铅酸电池是如何工作的.docx

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1、铅酸电池是如何工作的自1880年代以来，铅酸电池几乎没有变化，尽管材料和制造方法的改进继续带来能量密度，寿命和可靠性的提高。所有铅酸电池都由浸入电解液池中的扁平铅板组成。大多数类型的铅酸电池都需要定期加水，尽管低维护类型带有多余的电解质，以补偿正常使用寿命内的水分损失。RV和海洋工业中使用的铅酸电池通常由两个串联的6伏电池或单个12伏电池组成。这些电池由几个串联的单节电池组成，每个电池产生大约2.1伏的电压。六伏电池有三个单电池，充满电时产生6.3伏的输出电压。12伏电池有六节串联的单节电池，产生6.O伏的完全充电输出电压。电池单元由两块铅板组成，一块正极板覆盖着二氧化铅糊，一块由海绵铅制成的

2、负极板，中间有绝缘材料（隔板）。将极板封装在塑料电池盒中，然后浸入由水和硫峻组成的电解质中（见图机）:每个电池能够存储2.1伏。为了使铅酸电池产生电压，它必须首先从充电器接收至少2.I伏/电池的（形成）充电电压。铅酸电池不会自行产生电压;它们仅存储来自其他来源的电荷。这就是铅酸电池被称为蓄电池的原因，因为它们只存储电荷。电池极板的大小和电解液的量决定/铅酸电池可以存储的电量.此存储容量的大小描述为电池的安培小时（AH）额定值.房车或船舶中使用的典型12伏电池的额定值为125AH,这意味若它可以在12.5小时内提供10安培的电流,或在6.25小时内提供20安培的电流。铅酸蓄电池可以并联，增加八H

3、总容量。在下面的图#2中，六个单节2.1伏电池串联起来，制成典型的12伏电池，充满电后将产生12.6伏的总电压。铅酸面糊放电循环在图二3中，上面充满电的电池连接到负载（灯泡），硫酸和铅板之间的化学反应产生点亮灯泡的电力。这种化学反应也开始用一种叫做破酸铅的物质涂检正极板和负极板，也称为硫酸盐化（显示为板上的黄色堆积物）。硫酸铅的这种积聚在放电周期中是正常的。随着电池继续放电，硫酸铅覆族越来越多的极板，电池电压从12.6伏的完全充电状态开始下降（图#4）。在图#5中，电池现在完全放电，极板几乎完全被硫酸铅（硫酸盐化）澄盖,电压降至10.5伏。注意：铅酸电池在10.5伏以下放电会严全损坏它!硫酸铅

4、（硫酸化）现在覆盖/大部分电池板。硫酸铅是一种柔软的材料，只要放电的电池立即连接到电池充电器，就可以将其亚新转化为铅和硫酸。如果铅酸电池不立即充电，硫酸铅将开始形成硬晶体，无法通过标准固定电压（13.6伏）电池转换器/充电器重新转换。注意：请务必尽快为您的房车或船用电池充电，以防止由于硬硫酸铅晶体的堆积而导致电池容量损失！铅酸电池充电周期关于铅酸电池充电，要了解的最全要的事情是，具有单个固定输出电压的皎换圈/充电器将无法正确充电或维护电池。适当的充电和维护CE需要一个笠能充电系统，该系统可以根据充电状态和RV或船用电池的使用情况来改变充电电压。ProgressiveDynamics开发了智能充

5、电系统，可以解决电池问题并减少电池维护。卜.一页图#6所示的已放电电池连接到转换器/充电器，其输出电压设置为13.6伏。为了以12.6伏的完全充电的端电片为12伏的12伏铅酸电池充电，必须将充电器电压设置为更高的电压。市场上的大多数转换器/充电器都设置为大约13.6伏。在电池充电循环中，硫酸铅（硫酸化）开始重新转化为铅和硫酸。在充电过程中，当电流流过电解质和水的水部分时，（H20）被转化为其原始元素，氢和辄。这些气体非常易燃，也是您的房车或船用电池必须通风到室外的原因。放气会导致水分潦失，因此铅酸电池需要定期加水.密封的铅酸电池含有大部分这些气体,使它们能够重新结合到电解质中。如果电池过度充电

6、，来自这些气体的压力将导致泄压盖打开和排气，从而导致一些水分损失。大多数密封电池在制造过程中都添加了额外的电解液，以补偿一些水分损失。上面图#7所示的电池已使用13.6伏的固定充电电压完全充电。请注意，一些硫酸铅（硫酸盐化）仍然残留在板上。这种积累聘在每个充电周期后继续，电池聘逐渐开始失去容量以存储完全充电,域终必须更换。如果电池每10次放电循环或至少每月一次均衡充电，则硫酸铅积聚会减少。均衡充电会在短时间内将充电电压增加到11.4伏或更高。这种较高的电压会导致放气，从而平衡（地新混合）电解质溶液。由丁大多数房车和海洋飞船所有者很少记得执行此功能,因此PrOgreSSiVeDynamiCS开发

7、了微处理器控制的充电向导。当电池充满电且未使用时，充电向导将每21小时自动提供一次均衡充电，持续15分钟。我们的2000系列船用电池充电器内置.了充电向导功能。在13.6伏的固定电压下为铅酸电池充电的一个缺点是充电时间很长.典型的125-AHRV或船用电池大约需要80小时才能在13.6伏电压下充电.将充电电压增加到14.4伏会将125AH电池的电池充电时间减少到3-4小时。一旦电池达到充满电的90乐电压必须从14.4伏降低到13.6伏，以减少放气和失水。可选的充电向导会自动感应电池何时处于非常低的充电状态，并自动选择其BOOST操作模式。升压模式将PD9100系列转换器/充电器的电压增加到14

8、.4伏.当电池达到90%的电垃时，充电向导会自动将充电电压降低到13.6伏以完成充电,同样，这是我们船用充电器的标准功能。以13.6伏的固定电压为铅酸电池充电的另一个缺点是，一旦充满电，13.6伏会导致相当大的气体和水损失0为了防止这种情况发生，充电电压必须降低到13.2伏。一旦电池充满电并保持30小时未使用,充电向导将自动选择其存储工作模式（13.2伏）。此功能是所有渐进式动力脂用电池充电器的标准配置。在13.2伏的充电电压下，转换得/充电器将保持充满电，减少放气和水损失。但是，这种较低的电压不能提供足够的放气来防止称为电池分展的电池状况.电池分以是由电池中的电解质是水和酸的混合物弓I起的，

9、并且像所有混合物一样，一种成分，即酸，比水重。因此，酸将开始沉降并集中在电池底部（见图#8）。电池底部这种较商浓度的酸会导致碳酸铅的额外枳聚（硫酸化），从而降低电池存储容量和电池寿命。为了防止电池分层，必须定期应用均衡充电（将充电电压增加到14.4伏）。充电向导每21小时自动选择其均衡模式（14.4伏），持续15分钟。这种均衡充电功能是我们船用充电涔的标准配置。如您所知，为了正酹充电和维护铅酸电池，您必须使用智能充电系统。ProgressiveDynamics安装了充电向导的Inte1.i-PoWer9100系列RV转换潺或我们的InteIi-POWer船用电池充电器之一将为您的电池提供所需的

10、智能充电系统，以延长使用寿命，维护成本低。干电池电池分为干电池和湿电池。旧的原始干电池是中间有碳棒的那种，它们几乎没有功率和保质期。目前的不可充电干电池具有出色的保质期,通常提供15Y区。可充电干电池的保质期不到年，然后需要再次充电。NiCads引发了电池具有记忆的想法。在充电前未能将银镉完全放电最终会导致电池寿命损失。公司开始销告充电器,通过在充电前设置放电周期来“调节NiCads。这些都不适用于其他电池，例如镀氮电池和锂电池。没有必要“调节”这些电池，最好让它们保持浮充并充满电，而不是通过放电然后充电来循环它们。循环电池会使其磨损得更快。湿电池湿电池是我们汽车中的电池-一种产生电力的酸和铅

11、板。大多数汽车电池没有密封。如果不保持直立，它们会溢出或泄漏酸液。密封铅酸面糊IES不会泄漏，尽管如果充电不正确,它们可能会排出气体“密封铅酸电池有两种形式：凝胶电池和AGM（吸收玻璃蛰）。凝胶细胞的制造难度更大（让凝胶恰到好处是问题）：代替液态酸.酸以凝胶形式保留在铅板之间。据说凝胶电池在长时间使用和频繁循环的条件下比AGM电池工作得更好.高尔夫球车和轮椅是凝胶细胞比AGM效果更好的用途.电池放电更深，经常使用，然后充电，AGM在深度放电但很少使用时似乎更有效，保持浮动充电.不间断电源就是这样一种用途。UPS中的电池在电源打开时保持充满电，但是当电源关闭时,计算机、显示器、打印机等会从电池中

12、拉出大量电流，直到它们可以正常关闭。凝胶电池和AGM之间的差异对下需要大容贵便携式电池以供偶尔使用的非关键用户可能没有区别。这可能包括业余无线电操作员，他们需要在现场使用大电池一两天进行活动，或者露营者希望在露营旅行中使用电池来运行灯光或为充电。放电使用充电的电池将其放电。湿电池和干电池随着时间的推移“自我放电”。湿电池可以在最后次充满电后保持大约一年的可行充电.当寒冷时，湿电池会失去功率，无法提供其额定电荷。与其等待一年电池耗尽，不如每六个月为湿电池充电一次，或者通过对其进行浮动充电来一直充满电。当制造商给出额定容量时，它基于额定容量的1/20的抽取。这有时用公式1/20XC表示，其中C是额

13、定容地。如果电池有手册，它可能有一个图表，根据不同的消耗显示不同的容量。如果放电率大于20XC,则电池将无法持续其额定容量。例如，以1/4XC放电的10安培小时电池不会持续预期时间。12V铅酸电池的“完全”放电为1OV。充满电后，I2V电池将在端子处测完超过13.2V当电池在终端上显示IOV且空载时，制造商认为电池已完全放电。频繁的完全放电会损坏电池，导致铅板硫酸盐。如果您有7安培小时的电池并以推卷的1/20XC将其耗尽，直到电池处于或低于10V,您聘损坏电池，并且它将不再充电并提供其额定容量。回到电动车，如果你出去购物和用餐一个周末，使用手推车几天没有充电，即使你从1安培小时的电池中耗尽首选

14、的7XC24小时（两天在商场12小时），你已经耗尽了（.35安培X24小时=）电池8.4安培-它会在你完成第二天之前就没电了，并且电池会过度放电。另一方面，如果你有一个UpS并且电源出现故障，你有一个工作要完成，所以y运行计算机、显示器和打印机30分钟以打印、保存和关闭，但您的设备消耗7安培，您只从7安培小时的电池中抽取3.5安培（7安培X.5小时=）。它会恢复的。充电经验法则是将容量除以10（C/10）为电池充电。使用7安培小时的电池，我们需要大约700奉安的电量为其充电。无论哪种方式，一百本安左右都不会造成伤击。较小的安培数将需要更长的充电时间，并且可能无法为足够大的电池充满电,但是，较大

15、的安培数可能会损坏电池。较高的电流会加热溶液（液体或凝胶），使其释放气体。密封电池仃单向阀来排出气体，但请记住，气体是氮气，是易燃的。请勿在封闭的包装盒中为电池充电。对丁非密封铅酸电池，液体在过热时会蒸发，暴露铅板并允许它们碳酸盐。这个经验法则意味着电池充满电可能需要半天以上；15小时并不少见.如果您的充电器对F电池来说太大（例如，为7安培小时的电池提供2安培），并且充电器提供了从充电到保持浮充的开关，则电池可能永远不会为充电器提供足够的虫也，使其感知电池已充满电并从充电切换到浮充。这意味若只要连接充电器，您仍将为电池充电，并I1.您将对电池过度充电.电池寿命电池寿命取决于许多因素，我将只介绍

16、周期。对电池放电，然后给它充电是一个循环。完全放电的密封铅酸电池（如上所述）的寿命约为200次循环。如果电池受到“浅”放电（充满电时读数的电压下降30%或40%）,则寿命可能是800次或更长时间。最好将密封的铅酸电池保持浮动充电状态，而不是让其在两次使用之间放置一年来完全放电。卜一个最佳选择是每月为电池完全充电。不经常使用电池然后使用它们完全放电（及以后）的人会损坏他们的电池，并大大缩短电池寿命。我想到的是那些每年去露营一次一周的人。他们直到离开前一两天才给电池充电，在周内耗尽电池，然后将电池带回家并放电，直到明年.如果电池对安全或健康不重要，那么当它们早期和经常发生故陈时，这不是问题。您可以通过充满电、测量电压（应超过13.2V）并在保持电压表连