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铅酸蓄电池基本常识

来源:武汉晶凯源科技有      发布时间:2014-11-28     

1.什么叫铅酸蓄电池?

电极主要由铅及其氧化物制成,电解液是硫酸溶液的一种蓄电池。英语:Lead-acid battery 荷电状态下,正极主要成分为二氧化铅负极主要成分为铅;放电状态下,正负极的主要成分均为硫酸铅。分为铅酸水电池和铅酸免维护电池。

2.什么是放电效率?
 放电效率是指在一定的放电条件下放电至终点电压所放出的实际电量与额定容量之比,主要受放电倍率,环境温度,内阻等到改为内阻等的,一般情况下,放电倍率越高,则放电效率越低。温度越低,放电效率越低。

3.何为电池的倍率放电?

指放电时,放电电流(A)与额定容量(A•h)的倍率关系表示。

4.何为电池的小时率放电?
 按一定输出电流放完额定容量所需的小时数,称为放电时率。

5.何为电池的能量密度?
 指电池的单位体积所含的电能。

6.铅酸电池使用什么标准?
 电池标准  分国家标准、行业标准、企业标准三个级别。目前车用电池执行的是编号为JB/T 10262——2001的行业标准。

7.铅酸蓄电池容量标示方法是什么?
 假如以C2为 准,即以0.5C2电流放电,当电压达到该电池的放电终止电压时的放电时间和电流的乘积应等于或接近额定容量值。比如:一块12V、12Ah的电池,以 5A电流放电,放电终止电压达到10.5V时,时间不能少于140min;同样,一块12V、10Ah的电池,以5A电流放电到电压达到终止电压 10.5V时,时间不能少于120min。其误差为0.1Ah
 实际上行业标准规定:10Ah的电池,以5A电流放电到终止电压时间不得小于120min。企业产品实际达到的为130~137min。

8.什么是电池的低温保存特性? 
 行业标准规定,铅酸蓄电池在-10±0.1的环境条件下存放10h,实际容量不能低于70%。

9.如何评价铅酸蓄电池的寿命?
 以容量75%的深度放电,寿命不应低于350次。

10.铅酸电池有那些优缺点?
(1)优点——价格低廉:铅酸电池的价格为其余类型电池价格的1/4~1/6。一次投资比较低,大多数用户能够承受。
(2)缺点——重量大、体积大、能量质量比低,娇气,对充放电要求严格。

11.为什么电池要储存一段时间后才能包装出货?
电池的储存性能是衡量电池综合性能稳定程度的一个重要参数。电池经过一定时间储存后,允许电池的容量及内阻有一定程度的变化。经过了一段时间的储存,可以让内部各成分的电化学性能稳定下来,可以了解该电池的自放电性能的大小,以便保证电池的品质。

12.什么是电池的负载能力?
 当电池的正负极两端连接在用电器上时,带动用电器工作时的输出功率,即为电池的负载能力。

13.目前在使用和研究的“绿色电池”有哪些?
新 型绿色环保电池是指近年来已经投入使用或正在研制开发的一类高性能、无污染的电池。目前已经大量使用的锂离子蓄电池、金属氢化物镍蓄电池和正在推广使用的 无汞碱性锌锰电池以及正在研制开发的锂或锂离子塑料蓄电池、燃烧电池、电化学储能超级电容器都属于新型绿色环保电池的范畴。此外,目前已经广泛应用的利用 太阳能进行光电转换的太阳能电池。

14.铅酸电池的放电速率和使用有何关系?
同样功率的电动机,额定电压不同,耗电的速度绝对不同。比如:同是180W的电动机,额定电压为24V时,电流为7.5A;而额定电压为36V时,电流只有5A,它们用同样容量的电池组,组合为36V,以5A电流放电,电化反应缓慢,而组合为24V,以7.5A电流放电,电化反应就会相对激烈,不如以5A放电从容。
 电 池以0.5C以下的电流放电才是经济的。什么叫0.5C?C:表示的是电池的容量,C2表示用2小时放电率放电时对电池测定得出的实际容量。这就是说,对 标定为C2容量时,每小时应当放出一半的容量(0.5C2)才符合容量规定,如果超过0.5C2,它的容量就要打折扣了。而且对电池寿命不利。
 现在,以2小时放电率标示的容量为12Ah的电池,应标为C2=12Ah,所以0.5C2=0.5×12=6A。所以,12Ah的电池以0.5C放电,就是电流为6A;10Ah的电池, 电流为5A。
电池长时间工作,输出的工作电流不大于电池额定容量Cx的值/X,X是该项电池额定值下的时率,这是选择的原则。X是2,则应按2小时放电时率;X值是3,则使用时间应按3小时考虑。

15.目前铅酸电池容量有那几种标示方法?
 目前铅酸电池容量有以下几种标示方法,如C20、 C10、C5、C2,分别表示以20h、10h、5h、2h的放电速率放电释放到的实际容量。如果是20h放电速率下的容量,标示应当是 C20,C20=10Ah的电池,这是指以C20/20的电流放电20h得到的容量值。换算到C5,即以C20规定电流的4倍放电,容量就只有7Ah左右 了,电动自行车行驶一般在1~2h内大电流放电,铅酸电池在1~2h(C1~C2)内放完电,接近于规定电流的10倍,那么它实际能供给的电能只有C20 放电容量的50% ~ 54%。电池容量的标示为C2,即以2h放电的速率标示的容量,如果不是C2,则应当进行计算,得出正确的放电时间和容量。以5h放电速率(C5)标示的 容量为100%的话,若改为在3h内放完,实际容量只有88%;2h内放完,只有78%;1h内放完,就只剩以5h放电时容量的65%了。标示的容量假定 是10Ah,那么现在以3h放电只能得到8.8Ah的实际电量;若是以1h放电,则只能得到6.5Ah的电量,随意缩小放电速率,放电电流>0.5C2不 仅容量要比标示的减少,对电池的寿命也有一定的影响。同理,对标示(额定)容量为C3的电池,放电电流为C3/3,即≈0.333C3,如果是C5,放电 电流应为0.2C5,类推。

16.二次电池有何共同特点?
二次电池的共同特点  充电时负极产生气体,包围住负极,使电子不能到达负极进行电化反应,不仅影响充电效率,还造成极板发热、电解质蒸发干涸,浓度变化。铅酸电池电解液水分蒸发变浓,会促进极板的硫化,充电效率降低,容量下降,最后造成电池报废
 所有电池都不应当过放, 过放是以减短寿命为代价的,放电以不低于放电终止电压为准。

17.为什么蓄电池每个月要做一次完全放电?
  铅酸电池如果长期处于不完全放电状态,则每月应当给它一次完全放电的机会,以保持电池极板物质的活性。完全放电可以长距离运行直到控制器欠压保护、自动截止时为止。

18.对电池不利的因素有那些?  
 对电池不利的因素很多,主要发生在充放电阶段。
(1)“二超”放电阶段主要是放电电流超值,即长期超过允许电流值放电;放电的第二个问题是过放电,即超过电池允许的放电量,叫做“二超”,对电池寿命非常有害。
(2)“两过”、“两欠”充电阶段则有“两过”、“两欠”。
     a. “两过”:一过是过充电;一过是铅酸电池过分长时间存放不用,又不定期补充电能。
     b. “两 欠”:一欠是铅酸电池欠充,电池经常充不满,极板硫化后得不到及时还原,是铅酸电池极其忌讳的;另一次是电池组内各单格电池之间欠均衡,致使一组电池内各 单块电池之间放电程度和充电程度的差距越拉越大,欠充的越发欠充、过放的越发过放。影响整个电池组的寿命,也给自己经济支出加大。
     “两过”和“两欠”是电池的大敌,不可小看。但“两过”和“两欠”却是人们自己造成的,问题也较复杂,有多方面的原因,从选型、使用维护、控制器和充电器的配套合理性、电池故障原因的及时检测等,它们是互相联系的。

19.电池为什么会过热?
  电池过热  如 果是因为放电电流过大造成的,原因可能有以下几种:a、负载过重,长时间大负载运行;b、车体本身阻力如轮轴问题、轴承问题、制动问题以及车轮与车架摩擦 等;c、坡度过陡;d、电池容量偏小;e、电机问题;f、输电线路问题。电池容量偏小是电池过热的原因之一,应增大容量,降低工作电流。

20.电池发热有何害处? 
  车 用电池无论在使用中还是在充电中,允许有小的发热,但不允许异常发热。异常发热明显的,用手抚摸电池外壳即能有明显感觉。发热对电池非常有害。发热首先会 使电解液水分蒸发并逐渐干涸,继而充电效率降低、极板变形、内阻增加、机械部件氧化加速、烧坏极板或隔离物,最后表现在电池容量降低、寿命缩短。

21.电池放电发热的原因有那些?
 (1) 放电发热原因:放电过快,有可能是电池容量小,放电电流长时间超过0.5C。这里着重强调:短途行驶后,电池虽然消耗一定的电量,但静止以后,电池有一个 恢复过程,极板的电化学过程仍然继续进行,因此电压会有所回升,但并不意味着容量回升;相反,长途行驶时路途不停车,极板的电化作用与电能的消耗同时进 行,这会有三种情况出现:
  当电机额定电压值低,电池容量较小,工作电流偏大,电压会急剧降低,容量也很快消耗殆尽,对电池最为不利。
  
电池的电化学反应速度仅能够维持行车,电池没有恢复和喘息的机会,经常做整循环充放电,稍不注意便会超消耗。遇到迎风上坡,耗电甚大,迫使电池极板急剧反应,电池外壳的热度较高,会使电池受到损伤,缩短寿命,说明容量也不富余。
  
比较理想的是电池的电化学反应速度能从容地供给足够的电能。电池的外壳没有异常热度,说明电池容量是富余的。
 
三种情况只有最后一种做长途行车是理想的。应当说明一点,电池外壳明显发热,内部电池本身的热度就更高了。

22.电池充电发热的原因有那些?
 蓄电池在充电过程中,电能一部分转变为化学能,还用一部分转变为热能和其他能量。充电电池发热属于正常现象,但是温度较高时就应及时检查充电电流是否过大或者电池内部发生短路等,发热量与电解液量关系较小,如是密封电池电解液量较少时内阻增大,也会引起电池升温并且充电时端电压很高。电池衰老、电解液干涸、内部有短路等同样也会造成发热。充电器不能在充电后期恒压,以至造成电池电压超过允许值,温度会升高,严重的会鼓胀,寿命终结。

使用中,尽量不横放或倒放,防止电池内部一时大量产气不能顺利从放气阀排出,尤其充电时更是如此,否则可能引起外壳爆裂。

23.怎样保持电池组的一致性?
铅 酸电池出厂时虽然做了严格控制的挑选,但使用一定时期以后,不均匀性会出现并逐渐变大,充电器又不具备选项性和识别性,不能对欠充的进行补充,对过充的限 制充入量,如何使电池容量均衡,得由人来进行控制。用户在电池组使用中后期,定期、不定期地测定每块电池的开路电压,电压较低的,单独补充充电,使其电压 和容量与其他电池一致,尽量使他们的差距减小。

24.常见的蓄电池槽(壳)有那些种? 
常见的电池槽有硬质橡胶和聚丙烯制成的汽车、摩托车、牵引蓄电池槽,ABS制成的密封电池槽以及少量的聚苯乙烯电池槽。

25.常见的蓄电池隔板有那些? 
常见的蓄电池隔板有橡胶隔板、PP隔板、PE隔板、PVC隔板及AGM隔板。 

26.铅蓄电池的电解液密度与开路电压有什么关系? 
开路电压=0.85+电解液密度(经验公式) 

27.铅蓄电池的极板容量取决于什么? 
主要取决于正、负极板活性物质的量。 

28.铅蓄电池的正、负极板的主要成分是什么? 
正极板活性物质主要成分是二氧化铅,负极板活性物质主要成分是海绵铅。 

29.铅蓄电池充电时为什么会有刺激性气味? 
蓄电池在充电过程中,电池内部产生的硫酸蒸汽、水蒸气、氢气和氧气等混合物质逸出扩散到空气中,便会使人感觉道有刺激性气味。

30. 什么是蓄电池浮充电、均衡充电? 
浮充电:其端子始终接在恒压电源上,以维持蓄电池处于接近完全充电状态。 
均衡充电:为确保蓄电池组中的所有单体蓄电池完全充电的一种延续充电。

31.新铅酸蓄电池加入电解液后,温度升高是什么原因? 
新 电池加入电解液后,温度上升与新电池内在因素有关。干荷电池加液后温升高,电池升温不十分明显,这是因为干荷电极板经过抗氧化处理,出厂的电池以是处于充 足电状态,加液后即可负荷使用;普通极板的电池,未经抗氧化处理,负极板处于半充足电状态,相当一部分物质处于为氧化铅和稀硫酸反应产生大量的热量,因而 温升很高。夏天有时温度达50以上,因此充电需注意人工降温。 

32.极板硫酸化原因有哪些?  
产生极板硫酸化原因有以下几点: 
1)
电池初充电不足或初充电中断时间较长; 
2) 电池长期充电不足;
 
3) 放电后未能及时充电;
 
4) 经常过量充电或小电流深放电;
 
5) 电解液密度过高或者温度过高,硫酸铅将深入形成不易恢复;
 
6) 电池搁置时间较长,长期不使用而未定期充电;
 
7) 电解液不纯,自放电大;
 
8) 内部短路局部作用或电池表面水多造成漏电;
 
9) 电池内部电解液液面低,使极板裸露部分硫酸化。

 

33.蓄电池的储存有何要求?  
 要求通风设施良好、干燥(最好装空调),保持环境温度在25左右;地面承受能力要强;储存3个月后要进行补充电。

34.电池漏液的原因有哪些以及如何解决? 
原因: 
a)
密封胶老化导致密封处有裂纹; 
b) 电池严重过充电,不同型号电池混用,电池气体复合效率差;
 
c) 灌酸时酸液溅出,造成假漏液。
 
解决方法:
 
1) 对可对假漏液电池进行擦拭,留待后期观察;
 
2) 更换漏液电池。 

35.对容量检测时发现的容量不足的电池组应作如何处理? 
1) 应对整组电池做均充处理,即均充13-15小时。 
2) 或用单充机对该电池进行单独补充电。 

36. 电池的充放电特性
不同类别的电池,各有自己充电和放电特性曲线,但不管什么电池,都应符合下面规律:
1.
充电——充电时电压是随时间的增长而增长。当达到一定值后,就不再增长,而电流随时间延长而降低;当达到最低限时,也不再降低,电池得到的电量是增加的。
2. 放电——放电时,至某时开始以后,随着时间的延长,电压逐渐下降,剩余容量也逐渐减少。
3. 其他共性  那就是在放电电流大、速率高的情况下,相对来讲比放电电流小、速率低条件下的同种电池获得的容量要小。

37.何为电机的最佳工作点?
电机有一个最佳工作点,在这个工作点上,电机的实际效率大约接近额定功率的60-70%,而此时的电流也接近额定值的60-70%,如果电机功率是180W,则36V电机额定电流是5A,24V电机额定电流是7.5A。
电机工作在3A时,效率达到80%以上,转矩为3.9N.m。
电机工作在4A时,效率达到78%以上,转矩为5.2N.m。
电机工作在5A时,效率达到75%以上,转矩为6.6N.m。
如果电流再增大,转速再降低,则效率就会更加降低。中速行驶,效率最高,可以较少的电量行驶最大的距离。

38.铅酸电池为什么要用三段式充电方法充电?

充 电开始电池的接受能力强,可以利用这一特点,大电流充电,使电池很快得到足够的电量,以节省时间和电能,当充到一定程度,为防止电压超过限值,应自动转入 并限定在一恒压值上,限制电压继续升高,防止电压超过充终,使电池极板受损。但这样充过之后,由于电池极板物质的不均匀性,仍然有部分物质未能完全还原, 这些物质如果长期处于硫化状态,则可能变成永久性硫酸铅而再也不能还原,电池的容量就会受损,逐渐降低。因此,充电的最后还要进行涓流细充,使小部分藏在 内部深层的硫化物尽量还原,使一个电池内的极板充电程度达到里外上下均匀一致,数块电池的极板也能尽量地趋于均匀一致。

39.充电器不能恒压会出现什么情况?
如 果使用不能恒压的充电器,电池不是被用坏的,而是被充坏的,因为它不能绝对的恒压,充电到最后阶段,电压超过规定的充电终止电压,极板物质过热而变形和膨 胀、进而脱落,电解液被分解成水分蒸发、浓度提高,进一步又过分腐蚀极板,硫化加重。个别不合格的充电器,由于不能恒压,充电到最后,36V的电池组,电压超过45V,甚至达到50V。按规定,36V电池的充电终止电压为41.4V,最高也不能超过43.2V,即单格电池电压不能超过2.4V。还有在使用中充电器可能失去恒压功能,从而使充电电压增高,对电池寿命非常不利。

40.为什么充电显示不正常?
电 池充满后,充电器都应当有显示,一般是红色变绿色,有的是绿色变黄色,表示电池基本充满。如果电池在充电时发光管不亮或已经充满而不变颜色,原因大多是发 光管本身问题或线路问题。有些充电器对某种电池充电时,指示灯长时间不变颜色,这种情况大都是充电器恒压值太高,与这种电池不配套所至,必须更换与之配套 的充电器,否则,会引起过充电,导致电池发热,严重时会充胀电池。

41.为什么电池不能充满电?
充电器工作一段时间,即自行停止,没有电流和电压,这属于电路问题,可能是焊点虚,接触不良或元器件失效等。常温状态下正常,温度升高后,开始显现。这种现象有时是逐渐出现,有时是突然出现。电池不能充电或充不满,这会损伤电池,不可马虎,应及时检查修理使之恢复正常。

42.有些充电器为什么会出现充充停停或不停的充电现象?
充充停停可能与充不满属相同故障,是线路接触不良。
不停的充电现象和不能恒压是同样性质、同样严重的问题,比上述两个问题要严重得多,稍不注意,它就可能把电池充坏。
但 上述现象仍然是极少数的,绝大多数充电器不会或不经常出现类似问题,这种充电器不仅是少数,而且多是使用多年的比较老旧的。充电器的正确使用方法是在充电 后期,虽然已经充入大部分,但极板上少量被硫化物质没有完全还原,这时要让充电器继续充1—2h,以达到完全还原的目的。当电流在仪表板的200mA电流 表上显示只有50mA或以下并长时间不变时,可以拔掉电源。对有正脉冲修复功能的,拔掉电源后,可以不取掉充电器和电池间的连接线,让脉冲不断冲击硫化物 晶体,使极板活性物质还原。

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