宇泰电源知识

蓄电池的工作原理

1.蓄电池是一种将化学能与电能互相转换的装置。

2.在充电时，电能转换为化学能，正极上的硫酸铅失去两个电子后转变成二氧化铅，失去的电子通过外线路上的负载转移到负极上，负极上的硫酸铅得到两个电子后转变成海绵状铅（Pb）。

3.在放电时，化学能转换为电能，整个过程正好相反。

4.上述过程用化学反应方程式表示即为：

蓄电池的密封原理

对常规铅酸蓄电池，在蓄电池充电后期，充入的电流主要消耗在电解液中水的分解，导致在蓄电池的正极产生氧气，在负极产生氢气。这些气体从蓄电池中不断逸出，会导致电解液逐渐失水，从而导致蓄电池性能下降，甚至电池干涸。因此常规蓄电池需要定期补加水。

阀控密封铅酸蓄电池采用密封技术（或氧气再化合技术），即在设计上抑制氢气的析出，同时，使蓄电池充电后期产生的氧气在内部几乎完全再化合，无剩余气体排放。电池几乎不失水，因此该电池在整个使用过程中不需补加水。

密封铅酸蓄电池充电后期以前的过程和常规铅酸蓄电池基本一样。但在蓄电池充电末期或过充电过程中，蓄电池充入的电量基本用于氧气的再化合过程，此时在电池内发生的氧气再化合反应如下：

（1） 正极上的反应（氧气的产生）

2H2O → O2 + 4H+ + 4e- ①

在正极产生的氧气，穿过超细玻璃纤维（AGM）隔膜到达负极表面并在负极发生一系列反应。

（2） 负极上的反应

2Pb + O2 → 2PbO ②

2PbO + 2H2SO4 → 2PbSO4 + 2H2O ③

2PbSO4 + 4H+ + 4e- → 2Pb + 2H2SO4 ④

负极上总的反应为

O2 + 4H+ + 4e- →2H2O ⑤

通过以上反应，在正极上产生的氧气穿过超细玻璃纤维隔膜（AGM）传输到负极，完全被负极所吸收；正极上所消耗的水（电解液），在负极上的反应③中又重新生成，穿过隔膜又回到正极（如图3-1所示），完成了H2O→O2→H20循环。负极活性物质经过一系列的反应，也完成了Pb→PbO→PbSO4→Pb的循环。使电池内多余的气体产生和净的物质（H2O、O2、Pb、PbO、PbSO4）生成。因此，电池不需要补加水，可以密封免维护。由于在不正常使用等特殊情况下，电池内反应平衡可能被打破，可能产生少量多余的气体，电池装有安全阀，当电池内气压超过

一定数值时，安全阀开启，以便将多余气体排出；当电池内气压低于一定气压时，安全阀自动关闭，以隔绝电池外部气体进入，故该类电池又称阀控式密封铅酸蓄电池。

容量

1.在一定的放电条件下（放电率、温度、终止电压）电池放出的电量就是电池的容量，容量的单位是安培小时（Ah）。符号表示为"C".

2.额定容量是设计和生产电池时，规定或保证在指定的放电条件下，电池应该放出的最低限度的电量。GFM系列电池规定在10小时内放出的容量为额定容量，符号表示为"C10".FM系列电池规定在20小时内放出的容量为额定容量，符号表示为"C20".

3.实际容量是电池在实际使用的条件下放出的容量，当放电率不同时电池给出的实际容量也不同。

放电率

放电率即放电速率，表示电池放电时的电流强度的大小，一般以"小时率"或"倍率"表示。小时率是指以放电时间来表示电池的放电速率。如"10小时率"和"0.1C10"都表示以额定容量的1/10的电流来放电，并可持续10小时。

内阻

电池的内阻是指电流通过电池时所受到的阻力。正常蓄电池内阻值的单位是以毫欧姆（mΩ）表示。充放电时，内阻都将消耗电池的能量，所以内阻越小越好。

自放电

由于电池活性物质在电解液中的不稳定性，电池在储存过程中发生的容量自然下降的现象叫自放电。自放电率一般以规定时间内容量下降的百分率表示。

浮充寿命

蓄电池作为一种备用电源，采用全浮充制运行时，在电池容量下降到某规定值之前，电池能正常工作的时间称为浮充寿命，一般以"年"表示。

循环寿命

蓄电池经一次充电和放电，称为一次循环。在一定的充放电制度下，电池容量降至某一规定值之前，电池能正常循环的次数，称为蓄电池的循环寿命，一般以"次"表示。

充放电制度

在实际使用时，对蓄电池的工作环境温度、充电电流、充电时间、放电电流、

放电时间、放电终止电压等参数具体规定就是充放电制度。