铅酸蓄电池

一、基本组成

四个基本部分：

1、由两种不同材料组成的电极——正极和负极

2、将两个电极分隔开的隔板

3、电解液

4、电池槽盖

正极和负极：

1、由活性物质材料和板栅组成。

2、正极活性物质为二氧化铅（PbO2）, 负极活性物质为海绵状铅（Pb）

3、参与成流反应和起导电的作用

4、是电池中决定电性能的主要部件

隔板：

1、作用是防止正、负极直接接触而短路

2、是对电子的不良导体和对离子的良导体

3、具备多孔性、良好的耐酸性、耐氧化性和亲水性、低电阻、有害杂质少等要求

4、材料主要有微孔橡胶、PE、PVC、PP、聚酯等

电解液：

1、保证正、负极间的离子导电作用

2、密度为1.200 g/cm3~1.350g/cm3的稀硫酸水溶液

电池槽盖：

1、起容器的作用

2、具有良好的耐酸性、耐温性和绝缘性，并具有良好的机械强度。

二、铅酸蓄电池的基本工作原理：

充电过程：

在充电末期，当充电电压达到水的分解电压时，正极将产生氧气（O2），负极将产生氢气（H2）。

铅酸蓄电池5小时率放电曲线

三、电池的使用寿命：

1、电池的使用寿命是按照电池充放电的次数来计算的。

2、电池充饱电后放电80%C5后，再充饱电，视为一次充放循环。

3、目前，牵引用铅酸蓄电池的最长使用寿命为1500次。

4、当电池的容量下降到80%C5以下时，一般认为该电池使用寿命终止。

四、电池的自放电：

电池非因工作原因而发生的放电现象，称为自放电。电池自放电通常有以下几个方面的原因：

过量补水造成表面放电

1、加入含有杂质的酸或水

2、长期放置导致电解液分层

3、自放电的危害：能量损失、易硫化

使用、维护和保养

一、日常维护

1、电池使用前应清除外表面灰尘及脏物，并逐只检查有无损坏，经检查无误后，根据需要将单体电池组成电池组。

2、按照使用维护说明书的要求配制电解液。

3、取下注液盖，将配制好的电解液注入电池至规定的液面高度。

4、按照使用维护说明书的规定进行初充电。

5、经过初充电并在正常情况下使用的电池，再充电时应按照使 用维护说明书中的“正常充电”方法进行，充电量为上次放电量的1.2倍左右，但新电池前5次的充电量应为上次充电量的1.5倍左右。

6、充电中电解液的温度不得超过55℃。

7、使用中由于电解液中水的分解及蒸发，造成密度升高及液面降低，应加水调整；若因异常情况造成密度低于规定值，应加密度为1.400g/cm3的硫酸溶液调整。密度调整应在充电末期进行。

8、电池的表面、连接线及螺栓，应经常保持清洁、干燥。

9、电池的连接，必须保持接触良好。

10、电池应避免过充电、过放电、强充电及充电不足。

11、电池内不准落入任何有害杂质。

12、电池盖上不准放置任何导电物品。

13、电池放电后，应及时充电，最长间隔时间不得超过24小时。

14、电池使用中若出现落后电池，应及时查明原因，立即修复或更换。

15、注入电池的水或硫酸溶液，温度应在10℃~35℃之间。

二、恒流充电法

一般采用10h率或20h率电流进行恒定电流充电。

三、分段恒流充电法

一般开始时用3h率~5h率电流进行充电，当端电压达到约2.4V以上时，或者液温显著升高时，将电流降到10h率~20h率电流继续充电（又称递减电流充电法）。

四、均衡充电法

先将电池进行正常充电，待充电完毕，静置一小时，再用正常充电第二阶段的电流继续充电，直到产生剧烈气泡时，停充一小时。如此反复数次，直至电压、密度保持不变，于间歇后再进行充电便立即产生剧烈气泡为止。

五、限流恒压智能充电法

首先设定恒定电流充电，当电池电压达到一定值后，自动转为恒压充电，充电电流随着充电时间的延长不断减少。目前比较好的充电机，在充好电后，再增加1~2个脉冲充电，即充一小时，停一小时，再充一小时。

六、恒压充电法

按每个单体电池以2.3V~2.5V恒定电压进行，因此充电初期电流相当大，随着充电的进行，电流逐渐减少，在终期几乎无电流通过。

七、补充充电法

除了浮充电以外，尽管正常的充电进行的很好，但在搁置一段时间以后，由于自放电而使容量减少，因此根据搁置时间的长短，以10h率~20h率电流予以适当的充电，称为补充充电。蓄电池做备用时，充电后长期搁置不用时，应定期（如一个月）进行补充充电。

电池在使用中，往往会出现电压、密度及容量不均衡现象。均衡充电除能防止上述现象的产生外，还能防止落后电池的产生，使同一电池组的各单体电池在使用中达到均衡一致的良好状态。

电池在使用中，每月应进行一次均衡充电。如有下列情况之一时，均应进行均衡充电：

1、放电电压经常降至终止电压以下

2、放电电流值经常过大时

3、放电后未及时进行充电

4、电解液混入危害不大的杂质时

5、经常充电不足或较长时间未使用时

6、将极群组取出检查或清除沉淀物后

日常维护

一、注意事项

1、蓄电池必须经常保持清洁

2、不要使任何外来杂质落入蓄电池内

3、使用的一切工具、材料必须保存在干净的有遮盖的地方

4、必须定期擦净蓄电池整个外部的硫酸痕迹和灰尘

5、各单体电池间的接触装置以及与导线的连接都必须安全可靠

6、如果蓄电池有密封盖和通风栓塞，就必须经常检查和清理通风孔

7、必须注意电解液面，不要让极板和隔板露出液面、

8、必须将电解液调整到正常密度，而且只能在蓄电池充电终止时进行

9、放电过程中要经常检查各单体电池端电压和电解液密度，密切注意蓄电池的放电程度，决不允许电解液密度和端电压低于蓄电池规定的放电规定所允许的程度

10、电解液温度不得超过说明书规定值，一般是55℃

11、充电电流不得超过制造厂的规定

12、按照说明书，定期进行补充充电

13、如果蓄电池长期搁置，为了避免过度的自放电和严重硫酸盐化，应每月进行一次补充充电

14、不允许蓄电池放电电流超过制造厂规定的最大限度

二、深度放电

1、电池在使用时，放出容量一般要求不得超过其额定容量的80%，当电池放出容量超过80%时，我们说电池发生了深度放电

2、当电池放出容量达到80%时，叉车上的容量显示器就进入了红灯区域，此时应该立即前往充电场所进行充电

3、深度放电对电池的危害：易硫化、易使极板膨胀变形活性物质脱落致使容量下降、寿命缩短等

三、蓄电池的放置

1、放完电的蓄电池禁止长期放置

2、长期放置不用的带液蓄电池蓄每月补充充电一次，防止电解液分层

3、需长期放置的蓄电池，应防止在通风阴凉的环境中，避免阳光直射

4、如果采购近期不用的备用电池，建议采购干荷电电池或干放电态电池

5、如果已经采购了带液的电池，在长期放置前，建议将电解液比重调低

四、为何低温下使用的电池动力不足？

低温状态下，电解液的粘稠度增加，导致电解液中的离子移动困难，反应速度降低，电池的内阻增大，导致电池内耗增加，因此就会表现为动力不足。

五、为什么电池在大电流放电时，能放出的容量比较少？

大电流放电时，电池极板与和它接触到的酸迅速反应，这样就会极大地消耗极板中的酸，导致和极板接触的酸的浓度迅速降低，这样电池就不能够持续地进行供电。这是电池表现出能放出来的容量较少的原因。

常见故障及排除方法

铅酸蓄电池产生故障的原因很多，除正常的自然损坏及制造质量和运输保存影响外，大多数是由于使用维护不当所造成。据调查材料证明有的单位所用蓄电池安装投产后半年至1年即报废；而同一批、同一型号的蓄电池有的单位则使用了3年至4年尚属良好设备，这足以说明维护工作的好坏直接影响到蓄电池的使用年限。

一、极板硫酸盐化

铅酸蓄电池在正常放电情况下，正、负极板上的活性物质（PbO2及Pb)，大都变为松软的硫酸铅小晶体。这些小晶体均匀分布在多孔的极板上，在充电时很容易和电解液接触，起化学反应而恢复为原来的二氧化铅和绒状铅，但如果维护管理不当，极板上的硫酸铅结晶，就会逐渐形成为体积大而又导电不良的粗结晶硫酸铅，甚至可以结成面积较大，几乎不溶于电解液较为坚实的硫酸铅结晶层，附在极板表面，造成极板硬化。这种结晶导电性差，体积大，会堵塞极板的微孔，妨碍电解液的渗透，增加了极板电阻，并在以后一般充电中，很难使其恢复原状，这样就使极板上的活性物质减少，容量降低，严重时将使极板失去可逆作用而损坏。这就是所谓极板的硫酸盐化。

二、极板弯曲与断裂

在正常情况下，随着蓄电池使用时间的增长，由于极板活性物质体积上的变化，极板稍有膨胀或收缩，乃是一种正常现象。但若膨胀、收缩过度，以及极板本身各部分作用不均匀时，往往发生极板弯曲和断裂的现象，造成极板局部活性物质脱落，使电池容量下降，甚至极板四角翘起，由于压力过大而把隔板损坏，造成正、负极板短路。

极板弯曲与断裂的原因：

1、极板制造质量不好

2、经常过量放电

3、大电流充放电

4、高温放电

极板弯曲与断裂的处理：

打开电池盖，取出极群组，对弯曲极板整平整直，断裂极板采用补焊。

三、极板活性物质的过量脱落

电池槽底部短时间内积聚了大量的沉淀物，容量下降，温升高，电解液混浊，析气量大。这是极板活性物质过量脱落的主要特征。

极板活性物质过量脱落的原因

1、充电电流过大，时间过长，温度过高

2、放电电流过大，经常过放电，温度过低

3、杂质进入电池（碱性物质）

四、蓄电池内部短路

五、蓄电池的反极

蓄电池在多个串联使用中，如果有某个电池容量降低，甚至完全丧失容量的话，那么在放电过程中，它就很快放完了自己的容量。该只电池不但不继续放电，还因为它的端电压比其它电池的端电压低而被反充电，以致使它的极板的正、负极性逆转。

反极故障的原因：

反极故障的主要原因多是由于过量放电后充电不足，或是初充电没有充足而造成极板硫酸盐化，或者极板间有短路故障存在而引起。