铅蓄电池(铅蓄电池充放电反应式)
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什么是铅蓄电池
铅酸电池是一种电极主要由铅及其氧化物制成,电解液为硫酸溶液的电池。在放电状态下,正极的主要成分是二氧化铅,负极的主要成分是铅。在充电状态下,正负极的主要成分是硫酸铅。电池主要由管状正极板、负极板、电解液、隔板、电池槽、电池盖、极柱、注液盖等组成。
铅酸电池最明显的特点就是有一个顶部可以拧开的塑料密封盖,上面还有一个通气孔。这些充液盖用于充纯水、检查电解液和废气。理论上,铅酸电池在每次维护时都需要检查电解液的密度和液位,如果有不足的地方就加蒸馏水。但随着电池制造技术的升级,铅酸电池已经发展为铅酸免维护电池和胶体免维护电池,不需要在铅酸电池中加入电解液或蒸馏水。
干充电铅酸电池。它的主要特点是负极板具有很高的储电能力,完全干燥时可将获得的电量储存两年左右,使用前只需加入电解液等待20-30分钟即可。电池外观与普通电池相同,内部零件结构和使用效果基本相同。根本区别在于负极板的制造工艺不同,负极板在干运行状态下可以长时间储存制造过程中获得的电荷。
铅蓄电池在汽车上的功用有哪些
铅蓄电池在汽车上的主要功用有如下三点
1)供启动用:当启动发动机时,给启动机提供强大的启动电流(一般高达200~600A)。
2)放电用:当发电机过载时,协助发电机向用电设备供电。
3)储存电用:当发电机的端电压高于铅蓄电池的电动势时,铅蓄电池还会将一部分电能 转变为化学能储存起来,即充电。
(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)使用指定的充电器在指定的条件下充电,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的设备里,否则可能会使设备破裂。
(4)将电池使用在医护设备中时,请安装主电源外的后备电源,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的地方,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)电池的指定使用范围如下。超出此范围可能会引起电池损害。 电池的正常操作范围为: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)不要将装在机车上的电池放在高温下、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)不要在充满灰尘的地方使用电池,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。
铅蓄电池工作原理是什么?
铅蓄电池由正极板群、负极板群、电解液和容器等组成。充电后的正极板是棕褐色的二氧化铅(PbO2),负极板是灰色的绒状铅(Pb),当两极板放置在浓度为27%~37%的硫酸(H2SO4)水溶液中时,极板的铅和硫酸发生化学反应,二价的铅正离子(Pb2+)转移到电解液中,在负极板上留下两个电子(2e-)。由于正负电荷的引力,铅正离子聚集在负极板的周围,而正极板在电解液中水分子作用下有少量的二氧化铅(PbO2)渗入电解液,其中两价的氧离子和水化合,使二氧化铅分子变成可离解的一种不稳定的物质——氢氧化铅〔Pb(OH)4)。氢氧化铅由4价的铅正离子(Pb4+)和4个氢氧根〔4(OH)-〕组成。4价的铅正离子(Pb4+)留在正极板上,使正极板带正电。由于负极板带负电,因而两极板间就产生了一定的电位差,这就是电池的电动势。当接通外电路,电流即由正极流向负极。在放电过程中,负极板上的电子不断经外电路流向正极板,这时在电解液内部因硫酸分子电离成氢正离子(H+)和硫酸根负离子(SO42-),在离子电场力作用下,两种离子分别向正负极移动,硫酸根负离子到达负极板后与铅正离子结合成硫酸铅(PbSO4)。在正极板上,由于电子自外电路流入,而与4价的铅正离子(Pb4+)化合成2价的铅正离子(Pb2+),并立即与正极板附近的硫酸根负离子结合成硫酸铅附着在正极上。
铅酸蓄电池用填满海绵状铅的铅板作负极,填满二氧化铅的铅板作正极,并用1.28%的稀硫酸作电解质。在充电时,电能转化为化学能,放电时化学能又转化为电能。电池在放电时,金属铅是负极,发生氧化反应,被氧化为硫酸铅;二氧化铅是正极,发生还原反应,被还原为硫酸铅。电池在用直流电充电时,两极分别生成铅和二氧化铅。移去电源后,它又恢复到放电前的状态,组成化学电池。铅蓄电池是能反复充电、放电的电池,叫做二次电池。它的电压是2V,通常把三个铅蓄电池串联起来使用,电压是6V。汽车上用的是6个[2]铅蓄电池串联成12V的电池组。铅蓄电池在使用一段时间后要补充蒸馏水,使电解质保持含有22~28%的稀硫酸。
放电时,正极反应为:PbO2 + 4H+ + SO42- + 2e- = PbSO4 + 2H2O
负极反应: Pb + SO42- - 2e- = PbSO4
总反应: PbO2 + Pb + 2H2SO4 === 2PbSO4 + 2H2O (向右反应是放电,向左反应是充电)
铅蓄电池详细资料大全
常用的充电电池除了锂电池之外,铅蓄电池也是非常重要的一个电池系统。铅蓄电池的优点是放电时电动势较稳定,缺点是比能量(单位重量所蓄电能)小,对环境腐蚀性强。铅蓄电池的工作电压平稳、使用温度及使用电流范围宽、能充放电数百个循环、贮存性能好(尤其适于乾式荷电贮存)、造价较低,因而套用广泛。
2019年1月,9部门联合印发《废铅蓄电池污染防治行动方案》,整治废铅蓄电池非法收集处理环境污染,落实生产者责任延伸制度,提高废铅蓄电池规范收集处理率。
基本介绍
中文名 :铅蓄电池 外文名 :Lead–acid battery 优点 :放电时电动势较稳定 缺点 :比能量小,对环境腐蚀性强 发明者 :普兰特 基本介绍,构造,规格型号,工作原理,套用,充电放电,使用条件,安装调试,使用事项,优缺点,分类, 基本介绍 铅蓄电池(Lead–acid battery):其体积和重量一直无法获得有效的改善,因此目前最常见还是使用在汽车、机车发动之上。铅酸电池最大的改良,则是新近采用高效率氧气重组技术完成水份再生,借此达到完全密封不需加水的目的,而制成的“免加水电池”其寿命可长达4年(单一极板电压 2V)。 铅酸蓄电池自1859年由普兰特发明以来,至今已有150多年的历史,技术十分成熟,是全球上使用最广泛的化学电源。尽管近年来镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池等新型电池相继问世并得以套用,但铅酸蓄电池仍然凭借大电流放电性能强、电压特性平稳、温度适用范围广、单体电池容量大、安全性高和原材料丰富且可再生利用、价格低廉等一系列优势,在绝大多数传统领域和一些新兴的套用领域,占据着牢固的地位。 构造 铅蓄电池的 组成 :极板、隔板、壳体、电解液、铅连线条、极柱等 1.正、负极板 分类及构成:极板分正极板和负极板两种,均由栅架和填充在其上的活性物质构成。 作用:蓄电池充、放电过程中,电能和化学能的相互转换,就是依靠极板上活性物质和电解液中硫酸的化学反应来实现的。 铅蓄电池原理图 颜 *** 分:正极板上的活性物质是二氧化铅(PbO 2 ),呈深棕色;负极板上的活性物质是海绵状纯铅(Pb),呈青灰色。 栅架的作用:容纳活性物质并使极板成形。 极板组:为增大蓄电池的容量,将多片正、负极板分别并联焊接,组成正、负极板组。 安装的特别要求:安装时正负极板相互嵌合,中间插入隔板。在每个单体电池中,负极板的数量总比正极板多一片。 2.隔板 作用:为了减小蓄电池的内阻和尺寸,蓄电池内部正负极板应尽可能地靠近;为了避免彼此接触而短路,正负极板之间要用隔板隔开。 材料要求:隔板材料应具有多孔性和渗透性,且化学性能要稳定,即具有良好的耐酸性和抗氧化性。 材料:常用的隔板材料有木质隔板、微孔橡胶、微孔塑胶、玻璃纤维和纸板等。 安装要求:安装时隔板上带沟槽的一面应面向正极板。 3.壳体 作用:用来盛放电解液和极板组 材料:由耐酸、耐热、耐震、绝缘性好并且有一定力学性能的材料制成。 结构特点:壳体为整体式结构,壳体内部由间壁分隔成3个或6个互不相通的单格,底部有突起的肋条以搁置极板组。肋条之间的空间用来积存脱落下来的活性物质,以防止在极板间造成短路,极板装入壳体后,上部用与壳体相同材料制成的电池盖密封。在电池盖上对应于每个单格的顶部都有一个加液孔,用于添加电解液和蒸馏水,也可用于检查电解液液面高度和测量电解液相对密度。 4.电解液 作用:电解液在电能和化学能的转换过程即充电和放电的电化学反应中起离子间的导电作用并参与化学反应。 成分:它由纯硫酸和蒸馏水按一定比例配制而成,而其密度一般为1.24~1.30g/ml。 特别注意点:电解液的纯度是影响蓄电池的性能和使用寿命的重要因素。 5.单体电池的串接方式 蓄电池一般都由3个或6个单体电池串联而成,额定电压分别为6V或12V。 串接方式:单体电池的串接方式一般有传统外露式、穿壁式和跨越式三种方式。 这种连线方式工艺简单,但耗铅量多,连线电阻大,因而起动时电压降大、功率损耗也大,且易造成短路。 穿壁式连线方式:是在相邻单体电池之间的间壁上打孔供连线条穿过,将两个单体电池的极板组极柱连焊在一起。 跨越式连线方式:在相邻单体电池之间的间壁上边留有豁口,连线条通过豁口跨越间壁将两个单体电池的极板组极柱相连线,所有连线条均布置在整体盖的下面。 穿壁式和跨越式连线方式与传统外露式铅连线条连线方式相比,有连线距离短、节约材料、电阻小、起动性能好等优点。 规格型号 1)3一Q一75:由3个单体电池组成,额定电压为6V,额定容量为75A·h的起动用蓄电池。 2)6一QA一105G:由6个单体电池组成,额定电压为12V,额定容量为105A·h的起动用干荷电高起动率蓄电池。 3)6一QAW一100:由6个单体电池组成,额定电压为12V·,额定容量为100A·h的起动用干荷电免维护蓄电池。 工作原理 铅蓄电池由正极板群、负极板群、电解液和容器等组成。充电后的正极板是棕褐色的二氧化铅(PbO 2 ),负极板是灰色的绒状铅(Pb),当两极板放置在浓度为27%~37%的硫酸(H 2 SO 4 )水溶液中时,极板的铅和硫酸发生化学反应,二价的铅正离子(Pb 2+ )转移到电解液中,在负极板上留下两个电子(2e - )。由于正负电荷的引力,铅正离子聚集在负极板的周围,而正极板在电解液中水分子作用下有少量的二氧化铅(PbO 2 )渗入电解液,其中两价的氧离子和水化合,使二氧化铅分子变成可离解的一种不稳定的物质——氢氧化铅〔Pb(OH) 4 )。氢氧化铅由4价的铅正离子(Pb 4+ )和4个氢氧根〔4(OH) - 〕组成。4价的铅正离子(Pb 4+ )留在正极板上,使正极板带正电。由于负极板带负电,因而两极板间就产生了一定的电位差,这就是电池的电动势。当接通外电路,电流即由正极流向负极。在放电过程中,负极板上的电子不断经外电路流向正极板,这时在电解液内部因硫酸分子电离成氢正离子(H + )和硫酸根负离子(SO 4 2- ),在离子电场力作用下,两种离子分别向正负极移动,硫酸根负离子到达负极板后与铅正离子结合成硫酸铅(PbSO 4 )。在正极板上,由于电子自外电路流入,而与4价的铅正离子(Pb 4+ )化合成2价的铅正离子(Pb 2+ ),并立即与正极板附近的硫酸根负离子结合成硫酸铅附着在正极上。 铅酸蓄电池用填满海绵状铅的铅板作负极,填满二氧化铅的铅板作正极,并用1.28%的稀硫酸作电解质。在充电时,电能转化为化学能,放电时化学能又转化为电能。电池在放电时,金属铅是负极,发生氧化反应,被氧化为硫酸铅;二氧化铅是正极,发生还原反应,被还原为硫酸铅。电池在用直流电充电时,两极分别生成铅和二氧化铅。移去电源后,它又恢复到放电前的状态,组成化学电池。铅蓄电池是能反复充电、放电的电池,叫做二次电池。它的电压是2V,通常把三个铅蓄电池串联起来使用,电压是6V。汽车上用的是6个[2]铅蓄电池串联成12V的电池组。铅蓄电池在使用一段时间后要补充蒸馏水,使电解质保持含有22~28%的稀硫酸。 放电时,正极反应为:PbO 2 + 4H + + SO4 2- + 2e - = PbSO 4 + 2H 2 O 负极反应: Pb + SO 4 2- - 2e - = PbSO 4 总反应: PbO 2 + Pb + 2H 2 SO 4 === 2PbSO 4 + 2H 2 O (向右反应是放电,向左反应是充电) 套用 目前铅蓄电池广泛套用于汽车、火车、拖拉机、机车、电动车以及通讯、电站、电力输送、仪器仪表、UPS电源和飞机、坦克、舰艇、雷达系统等领域。随着世界能源经济的发展和人民生活水平的日益提高,在二次电源使用中,铅蓄电池已占有85%以上的市场份额。铅酸蓄电池以技术成熟、成本低、大电流放电性能佳、适用温度范围广、安全性高,可做到完全回收利用等优点在汽车起动电池和电动车领域尚无法被其它电池取代。 充电放电 随着蓄电池的放电,正负极板都受到硫化,同时电解液中的硫酸逐渐减少,而水分增多,从而导致电解液的比重下降在实际使用中,可以通过测定电解液的比重来确定蓄电池的放电程度。在正常使用情况下,铅蓄电池不宜放电过度,否则将使和活性物质混在一起的细小硫酸铅晶体结成较大的体,这不仅增加了极板的电阻,而且在充电时很难使它再还原,直接影响蓄池的容量和寿命。铅蓄电池充电是放电的逆过程。 铅酸蓄电池充、放电化学反应的原理方程式如下: 正极: PbO 2 + 2e- + SO 4 2- + 4H+ == PbSO 4 + 2H 2 O 负极: Pb -2e + SO 4 2- == PbSO 4 阴极:PbSO 4 + 2e- = Pb + SO 4 2- ; 阳极:PbSO 4 + 2H 2 O - 2e- = PbO 2 + 4H+ + SO 4 2- 。 总反应: PbO 2 + 2 H 2 SO 4 + Pb == 2 PbSO 4 + 2H 2 O(正向放电,逆向充电) (铅蓄电池在放电时正负极的质量都增大,原因:铅蓄电池放电时,正极极板上有PbSO4附着,质量增加:负极极板上也有PbSO4附着,所以质量也增加。) 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)使用指定的充电器在指定的条件下充电,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的设备里,否则可能会使设备浦破裂。 (4)将电池使用在医护设备中时,请安装主电源外的后备电源,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的地方,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)套用中电池数目超过一只时,请确保电池间连线无误,且与充电器或负载连线无误,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)电池的指定使用范围如下。超出此范围可能会引起电池损害。 电池的正常操作范围为: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)不要将装在机车上的电池放在高温下、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)不要在充满灰尘的地方使用电池,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。 安装调试 (1) 使用带有绝缘套的工具如钳子等。使用不绝缘的工具会造成电池短路、发热或燃烧,损害电池。 (2) 不要将电池放置在密闭的房间或近火源的地方,否则可能会由于电池释放的氢气造成爆炸或起火。 (3) 不要用稀释剂、汽油、煤油或合成液去清洁电池。使用上述材料会导致电池外壳破裂泄漏或起火。 (4) 当处理45伏或更高电压的电池时,要采取安全措施带上绝缘橡皮手套,否则可能会遭到电击。 (5) 不要将电池放在可能被水淹的地方。如果电池浸在水中,它可能会燃烧或电击伤人。 (6) 拆卸电池时请缓慢处理。不要使电池破裂、泄漏。 (7) 将电池装在设备上时,应尽量将它装在设备的最下面,以便检查、保养和更换。 (8) 电池充电时不要搬动电池。不要低估电池的重量,不细心的处理可能会对操作者造成伤害。 (9) 不要用能产生静电的材料覆盖电池。静电会引发起火或爆炸。 (10)在电池端子、连线片上使用绝缘盖,以防电击伤人。 (11)电池的安装和维护需要合格的专人进行。不熟练的人进行那样的操作可能会造成危险。 使用事项 (1) 确保在电池和设备之间和周围进行充分的绝缘措施。不充分的绝缘措施可能引起电击、短路发热、冒烟或燃烧。 (2) 充电套用充电器,直接连在直流电源可能会引起电池泄漏、发热或燃烧。 (3) 由于自放电,电池容量会缓慢减少。在储存长时间后使用前,请重新对电池充电。 优缺点 铅蓄电池的优点是放电时电动势较稳定,工作电压平稳、使用温度及使用电流范围宽、能充放电数百个循环、贮存性能好(尤其适于乾式荷电贮存)、造价较低,因而套用广泛。 缺点是比能量(单位重量所蓄电能)小,十分笨重,对环境腐蚀性强,循环使用寿命短,自放电大,不易过放电。 主要特点可以用价格便宜来描述,但对于电池内阻要求低,放电电流大的负载不太适合,使用了对电压要求不严格,比如机车,汽车的点火装置,只需要瞬间放电,持续大电流放电不适合铅蓄电池。 分类 (1)按蓄电池极板结构分类:有形成式、涂膏式和管式蓄电池; (2)按蓄电池盖和结构分类:有开口式、排气式、防酸隔爆式和密封阀控式蓄电池; (3)按蓄电池维护方式分类:有普通式、少维护式、免维护式蓄电池。 (4)按国家有关标准规定主要蓄电池系列产品有: 起动型蓄电池:主要用于汽车、拖拉机、柴油机船舶等起动和照明; 固定型蓄电池:主要用于通讯、发电厂、计算机系统作为保护、自动控制的备用电源; 牵引型蓄电池:主要用于各种蓄电池车、叉车、铲车等动力电源; 铁路用蓄电池:主要用于铁路内燃机车、电力机车、客车起动、照明之动力; 机车蓄电池:主要用于各种规格机车起动和照明; 煤矿用蓄电池:主要用于电力机车牵引动力电源; 储能用蓄电池:主要用于风力、水力发电电能储存。 维护保养 发电机组中最重要的部件就是铅蓄电池,铅蓄电池的性能稳定才能保证整个发电机组的性能良好,那么如何保证铅蓄电池的性能稳定呢?这就需要做好电池的维护保养工作了。
首先,铅蓄电池的连线要正确,防止出现短路情况
铅蓄电池应该摆放在靠近发电机组,这样电池的连线线就不会过长,同时还需要将电池放在便于保养的地方。电池在连结到发电机时,首先接正极,再接负极,当负载或停机时,应及时断开连结,防止电池出现正负极短路。
其次,做好电池的日常检查工作
要定期对电池进行检查,包括电池端的电压情况;电池中电解液的密度、温度、高度情况;注意电池连结先是否按照规格连结;检查电池记住是否有腐蚀情况;定期做放电测试等等,这些日常工作都是需要进行的。
最后,电池充电工作要格外注意
电池充电是基本工作,应当在通风良好、没有雨雪、火花、明火环境下充电;充电最好使用原装充电机充电;充电时,电线的连结要正确;使用合理的电流进行充电;电池充电时,当温度高于45℃时,应当停止充电工作,做散热处理。
发电机组铅蓄电池保养工作非常重要,在日常使用中一定要注意了。
铅酸电池正确充电方法?
充电方法
1、恒定电流充电法
在充电过程中充电电流始终保持不变,叫做恒定电流充电法,简称恒流充电法或等流充电法。在充电过程中由于蓄电池电压逐渐升高,充电电流逐渐下降,为保持充电电流不致因蓄电池端电压升高而减小,充电过程必须逐渐升高电源电压,以维持充电电流始终不变,这对于充电设备的自动化程度要求较高,一般简陋的充电设备是不能满足恒流充电要求的。
恒流充电法,在蓄电池最大允许的充电电流情况下,充电电流越大,充电时间就可以缩短。若从时间上考虑,采用此法有利的。但在充电后期若充电电流仍不变,这时由于大部分电流用于电解水上,电解液出气泡过多而显沸腾状,这不仅消耗电能,而且容易使极板上活性物质大量脱落,温升过高,造成极板弯曲,容量迅速下降而提前报废。所以,这种充电方法很少采用。
2、恒定电压充电法
在充电过程中,充电电压始终保持不变,叫做恒定电压充电法,简称恒压充电法或等压充电法。由于恒压充电开始至后期,电源电压始终保持一定,所以在充电开始时充电电流相当大,大大超过正常充电电流值。但随着充电的进行,蓄电池端电压逐渐升高,充电电流逐渐减小。当蓄电池端电压和充电电压相等时,充电电流减至最小甚至为零。
由此可见,采用恒压充电法的优点在于,可以避免充电后期充电电流过大而造成极板活性物质脱落和电能的损失。但其缺点是,在刚开始充电时,充电电流过大,电极活性物质体积变化收缩太快,影响活性物质的机械强度,致使其脱落。而在充电后期充电电流又过小,使极板深处的活性物质得不到充电反应,形成长期充电不足,影响蓄电池的使用寿命。
所以这种充电方法一般只适用于无配电设备或充电设备较简陋的特殊场合,如汽车上蓄电池的充电,1号至5号干电池式的小蓄电池的充电均采用等压充电法。采用等压充电法给蓄电池充电时,所需电源电压:酸性蓄电池每个单体电池为2.4~2.8V左右,碱性蓄电池每个单体电池为1.6~2.0V左右。
3、有固定电阻的恒定电压充电
为补救恒定电压充电的缺点而采用的一种方法。即在充电电源与电池之间串联一电阻,这样充电初期的电流可以调整。但有时最大充电电流受到限制,因此随充电过程的进行,蓄电池电压逐渐上升,电流却几乎成为直线衰减。有时使用两个电阻值,约在2.4V时,从低电阻转换到高电阻,以减少出气。
4、阶段等流充电法
综合恒流和恒压充电法的特点,蓄电池在充电初期用较大的电流,经过一段时间改用较小的电流,至充电后期改用更小的电流,即不同阶段内以不同的电流进行恒流充电的方法,叫做阶段恒流充电法。阶段恒流充电法,一般可分为两个阶段进行,也可分为多个阶段进行。
阶段等流充电法所需充电时间短,充电效果也好。由于充电后期改用较小电流充电,这样减少了气泡对极板活性物质的冲刷,减少了活性物质的脱落。这种充电法能延长蓄电池使用寿命,并节省电能,充电又彻底,所以是当前常用的一种充电方法。一般蓄电池第一阶段以10h率电流进行充电,第二阶段以20h率电流进行充电。各阶段充电时间的长短,各种蓄电池的具体要求和标准不一样。
5、浮充电法
间歇使用的蓄电池或仅在交流电停电时才使用的蓄电池,其充电方式为浮充电式。一些特殊场合使用的固定型蓄电池一般均采用浮充电方法对蓄电池进行充电。浮充电法的优点主要在于能减少蓄电池的析气率,并可防止过充电,同时由于蓄电池同直流电源并联供电,用电设备大电流用电时,蓄电池瞬时输出大电流,这有助于镇定电源系统的电压,使用电设备用电正常。浮充电法的缺点是个别蓄电池充电不均衡和充不足电,所以需要进行定期的均衡充电。
快速充电
1、定电流定周期快速充电法
这种方法的特点是,以电流幅度恒定和周期恒定的脉冲充电电流对蓄电池充电,两个充电脉冲之间有一放电脉冲进行去极化,以提高蓄电池的充电接受能力。在充电过程中,充电电流及其脉宽不受蓄电池充电状态的影响。因此,它是一种开环式脉冲充电。
这种充电方法易使蓄电池充满容量,但如果不增加防止过充电的保护装置,容易造成强烈的过充电,影响蓄电池的使用寿命。在这种充电方法中,虽然整个充电过程均加有去极化措施,但是这种固定的去极化措施,难于适合充电全过程的要求。
2、定电流定出气率脉冲充电放电去极化快速充电法
这种充电方法的特点是:在整个充电过程中,充电电流脉冲的幅值和蓄电池的出气率始终保持不变。充电过程初期,充电电流略低于蓄电池的初始接受电流。在充电过程中,由于蓄电池可接受的电流逐渐减小,所以经过一段时间后,充电电流将超过蓄电池的可接受电流,因而蓄电池内将产生较多的气体,出气率显著增加。
此时,气体检测元件能够及时发出控制信号,迫使蓄电池停止充电,进行短时放电。这样蓄电池内部的极化作用很快消失,因而出气率可以始终保持在较低的预定值内。国外有这样的方案。国内因缺少气体敏感元件, 对这种方法很少研究。
3、定电流定电压脉冲充电放电去极化快速充电法
这种充电方法的特点是,以恒定大电流充电,待充到一定电压(相当于蓄电池出气点的电压)时,停止充电并进行大电流(或小电流)放电去极化,然后再以恒定大电流充电,依此,充放电过程交替地进行。放电脉冲的频率随充人电量的增加而增加,充电脉冲的宽度随充人电量的增加而减少。当充电量和放电量基本相等时,表示蓄电池已充满电,立即结束充电。
根据这种方法,国内外都有多种方案来实现蓄电池快速充电。这种方法,充电初期无去极化措施。在加有去极化措施后充电脉冲宽度不断减小,使得充电电流平均值下降较快,延长了充电时间。
4、定电流提升电压脉冲充电放电去极化快速充电法
这种方法是定电流定电压脉冲充电放电去极化快速充电方法的改进。它是以恒定电流(如IC)充电,当蓄电池电压达到充电出气点电压后(单格电池电压2. 35~2.5V)时,停止充电并进行放电(如放电电流2~3C,脉冲宽度为1ms),然后再充电。从加有放电去极化脉冲以后,用积分器件阶梯形跟踪调高充电控制电压(提升出气点电压),以加快充电速度和提高充满程度。其它和定电流定电压法相同。
5、定电压定频率脉冲充电放电去极化快速充电法
这种方法的特点是,充电脉冲的电压幅值保持恒定,随着充电过程的进行,蓄电池电动势逐渐上升,充电电流幅值逐渐减小,充电脉冲电流的频率恒定,在两个充电脉冲之间加有放电去极化脉冲。
6、端电压和充放电频率选择脉冲充电放电去极化快速充电法
这种方法的特点是,根据蓄电池充电过程中的极化情况选择充放电脉冲的频率,并在充电后期将蓄电池端电压限定在预选的数值,使出气率限制在一定的容许值。
7、适应全过程去极化脉冲充电放电去极化快速充电法
这种方法的特点是,在充电全过程都适时加有去极化的放电脉冲,在放电脉冲后充电电流恢复之前,均进行去极化效果检测,达到一定去极化效果再转回充电,否则再次进行去极化放电,直至达到去极化要求的效果才转回充电,这样,可使去极措施适应全过程。这种方案能有效地将气体析出量抑制在很小的数值内。
理想充电
我国常规充电制度,是在缺乏对于充电规律认识的情况下,被迫采用的不合理的充电方法。常规充电方法的缺点就是充电时间长、效率低、出气量大、蓄电池的利用周转率低、充电管理制度繁杂等。这种充电制度的落后性与蓄电池应用的广泛性是存在着一定的矛盾的。为此,在充电领域内,必须加强对充电规律的认识和研究,逐步探讨一套既快又好的充电制度,以使蓄电池适应于各部门经济发展的需要和国防建设的需要。
1、三阶段充电法
航空蓄电池均采用阶段恒流充电法进行充电。一般酸性航空蓄电池采用恒流两阶段充电法。碱性航空蓄电池采用恒流两阶段充电法或恒流一阶段充电法。但这种充电法在充电中间阶段远离了充电电流接受率曲线,所以三阶段充电法更好一点。
三阶段充电法是两阶段等流充电法和恒定等压充电法相结合的方式。充电开始和结束时采用恒定电流,中间阶段为恒定电压充电。蓄电池在充电初期用较大的电流,经过一段时间改为恒定电压充电,当电流衰减到预定值时,由第二阶段转到第三阶段。
采用三阶段充电法的优点是:避免了恒定电压充电法开始充电电流过大,而后期电流又过小的情况,比二阶段等流充电在中间阶段更接近充电电流接受率曲线。这种充电法减少了充电出气量,充电又彻底,延长了蓄电池使用寿命。
扩展资料
铅酸电池
铅酸电池(VRLA),是一种电极主要由铅及其氧化物制成,电解液是硫酸溶液的蓄电池。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,正负极的主要成分均为硫酸铅。
一个单格铅酸电池的标称电压是2.0V,能放电到1.5V,能充电到2.4V;在应用中,经常用6个单格铅酸电池串联起来组成标称是12V的铅酸电池,还有24V、36V、48V等。
简介
法国人普兰特于1859年发明铅酸蓄电池,已经历了近150年的发展历程,铅酸蓄电池在理论研究方面,在产品种类及品种、产品电气性能等方面都得到了长足的进步,不论是在交通、通信、电力、军事还是在航海、航空各个经济领域,铅酸蓄电池都起到了不可缺少的重要作用。
根据铅酸蓄电池结构与用途区别,粗略将电池分为四大类:1、启动用铅酸蓄电池;2、动力用铅酸蓄电池;3、固定型阀控密封式铅酸蓄电池;4、其它类,包括小型阀控密封式铅酸蓄电池,矿灯用铅酸蓄电池等。
一个单格铅酸电池的标称电压是2.0V,能放电到1.5V,能充电到2.4V。在应用中,经常用6个单格铅酸电池串联起来组成标称是12V的铅酸电池。还有24V、36V、48V等。
主要特性
安全密封
在正常操作中,电解液不会从电池的端子或外壳中泄露出。没有自由酸
特殊的吸液隔板将酸保持在内,电池内部没有自由酸液,因此电池可放置在任意位置。
泄气系统
电池内压超出正常水平后,VRLA电池会放出多余气体并自动重新密封,保证电池内没有多余气体。
维护简单
由于气体复合系统使产生的气体转化成水,在使用VRLA电池的过程中不需要加水。
使用寿命长
采用了有抗腐蚀结构的铅钙合金栏板VRLA电池可浮充使用10-15年。
质量稳定,可靠性高
采用先进的生产工艺和严格的质量控制系统,VRLA电池的质量稳定,性能可靠。电压、容量和密封在线上进行100%检验。
安全认证
所有VRLA电池均通过UL安全认证。
产品应用
电信
太阳能系统
电子开关系统
通讯设备:基站,PBX,CATV,WLL,ONU,STB,无绳电话等
后备电源:UPS,ECR,电脑后备系统,Sequence,ETC等
紧急设备:应急灯,火警盗警,防火闸
主电源
通讯设备:收发器
电力控制机车:采集车,自动运输车,电动轮椅,清洁机器人,电动车等
机械工具启动器:剪草机,hedge trimmers,无绳电钻,电动起子,电动雪橇,等等
工业设备/仪器
摄像:闪光灯,VTR/VCR,电影灯等
其它便携式设备,等等
产品结构
VRLA电池是这样设计的:在电池中,一部分数量的电解液被吸收在极片和隔板中,以此增加负极吸氧能力,阻止电解液损耗,使电池能够实现密封。
技术指标
结构与外观
按其结构可分为单体槽和整体槽两种。单体塑料槽主要是固定型和牵引型蓄电池使用。整体槽主要是汽车型和中、小型阀控式蓄电池。ABS塑料容易注塑成型,工艺简单。最常见的问题是翘曲,其次是汇流痕、分解料等。翘曲主要是由于模具温度较高,或塑料槽等制品在模具内冷却时间过短;汇流痕通常是由于模具排气不良,模具温度较低,注射压力较低造成的;分解料主要是由于加工温度过高,注射压力过大,回用料回用次数过多。
另外,ABS电池槽还是有注塑量不足、缺肉、毛刺、飞边、白化、波纹、银丝、气泡、烧伤、混色、裂纹、孔洞等缺陷。这些缺陷与加工过程中注射温度、压力、速度、时间等工艺条件有直接的关系,影响着铅蓄电池槽的外观质量。
耐冲击性
蓄电池槽在一定温度下,受到一定外力冲击是否产生裂纹表示其耐冲击性。蓄电池槽的耐冲击性需要在常温和低温两种状态进行考察。ABS树脂材料具有很高的抗冲击强度,且在低温也不迅速下降,它的抗冲性与树脂中所含橡胶的多少、粒子大小、接枝率和分散的状态有关,同时与使用环境有关,如温度越高,则抗冲击强度越大。
ABS树脂材料之所以有良好的抗冲击性能,基本上可以归因于橡胶的粒子吸收了外界的冲击能而抑制了开裂的发展。通过对美国和日本几家公司的ABS电池槽进行常温试验证明,普通材料的耐冲击性良好。阻燃材料,由于电池槽的结构的不同,出现同一材料制成的不同结构的制品,耐冲击性不良,偶尔出现裂纹现象。如果用此电池槽生产电池容易造成漏液等问题。因此,ABS树脂材料的耐冲击性具有很重要的安全作用。
另外,电池槽的裂纹的发生与试验温度,槽体的形状结构和跌落位置有很大的影响,因此冲击试验必须是在注塑成形后经过24h,且检查前要在25±2℃温度保持一定时间后才可以进行,壁厚不同保持的时间不同。不同用途和品种的铅蓄电池槽的落球高度,落球质量大小有不同的标准.
耐酸性
铅蓄电池槽在一定温度,时间内承受硫酸溶液的侵蚀,由于受于侵蚀其表观可能发生变化,用是否溶胀、裂纹、变色等表示耐酸性。ABS树脂材料对水、无机盐、碱及酸类几乎没有影响。在酮、醛、酯中会溶解或形成乳浊状。不溶于大部分醇类和烃类熔剂。对所作用的ABS电池槽包括美国、日本等不同厂家的普通材料和阻燃材料进行常温和高温试验,经过规定的试验时间,无变色、裂纹和溶胀现象发生。
在注液和充电等过程中,蓄电池温度较高,必须要求电池槽具有很高的耐腐蚀性,以提高其安全性。在常温时耐腐蚀性良好的塑料槽,高温时曾出现过裂纹,剥落现象,严重影响电池的外观和安全性。因此,选择ABS电池槽树脂材料品种时要充分考虑其耐酸性。
质量变化率
ABS塑料铅蓄电池槽在一定温度的硫酸溶液中浸泡一定时间后,由于受到硫酸的侵蚀,其质量发生微小变化。对所使用的ABS电池槽包括美国和日本等不同厂家的普通材料和阻料材料进行试验,部分品种制品满足日本≦1.5%的质量变化率标准,而略高于中国≦1.0 %的质量变化率标准。ABS电池槽质量变化率越小,受酸的侵蚀越小,稳定性越好。
溶出杂质
ABS树脂材料含有微量铁、高锰酸钾还原物质、锑等杂质,杂质的含量主要与制造厂家在生产中所用的原料和所用的添加剂的杂质的含量有关。ABS电池槽在一定温度的硫酸溶液中浸泡一定时间后溶出铁、高锰酸钾还原物质、灼热余渣、锑等杂质。它们被控制在一定的范围内。
表示其耐电压性。试验方法为干法和湿法。ABS树脂材料具有优良的电性能,其电绝缘很少受温度,湿度的影响,而且在很大的频率变化范围内保持恒定。介电强度可达14~15kv/mm。ABS电池槽在一定的直流电压作用下,若有缺陷或材质本身电阻低,则会被击穿,小型阀控式蓄电池槽的判定标准,干法6000V未击穿或湿法5000V未击穿为合格。蓄电池槽的耐电压性越高,绝缘性越好、越安全。
耐应力
非结晶性高聚物成型的塑料经非极性溶剂浸润或浸泡一定时间,槽体应力集中较大的部位将产生裂纹。ABS树脂材料的制品有无应力,可用浸入冰醋酸是否开裂的方法来检验。也可用归入四氯化碳是否开裂的方法来检验。对所使用的ABS电池槽包括美国和日本等不同厂家的普通材料和阻燃材料进行试验,无应力开裂现象发生。
耐热性
蓄电池槽在一定温度下保持一定时间,冷却至室温,外观尺寸发生的变化表示其耐热性。ABS树脂材料具有优良的热性能。在热塑性塑料中是线胀系数较小的一种,大多数ABS塑料在-40℃时仍有相当的冲击强度,表现出韧性,因此一般ABS塑料制品的使用温度范围从-40℃~100℃。中国和日本均规定不大于1%的尺寸变化率。对所作用的ABS电池槽包括美国、日本等不同厂家的普通材料和阻燃材料进行试验。尺寸变化率最大为0.298%,满足要求。
耐气压性
阀控密封式蓄电池槽通入一定压力的气体后,因膨胀产生一定的形变表示槽体的耐气性。对所使用的ABS蓄电池槽包括美国、日本等不同厂家的普通材料和阻燃材料进行试验、满足要求。
耐溶剂性
ABS塑料,一定浓度的乙醇水溶液浸泡及浸润一定的时间后,应无龟裂、变色、变形等。对所作用的ABS铅蓄电池槽包括美国、日本等不同厂家的普通材料和阻燃材料进行试验,满足要求。
储存期
普通的黑色ABS树脂材料耐候性较好,它室外暴露2年经太阳和大气的侵蚀,外观和性能都不变。暴露在空气中或埋在地下,都没有明显的腐蚀。温度对ABS产品使用的影响,与受力和环境条件有很大的关系,在正常温度范围内使用,ABS制品的性能变化不大。
参考资料来源:百度百科-铅酸电池
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