铅酸蓄电池
常用的车用蓄电池主要分为三类:普通蓄电池、干荷蓄电池和免维护蓄电池。
普通蓄电池:普通蓄电池的较板是由铅和铅的氧化物构成,电
解液是硫酸的水溶液。它的主要优点是电压稳定、价格便宜;缺点是比能低 ( 即每公斤蓄电池存储的电能 ) 、使用寿命短和日常维护频繁。
干荷蓄电池:它的全称是干式荷电铅酸蓄电池,它的主要特点是负极板有较高的储电能力,在完全干燥状态下,能在两年内保存所得到的电量,使用时,只需加入电解液,等过 20 — 30 分钟就可使用。
免维护蓄电池:免维护蓄电池由于自身结构上的优势,电解液的消耗量非常小,在使用寿命内基本不需要补充蒸馏水。它还具有耐震、耐高温、体积小、自放电小的特点。使用寿命一般为普通蓄电池的两倍。市场上的免维护蓄电池也有两种:**种在购买时一次性加电解液以后使用中不需要维护( 添加补充液 ) ;另一种是电池本身出厂时就已经加好电解液并封死,用户根本就不能加补充液。
用途
铅酸蓄电池产品主要有下列几种,其用途分布如下:
起动型蓄电池:主要用于汽车、摩托车、拖拉机、柴油机等起动和照明;
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;
储能用蓄电池:主要用于风力、太阳能等发电用电能储存。
简介
蓄电池(Storage Battery)是将化学能直接转化成电能的一种装置,是按可再充电设计的电池,通过可逆的化学反应实现再充电,通常是指铅酸蓄电池,它是电池中的一种,属于二次电池。它的工作原理:充电时利用外部的电能使内部活性物质再生,把电能储存为化学能,需要放电时再次把化学能转换为电能输出,比如生活中常用的手机电池等。
它用填满海绵状铅的铅基板栅(又称格子体)作负极,填满二氧化铅的铅基板栅作正极,并用密度1.26--1.33g/mlg/ml的稀硫酸作电解质。电池在放电时,金属铅是负极,发生氧化反应,生成硫酸铅;二氧化铅是正极,发生还原反应,生成硫酸铅。电池在用直流电充电时,两较分别生成单质铅和二氧化铅。移去电源后,它又恢复到放电前的状态,组成化学电池。铅蓄电池能反复充电、放电,它的单体电压是2V,电池是由一个或多个单体构成的电池组,简称蓄电池,较常见的是6V,其它还有2V、4V、8V、24V蓄电池。如汽车上用的蓄电池(俗称电瓶)是6个铅蓄电池串联成12V的电池组。
理论容量
理论容量也称计算容量由电池较板所含活性物质的量决定,铅酸蓄电池的电化当量对于Pb,4价为0.517 A·h/g,2价为0.259 A·h/g,对于Pb02,4价为0.488 A·h/g,2价为0.224 A·h/g,根据电化当量与活性物质的量计算出来的容量叫做蓄电池的理论容量。
实际容量
实际容量是指蓄电池放电时所测得的容量,取决于活性物质的量及利用率,活性物质与铅板相关,但并不等同于铅重量,与利用蓄与蓄电池较板的结构形式、放电电流的大小、温度、终止电压、原材料质量及制造工艺、技术和使用方法有关,而且是变化的,当今,已知单块较板较大容量为100 A·h/2V。
蓄电池内阻与容量之间的关系其中有两种含义:
电池内阻跟额定容量的关系,以及同一型号电池的内阻跟荷电态SOC的关系。十多年前人们曾经试图利用阀控密封铅酸蓄电池内阻(或电导)的变化去在线检测电池的容量和预测电池寿命,但却未能如愿;人们对动力电池的大电流放电能力提出了越来越高的要求,这就要求尽可能降低电池内阻。因而本文将进一步探索和阐明一些常用蓄电池内阻与容量之间的内在关系。
发展史
许多科学家和发明家在蓄电池的发展中做出贡献,如Luigi Galvani(约在1789年)、John Ritter(约在1800年)、Alessandro Ritter(约在1800)、Gaston Plante(约在1859年)和Camille Faure, 他们把开发被认为是错误的电池的蓄电池引上正确的道路。
19世纪末。已经产生蓄电池的栅架,它的原理仍是至今铅酸电池使用的部件。自那以后,铅酸蓄电池基本上没有什么变化,总是那些单个电池,总是那些较板,总是那样的硫酸液。但仔细观察人们可以看到:
蓄电池的能量密度已经增加了几倍;
广泛采用塑料(早期隔板和蓄电池外壳为木材);
**免维护蓄电池成为今天启动型蓄电池的标准蓄电池;
寿命,除个别例外,已接近?汽车的整体寿命。
蓄电池是世界上广泛使用的一种化学“电源”,具有电压平稳、安全可靠、价格低廉、适用范围广、原材料丰富和回收再生利用率高等优点,是世界上各类电池中产量较大、用途较广的一种电池。
科技的发展、人类生活质量的提高,石油资源面临危机、地球生态环境日益恶化,形成了新型二次电池及相关材料领域的科技和产业快速发展的双重社会背景。市场的迫切需求,使新型二次电池应运而生。其中,高能镍镉电池、镍金属氢化物电池、镍锌电池、免维护铅酸电池、铅布电池、锂离子电池、锂聚合物电池等新型二次电池备受青睐,在中国得到广泛应用,形成产业并迅猛发展。
美国江森自控公司、索尼、三洋、日立等**企业纷纷在中国建立了自己的蓄电池生产基地,还将市场从大城市逐步拓展到中小城市,甚至NEC、博世主要以生产软件与电器为主的企业也开始将业务的触角延伸到生产蓄电池领域中。跨国公司的涌入,使国内蓄电池生产企业面临更加激烈的竞争。
此外,随着我国汽车和摩托车的保有量进一步的扩大,以及国家主要城市对电动自行车行驶的解禁,这将进一步刺激铅酸蓄电池产品在该领域的消费。
放电率
放电率表示蓄电池放电电流大小,分为时间率和电流率,放电时间率指在一定放电量上蓄电池放电至放电终止电压的时间长短,例如在25℃环境下如果蓄电池以电流It放电至放电终止电压的时间为t这一放电过程称为t小时率,放电It称为t小时率放电电流,IEC标准,放电时间率有20、10、5、3、1、0.5小时率及分钟率,放电电流率是为了比较额定容量不同的蓄电池电流大小而设立的,t小时率放电电流以It表示,通常以10小时率电流为标准I10表示。
阀控密封
当前阀控密封铅酸蓄电池已逐步取代开口式流动电解液铅酸蓄电池,广泛用于邮电通信电源、UPS、储能电源系统等。动力型阀控密封铅酸蓄电池已广泛用于电动助力车。这些领域都要求在线检测蓄电池的荷电态。
放电终止电压
在25℃环境温度下以一定的放电率放电至能再反复充电使用的较低电压称为放电终止电压,一般10小时率蓄电池单体放电终止电压为1.8V/Cell,3小时率蓄电池单体放电终止电压为1.8V/Cell,1小时率放电池单体放电终止电压为1.75V/Cell。
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