电池基本知识培训教材200806[1]

1、铅酸蓄电池基础知识培训主讲：王志安各位朋友：大家好！欢迎大家到圣豹电源参观、学习、工作或指导工作！一、化学电源（即电池）（即电池）（一）、概念：化学电源是一种把化学反应所释放出来的能量直接转换成直流电能一）、概念：化学电源是一种把化学反应所释放出来的能量直接转换成直流电能的装置。的装置。（二）、分类：化学电源的分类方式有如下几种：（二）、分类：化学电源的分类方式有如下几种：1 1、按电解质种类分类：碱性电池、酸性电池、中性电池、有机电解质电池。、按电解质种类分类：碱性电池、酸性电池、中性电池、有机电解质电池。2 2、按工作性质分类：、按工作性质分类：A A、原电池（又叫一次电池）：电池经放电使

2、用后，不能用充电的方法再重新使用、原电池（又叫一次电池）：电池经放电使用后，不能用充电的方法再重新使用的电池；的电池；B B、蓄电池（又叫二次电池）：电池在放电使用后，可以通过充电的方法使电池能、蓄电池（又叫二次电池）：电池在放电使用后，可以通过充电的方法使电池能够重新使用的电池。因此，又叫可充电电池；够重新使用的电池。因此，又叫可充电电池；C C、贮备电池（又叫激活电池）：此类电池常用作海洋等环境的救生使用；、贮备电池（又叫激活电池）：此类电池常用作海洋等环境的救生使用；D D、燃料电池（又叫连续电池）：此类电池主要用于航空航天，如火箭、航天飞机、燃料电池（又叫连续电池）：此类电池主要用于航

3、空航天，如火箭、航天飞机等。等。二、铅酸蓄电池的发展史v1859年法国普兰特制出第一只铅酸蓄电池；年法国普兰特制出第一只铅酸蓄电池；v1881年富尔发明涂膏式极板；年富尔发明涂膏式极板；1889年改善了板栅的年改善了板栅的形状；形状；v1957年德国阳光公司制成了密封胶体铅酸蓄电池；年德国阳光公司制成了密封胶体铅酸蓄电池；v1971年美国年美国GATES公司生产出玻璃纤维隔板的吸液公司生产出玻璃纤维隔板的吸液式电池（也就是现在的式电池（也就是现在的VRLA电池）；电池）；三、铅酸蓄电池分类三、铅酸蓄电池分类1、按用途分类、按用途分类v起动用：供各种汽车、拖拉机、柴油机、船舶起动点火用；起动用：

4、供各种汽车、拖拉机、柴油机、船舶起动点火用；v固定型防酸式：用于发电厂、变电所、医院等，作为保护、事故照固定型防酸式：用于发电厂、变电所、医院等，作为保护、事故照明、通讯等备用电源；明、通讯等备用电源；v牵引用：用于各种蓄电池车、叉车、矿用电机车、码头起重车等；牵引用：用于各种蓄电池车、叉车、矿用电机车、码头起重车等；v铁路客车用：供铁路客车车辆明明及电器设备用，车辆运行时充电；铁路客车用：供铁路客车车辆明明及电器设备用，车辆运行时充电；v内燃机车用：内燃机车的起动和照明；内燃机车用：内燃机车的起动和照明；v摩托车用：摩托车起动、照明、点火；摩托车用：摩托车起动、照明、点火；v航空用：飞机的起

5、动、照明、通讯；航空用：飞机的起动、照明、通讯；v此外，还有潜艇用、坦克用、矿灯用等。此外，还有潜艇用、坦克用、矿灯用等。2、按极板结构分类：管式、涂膏式、形成式、按极板结构分类：管式、涂膏式、形成式3、按电池盖和排气栓结构分类：开口式、排气式、防酸隔爆式、防酸、按电池盖和排气栓结构分类：开口式、排气式、防酸隔爆式、防酸消氢式、阀控式密闭型消氢式、阀控式密闭型四、VRLA电池的结构组成1 1、结构组成、结构组成VRLAVRLA电池由正负极板、隔板、外壳、安全阀、端子、电解液（硫酸溶液）几电池由正负极板、隔板、外壳、安全阀、端子、电解液（硫酸溶液）几部分组成。部分组成。2 2、各部分的作用、各部

6、分的作用A A、极板：提供电池充放电时所需化学物质，即发生充放电化学反应的主体；、极板：提供电池充放电时所需化学物质，即发生充放电化学反应的主体；B B、隔板：吸附、储存电解液；作为氧气复合的气体通道；防止正负极短路；、隔板：吸附、储存电解液；作为氧气复合的气体通道；防止正负极短路；防止正负极活性物质脱落；防止正负极活性物质脱落；C C、外壳：盛装电池各部分物质的容器；、外壳：盛装电池各部分物质的容器；D D、电解液：电池充放电时离子导电的物质；电池充电与放电时参与化学反应；、电解液：电池充放电时离子导电的物质；电池充电与放电时参与化学反应；E E、安全阀：单向导通阀。电池充放电产生的气体压力

7、达到一定值时向外界释、安全阀：单向导通阀。电池充放电产生的气体压力达到一定值时向外界释放气体，从而防止电池变形、防止外界气体进入电池内部、防止电解液挥发放气体，从而防止电池变形、防止外界气体进入电池内部、防止电解液挥发损失；损失；F F、端子：电池与用电器具之间的连接部分；、端子：电池与用电器具之间的连接部分；五、VRLA电池的反应原理与密封原理1 1、VRLAVRLA电池的反应原理电池的反应原理 正极：正极：PbOPbO2 2HSOHSO- -4 43H3H+ +2e PbSO2e PbSO4 4+2H+2H2 2O O 负极：负极：PbPb + HSO + HSO4 4- - - 2e P

8、bSO - 2e PbSO4 4 + H+ H+ + 总反应：总反应：PbOPbO2 2+Pb+2H+Pb+2H2 2SOSO4 4 2PbSO2PbSO4 4+2H+2H2 2O O放电充电充电放电充电放电2 2、VRLAVRLA电池的密封原理电池的密封原理 铅酸蓄电池充电后期，电极上同时发生的电化学反应为：铅酸蓄电池充电后期，电极上同时发生的电化学反应为： 正极：正极： PbSOPbSO4 4 + 2H + 2H2 2O 2e PbOO 2e PbO2 2 + HSO + HSO4 4- - + 3H + 3H+ + 副反应：副反应： H H2 2O 2e 2HO 2e 2H+ + + 1

9、/2 O + 1/2 O2 2 负极：负极： PbSOPbSO4 4 + H + H+ + + 2e Pb + 2e Pb + HSO + HSO4 4 副反应：副反应： 2H2H+ + + 2e H + 2e H2 2 可以看出，电池充电时产生可以看出，电池充电时产生H H2 2和和O O2 2是不可避免的，而两种气体的再化合只有在催是不可避免的，而两种气体的再化合只有在催化剂存在的条件下才能进行，化剂存在的条件下才能进行，505060年代曾研究过用年代曾研究过用Pt催化的防爆栓，但因结催化的防爆栓，但因结构复杂，价格昂贵，可靠性差而淘汰。构复杂，价格昂贵，可靠性差而淘汰。六、圣豹六、圣豹V

10、RLA电池的系列与容量规格电池的系列与容量规格1、圣豹生产的、圣豹生产的VRLA电池有电动助力车（电池有电动助力车（DZM）用、小型阀控密封式（）用、小型阀控密封式（FM）和固定型阀控密封式（和固定型阀控密封式（GFM）三大系列；）三大系列；2、各系列电池的容量规格、各系列电池的容量规格A、DZM系列：容量规格有系列：容量规格有6Ah、10Ah、17Ah、20Ah、24Ah、33Ah等；等；B、FM系列：容量规格系列：容量规格1.3Ah65Ah；C、GFM系列：容量规格系列：容量规格33Ah2000Ah；注：注：FM系列与系列与GFM系列容量规格有重叠是系列容量规格有重叠是2005年新颁布的国

11、家标准规定的。年新颁布的国家标准规定的。3、圣豹生产的、圣豹生产的VRLA电池执行的国家或行业标准电池执行的国家或行业标准A、DZM系列执行系列执行JB/T10262-2001（机械标准）；（机械标准）；B、FM系列执行系列执行GB/T 19639.1-2005GB/T 19639.1-2005 （国家标准）；（国家标准）；C、GFM系列执行系列执行GB/T19638.2-2005 GB/T19638.2-2005 （国家标准）；（国家标准）；七、圣豹七、圣豹VRLAVRLA电池的结构电池的结构 圣豹产品结构圣豹产品结构FM系列系列（容量从（容量从1.3Ah-65Ah不等）不等）中国知中国知名

12、品牌名品牌 圣豹产品结构圣豹产品结构GFM系列系列（容量从（容量从33Ah-200Ah不等，是不等，是6V及及12V电池）电池）中国知中国知名品牌名品牌 圣豹产品结构圣豹产品结构GFM系列系列（容量从（容量从100Ah-2000Ah不等，是不等，是2V电池）电池）中国知中国知名品牌名品牌中国知中国知名品牌名品牌圣豹产品结构圣豹产品结构DZM系列系列容量有容量有10Ah、17Ah、20Ah、24Ah、33Ah等等 圣豹产品目录圣豹产品目录DZM系列系列中国知中国知名品牌名品牌八、圣豹八、圣豹VRLA电池的应用领域电池的应用领域圣豹圣豹VRLAVRLA电池应用领域广泛电池应用领域广泛中国知中国知名

13、品牌名品牌1、邮电通信：浮充运行，、邮电通信：浮充运行，市电停电时作为备用电源；市电停电时作为备用电源；2、电动自行车：作为电动、电动自行车：作为电动自行车的动力电源；自行车的动力电源；3、电力行业：作为电厂分、电力行业：作为电厂分合闸启动用；合闸启动用；4、广电系统：不间断电源，、广电系统：不间断电源，也作为市电停电时的备用电也作为市电停电时的备用电源；源；5、UPS系统：不间断电源，系统：不间断电源，作为计算机等的备用电源，浮作为计算机等的备用电源，浮充运行；充运行；九、铅酸蓄电池的基本术语（一）、电池电压（一）、电池电压1、开路电压：电池在断路正负两极的电极电位之差，也叫端电压；、开路电

14、压：电池在断路正负两极的电极电位之差，也叫端电压；2、浮充电压：电池浮充使用时的充电电压；、浮充电压：电池浮充使用时的充电电压；3、储存电压：电池储存一段时间后的开路电压；、储存电压：电池储存一段时间后的开路电压；（二）、其它术语（二）、其它术语1、理论容量：电池的活性物质理论上计算出的容量，单位为、理论容量：电池的活性物质理论上计算出的容量，单位为Ah；2、实际容量：电池按一定的放电条件所能释放的电量，单位为、实际容量：电池按一定的放电条件所能释放的电量，单位为Ah；3、额定容量：按照相关标准，电池必须达到的最低容量，单位为、额定容量：按照相关标准，电池必须达到的最低容量，单位为Ah；4、放

15、电制度：也叫放电条件，包含放电电流、终止电压、放电温度、放电、放电制度：也叫放电条件，包含放电电流、终止电压、放电温度、放电功率、放电电阻；功率、放电电阻；5、放电速率：分为倍率与小时率两种、放电速率：分为倍率与小时率两种A、一只、一只10Ah的电池以的电池以2小时率放电，则放电电流为小时率放电，则放电电流为5A；B、一只、一只10Ah的电池以的电池以0.2倍率放电，则放电电流为倍率放电，则放电电流为2A；中国知中国知名品牌名品牌十、DZM、FM、GFM系列电池型号命名规则1、DZM系列系列（以（以6-DZM-10为例）为例） 6表示该电池有表示该电池有6个单格，电压为个单格，电压为12V；D

16、表示电动、表示电动、Z表示助力型、表示助力型、M表示密封；表示密封；10表示该表示该电池电池2小时率额定容量为小时率额定容量为10Ah；2、FM系列系列（以（以3-FM-4为例）为例） 3表示该电池有表示该电池有3个单格，电池为个单格，电池为6V；F表示阀控式、表示阀控式、M表示密封；表示密封；4表示该电池表示该电池20小时率额小时率额定容量为定容量为4Ah；3、GFM系列系列（以（以6-GFM-100和和GFM-300为例）为例） 6-GFM-100电池：电池：6表示该电池有表示该电池有6个单格，电压为个单格，电压为12V；G表示固定型、表示固定型、F表示阀控式、表示阀控式、M表示密封；表示

17、密封；100表示该电池表示该电池10小时率额定容量为小时率额定容量为100Ah； GFM-300电池：该电池型号电池：该电池型号GFM前没有数字，表示该电池有前没有数字，表示该电池有1个单格，电压为个单格，电压为2V； G表示表示固定型、固定型、F表示阀控式、表示阀控式、M表示密封；表示密封；100表示该电池表示该电池10小时率额定容量为小时率额定容量为300Ah；中国知中国知名品牌名品牌十一、十一、VRLA电池生产工艺流程电池生产工艺流程极板制造 极板组包封 极群焊接 加电解液 壳盖密封 极群入外壳 充电 放电 （ 配组） 补充电 包装入库十二、十二、 三大系列电池的放电制度三大系列电池的放

18、电制度1、DZM系列：以2小时率电流放电到终止电压为10.5V（或5.25V）时放电时间须大于或等于2小时。以以6-DZM-10电池为例：即以电池为例：即以5A恒流放电到恒流放电到10.5V时，放电时间应大于或等于时，放电时间应大于或等于2小时。因为放电电小时。因为放电电流流=10Ah2h=5A，额定容量，额定容量=5A2h=10Ah；2、FM系列：以20小时率电流放电到终止电压为10.5V（或5.25V）时放电时间须大于或等于20小时。以以3-FM-4电池为例：即以电池为例：即以0.2A恒流放电到恒流放电到5.25V时，放电时间应大于或等于时，放电时间应大于或等于20小时。因为放电电小时。因

19、为放电电流流=4Ah20h=0.2A，额定容量，额定容量=0.2A20h=4Ah；3、GFM系列：以10小时率电流放电到终止电压为10.8V（或1.8V）时放电时间须大于或等于10小时。以以6-GFM-100电池为例：即以电池为例：即以10A恒流放电到恒流放电到10.8V时，放电时间应大于或等于时，放电时间应大于或等于10小时。因为放小时。因为放电电流电电流=100Ah10h=10A，额定容量，额定容量=10A10h=100Ah；以以GFM-300电池为例：即以电池为例：即以30A恒流放电到恒流放电到1.8V时，放电时间应大于或等于时，放电时间应大于或等于10小时。因为放电电小时。因为放电电流

20、流=300Ah10h=30A，额定容量，额定容量=30A10h=300Ah；十三、VRLA电池常见故障VRLA电池常见故障有短路、断路、单格反极、鼓胀变形与热失控等。1、短路：是指电池中某一个或某几个单格内正负极板直接接触造成的短路。表现形式为电池、短路：是指电池中某一个或某几个单格内正负极板直接接触造成的短路。表现形式为电池开路电压低于正常电压值。若一个单格短路，则开路电压低于正常值约开路电压低于正常电压值。若一个单格短路，则开路电压低于正常值约2V；若有几个单格短；若有几个单格短路，则开路电压低于正常值的约路，则开路电压低于正常值的约2V的整数倍。的整数倍。2、断路：由于电池中单格之间的连

21、接或汇流排与铅连接件或铅连接件与端子之间的连接不牢、断路：由于电池中单格之间的连接或汇流排与铅连接件或铅连接件与端子之间的连接不牢固造成的电池开路电压低于正常值。表现为电池开路电压为固造成的电池开路电压低于正常值。表现为电池开路电压为0V或有电压但放电不出电。或有电压但放电不出电。3、单格反极：电池单格在装入电池壳时，正负极性装反造成的电池开路电压异常。表现为：、单格反极：电池单格在装入电池壳时，正负极性装反造成的电池开路电压异常。表现为：若一个单格装反，则开路电压低于正常值约若一个单格装反，则开路电压低于正常值约4V（加为装反极一个单格，会造成两个单格的电（加为装反极一个单格，会造成两个单格

22、的电压相互抵消）。压相互抵消）。4、鼓胀变形：电池因短路引起急剧发热或因电池热失控导致电池外壳软化最终变形。、鼓胀变形：电池因短路引起急剧发热或因电池热失控导致电池外壳软化最终变形。5、热失控：电池在使用后期，因电解液干涸或充电电流过大导致充电电流过大与充电释放热、热失控：电池在使用后期，因电解液干涸或充电电流过大导致充电电流过大与充电释放热量的相互促进、累积叠加造成的电池最终鼓胀变形。另外，环境温度过高也会最终促成电池量的相互促进、累积叠加造成的电池最终鼓胀变形。另外，环境温度过高也会最终促成电池热失控。热失控。十四、电池寿命及影响因素十四、电池寿命及影响因素v如电动车用电池，分按标准充放电

23、循环试验寿命如电动车用电池，分按标准充放电循环试验寿命和实际使用寿命；电池的使用寿命除与电池本身和实际使用寿命；电池的使用寿命除与电池本身的质量有关系外，还受如下因素的影响。的质量有关系外，还受如下因素的影响。v1、载重大小；、载重大小；v2、车电机功率；、车电机功率；v3、充电器的质量：过充失水、欠充硫酸化等；、充电器的质量：过充失水、欠充硫酸化等；v4、充电模式：应放电在、充电模式：应放电在60%-80%不要总充电；不要总充电；v5、与电机、控制器、整车都有关；、与电机、控制器、整车都有关；v6、特别要避免过放电或放电后长期搁置；、特别要避免过放电或放电后长期搁置；十五、蓄电池应用中的工作

24、方式十五、蓄电池应用中的工作方式v连接方式：串联、并联、串并连接方式：串联、并联、串并联；联；v工作充放电方式：可用深充放工作充放电方式：可用深充放循环制、浮充制、混放制；循环制、浮充制、混放制；十六、充电方法及充电连接方式十六、充电方法及充电连接方式（一）电池的充电方法有恒流充电、恒流限压充电、恒压限流充电、浮充充电、均衡充电与涓流充电。（二）电池充电连接方式有v串联；v并联；v串、并联混合连接。十七、应知应会十七、应知应会1、在一定放电条件下，电池所能给出的电量叫电池的实际容量；、在一定放电条件下，电池所能给出的电量叫电池的实际容量；2、电池在断路时，正负极间的电极电位差叫电池的开路电压；

25、、电池在断路时，正负极间的电极电位差叫电池的开路电压；3、圣豹电源生产的电池根据应用范围可分为、圣豹电源生产的电池根据应用范围可分为DZM、FM、GFM三个系列；三个系列；4、铅酸蓄电池的极板容量取决于极板上活性物质量的多少；、铅酸蓄电池的极板容量取决于极板上活性物质量的多少；5、正极板活性物质是二氧化铅，负极板活性物质是海绵状铅；合格的已化成的正、正极板活性物质是二氧化铅，负极板活性物质是海绵状铅；合格的已化成的正极板颜色为棕褐色，合格的已化成的负极板颜色为铅灰色；极板颜色为棕褐色，合格的已化成的负极板颜色为铅灰色；6、圣豹电源生产的铅酸蓄电池（、圣豹电源生产的铅酸蓄电池（VRLA电池）使用

26、的是电池）使用的是AGM隔板；隔板；7、圣豹电源生产的铅酸蓄电池中使用的电解液是浓硫酸、去离子水与无水硫酸钠、圣豹电源生产的铅酸蓄电池中使用的电解液是浓硫酸、去离子水与无水硫酸钠的混合物；的混合物；8、圣豹电源生产的铅酸蓄电池使用的电池槽材料为、圣豹电源生产的铅酸蓄电池使用的电池槽材料为ABS塑料；塑料；9、圣豹电源生产的、圣豹电源生产的DZM系列电池型号主要有：系列电池型号主要有：6-DZM-10、6-DZM-14、6-DZM-17、6-DZM-20、6-DZM-24、6-DZM-33等；等；10、圣豹电源生产的、圣豹电源生产的FM系列电池型号主要有：系列电池型号主要有：3-FM-4、3-F

27、M-7、3-FM-10、6-FM-4、6-FM-7、6-FM-10、6-FM-18、6-FM-24等；等；11、圣豹电源生产的、圣豹电源生产的GFM系列电池型号主要有：系列电池型号主要有：6-GFM-33、6-GFM-38、6-GFM-65、6-GFM-100、GFM-200、GFM-300、GFM-600、GFM-2000等；等； 12、电动车电池（、电动车电池（DZM系列）系列）6-DZM-20中的中的20指的是指的是2小时率下的容量；小时率下的容量；13、圣豹电源生产的电池内部汇流排材料是铅锡合金与铅锑合金；、圣豹电源生产的电池内部汇流排材料是铅锡合金与铅锑合金；14、圣豹电源生产的电池，起密封作用的材料是密封胶；、圣豹电源生产的电池，起密封作用的材料是密封胶；15、圣豹电源生产的电池，正负极极柱胶颜色是红、蓝两色；、圣豹电源生产的电池，正负