02 ，其結合牢度不高，放電時轉化成 PbS04 充電時又轉化成 PbO2 ，而 PbSO4 的體積遠比 PbO2 體積大 ( 其體積之比約為 2 ： 1) 。因此，對正極板而言，活性物將會膨脹收縮反復進行，使其粒子之間的連接逐漸脫落，使蓄電池活性物失去放電特性成為 “ 陽極泥 ” ，使蓄電池性能下降，直至壽命終止。放電深度越深，膨脹收縮量越大，對活性物結合力破壞越大，壽命越短；反之則循環壽命越長。
從理論上講蓄電池使用時應盡量避免深放電，應做到淺放勤充，前提是有特別匹配的充電器與之 匹配。但是實際使用中，由于蓄電池充電受充電器性能和蓄電池本身的離散及充電習慣及充電速度影響，充電器的電壓均比較高，或多或少都存在過充電。特別是充電多數在夜間進行，時間一般在 6-10 小時，平均 8 小時左右，若是淺放電，其充電很快就會到達末期，這時充電效率變低，會產生過充電。過充電時間比較長，加上頻繁充電，就會使蓄電池壽命因充電受到較大影響。
最理想的充電要求根據實際情況而定，要參考平時運行頻率、里程情況、蓄電池廠提供的說明，以及配套的充電器性能等參數制定充電頻次。按絕大多數用戶的情況，蓄電池以放電深度為 50%-70% 時充一次電最佳，這樣可使蓄電池壽命達到最佳效果。實際使用時可折算成騎行里程，在需要時充一次電。
3 、溫度對充電的影響
蓄電池在高溫季節運行，主要存在過充電的問題。蓄電池溫度增高時，各活性物質的活度增加，正極析氧電位一下降，負極析氧電位也下降 ( 負值下降 ) ，因此，充電時充電反應速度快，充電電流大，充電時需要的充電電壓較低。為防止過高的充電電壓，應盡量降低蓄電池溫度，保證良好散熱，防止在烈日暴曬后即充電，并應遠離熱源。
蓄電池在低溫情況下，各活性物質活度降低，其電極上的 Pb 溶解變得困難，充電時消耗 Pb 后很難得到補充，所充電電流大幅度下降，正極板在 -20℃ 時充電接受電流僅為常溫的 70% ，而負極充電受膨脹劑的影響，低溫充電接受能力更低 -20℃ 的充電接受電流僅為常溫下的 40% 。因此，低溫條件下充電主要存在充電接受能力差、充電不足的問題，要求提高充電電壓和延長充電時間。改善低溫性能主要應從負極著手。低溫使用時應采取保溫防凍措施，特別是充電時應放在溫暖的環境中，有利于保證充足電，防止不可逆硫酸的產生，延長蓄電池的使用壽命。
蓄電池的存儲和使用期間，可定期進行活化充電，即所謂的均衡充電，這對防止蓄電池不可逆硫酸鹽化非常有利，對蓄電池使用壽命很有好處，值得提倡。