铅酸电池基本知识点.pptx

铅酸蓄电池基础知识;电池：通过化学反应提供直流电能的电化学装置;燃料电池：Fuel Cell, FC, 将存在于燃料(氢气)和氧化剂(氧气)中的化学能转化为电能的装置 不是蓄电池，是发电机 1839年由英国的Grove发明;4;电池由外壳、正极、负极、端子、隔膜等组成;铅酸蓄电池(Lead-Acid Battery, LAB)，是指正负极活性物质分别 是铅和二氧化铅、由硫酸水溶液做电解液的二次电池 分富液式和贫液式两大类，贫液式就是目前广泛应用的阀控式密闭铅酸蓄电池，事实上它不并是完全密闭的 主要应用于交通、通信、后备电源等领域 具有价格低廉、可靠性高、维护简单等优点 由于铅对人体有害、硫酸污染环境、腐蚀设备，因此应用领域受到限制 虽然有被镍氢、锂离子电池等取代的趋势，但由于价格、安全、可靠性等原因仍将长期占据二次电池的大部分市场;7;富液式：不能卧式放置，需经常加水加酸和调整酸的浓度等复杂维护；酸液挥发会污染环境并腐蚀设备 涂膏式极板：工艺简单， 是最古老的铅蓄 管式正极板：寿命长 主要是OPzS型;;阀控式铅酸蓄电池(Valve Regulated Lead-Acid Battery, VRLA)，广泛使用的一种铅酸蓄电池，主要特点是： 电解质吸附于AGM隔板中或者变成胶体状态，内部无游离酸 每个单体有一个安全阀，大部分时间处于密封状态，内压过大时开阀排气降压 1938年Dassler提出的气体复合原理是VRLA的理论基础 1957年德国阳光公司的胶体(GEL)技术和1971年美国Gates公司的AGM技术是VRLA的实践基础 目前主要有AGM技术和GEL技术两种;阀控式铅酸蓄电池：通过安全阀排出内部生成的多余气体的铅酸蓄电池;卷绕式极板结构特点 装配紧密 极板更薄 优点 较宽的工作温度范围(-50~70℃) 大电流充放电性能更好 搞震性能良好 可靠性高 缺点 工艺复杂，造价高 不适用于浮充 适用范围 国防，医疗器械，仪表 ;板栅：占蓄电池总质量的20%~30%，主要作用是： 活性物质的载体：铅膏靠板栅保持和支撑 集流体：担负着电流的传导、集散作用并使电池分布均匀 性能要求：导电性好，耐腐蚀，与活性物质结合性好，足够的强度;正极：由网格状金属板栅上涂覆铅膏组成，铅膏是正极活性物质，主要成分是氧化铅，红棕色 正极活性物质的泥化失效以及正极板栅的腐蚀是VRLA失效的重要原因 正极板一般较厚，以应对活性物质的泥化脱落，而且比负极板少一片 常温低率放电时，电池容量受限于正极;电池寿命初期，活性物质以α-PbO2为主，寿命末期以β-PbO2为主： 电池寿命初期，正极活性物质以为α-PbO2主 放电时α-PbO2生成PbSO4，充电时PbSO4生成β-PbO2 ，因此在初期循环中电池的容量越来越高 随着循环的进行，β-PbO2的比例增加，活性物质间的结合慢慢减弱，充电过程中在析氧的冲击下，正极活性物质密度下降，最后软化成泥状物脱落，导致寿命终止 由于α-PbO2有较好的机械强度和结构，由其形成的多晶网络可作为活性物质的骨骼，而β-PbO2有较小的尺寸和较大的比表面积，可给出较大的比容量，二者最优的比例是0.8，此时电池有最好的深放电性能 ;负极：由负极板栅及涂覆其上的负极活性物质组成，负极活性物质主要是海绵状金属铅，呈金属灰色 低温(-15℃)、高率(1HR)放电时，电池容量受限于负极，原因是铅电池的钝化即生成的硫酸铅将电解液与活性物质隔离;不可逆硫酸盐化：简称硫化，是负极活性物质在一定条件下生成坚硬而粗大的、几乎不溶解的硫酸铅，所以在充电时不能转化为海绵状铅，使电池容量大大降低的现象 原因：通常是长期充电不足或放电状态下长期储存等使用或维护不当造成 防止：及时充电，不要过放电;额定电压 最常见的是12V系列，2V的主要应用在工业上，6V的不常见，用于某些设备如医疗设备等 额定容量 在一定标准下，由生产厂商定义的电池的容量 通信用铅酸电池的额定标准标准是25℃时以10HR放电至1.80VPC 实际容量因温度、放电率和终止电压的不同而不同 终止电压 Final Voltage, F.V.，为了保护电池，放电至F.V.时应停止放电 终止电压与放电电流大小有关：电流越小，终止电压越高 0.1C放电的F.V.一般为1.80VPC;充电电压 分均充(Boost)和浮充(Float)，充电电压值主要跟电解液浓度有关 均充电压：25℃时约为2.35VPC，充电速度快，根据电流不同，可在5~10小时内充满电 浮充电压：25℃时一般为2.23~2.27VPC，在该电压下充电速度和自放电速度相当 温度不同时，电压应做相应的调整，叫做温度补偿 放电深度 是指放出电量占电池额定容量的百分比(Depth of Discharge, DOD