铅酸蓄电池原理和种类
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铅酸蓄电池的基础知识1一、铅酸蓄电池的原理:铅酸蓄电池的原理是通过将化学能和直流电能相互转化,在放电后经充电后能复原,从而达到重复使用效果。
铅酸蓄电池充放电时的反应:1、阳极反应:pbO2+H2SO4+3H++2e≒pbSO4+2H2O2、阴极反应:pb+H2SO4-≒pbSO4+H+2e3、总反应:pb+2H2SO4+pbO2≒2pbSO4+2H2O二、蓄电池的种类1、按用途分类: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2、按铅酸蓄电池极板结构分类:有形成式、涂膏式和管式3、按铅酸蓄电池盖的结构分类:有开口式、排气式、防酸隔爆式和密封阀控式4、按铅酸蓄电池维护方式分类:有普通式、少维护式和免维护式三、蓄电池的命名1、国家标准蓄电池命名:以型号6-QA(W)-54a的蓄电池为例,说明如下:⏹6表示由6个单格电池组成,每个单格电池电压为2V,即额定电压为12V⏹Q表示蓄电池的用途,Q为汽车启动用蓄电池、M为摩托车用蓄电池、JC为船舶用蓄电池、HK为航空用蓄电池、D表示电动车用蓄电池、F 表示阀控型蓄电池。
⏹A和W表示蓄电池的类型,A表示干荷型蓄电池,W表示免维护型蓄电池,若不标表示普通型蓄电池⏹54表示蓄电池的额定容量为54Ah(充足电的蓄电池,在常温以20h率放电电流放电20h蓄电池对外输出的电量)⏹角标a表示对原产品的第一次改进,名称后加角标b表示第二次改进,依次类推。
注:①型号后加D表示低温启动性能好,如6-QA-110D ②型号后加HD表示高抗振型③型号后加DF表示低温反装,如6-QA-165DF2、日本JIS标准蓄电池命名:在1979年时,日本标准蓄电池型号用日本Nippon的N为代表,后面的数字是电池槽的大小,用接近蓄电池额定容量来表示:如NS40ZL :⏹N表示日本JIS标准;⏹S表示小型化,即实际容量比40 Ah小,为36Ah⏹Z表示同一尺寸下具有较好启动放电性能,S表示极桩端子比同容量蓄电池要粗,如NS60SL;。
叉车铅酸蓄电池叉车铅酸蓄电池是一种常见的电动叉车动力来源。
它具有重要的功能,能够为叉车提供稳定可靠的动力,满足叉车在物流运输和仓储作业中的需求。
1. 蓄电池的工作原理铅酸蓄电池是一种化学能转化为电能并可反复充放电的蓄电工具。
它由正极板、负极板和电解液组成。
电池工作时,当外部电路连接到正极和负极时,化学反应产生电子流动,并在电解液中产生离子流动。
这些电子流动和离子流动共同产生电能,供应给叉车的电动机运行。
2. 优势和特点叉车铅酸蓄电池具有许多优势和特点,使其成为叉车动力来源的首选之一。
a. 高能量密度:铅酸蓄电池的能量密度较高,可以提供持续稳定的动力输出,适用于长时间的物流运输和仓储作业。
b. 高循环寿命:合理使用和维护下,铅酸蓄电池的循环寿命可达到数千次,极大地延长了使用寿命。
c. 环保节能:相比其他类型的电池,铅酸蓄电池更加环保,无毒无害,可进行回收利用。
d. 低成本:铅酸蓄电池相对较为成本低廉,价格相对较低,更适合中小型物流仓储企业使用。
3. 维护和保养为了保证叉车铅酸蓄电池的良好性能和延长使用寿命,需要进行定期的维护和保养。
a. 充电和放电管理:避免过度充电或过度放电,以免影响电池的寿命。
在使用过程中,要根据实际情况合理安排充电和放电时间。
b. 温度控制:高温会影响电池的性能和寿命,因此要确保电池的工作环境温度适宜,避免极端高温和低温。
c. 清洁和检查:定期清洁电池表面,避免积尘和腐蚀物的堆积。
同时,定期检查电池连接线和接线端子的紧固情况,确保电池正常工作。
d. 补水管理:铅酸蓄电池需要补充蒸发的水分,但要避免过量补水。
定期检查电池液位并及时补充适量的蒸馏水。
4. 安全使用注意事项为了确保叉车铅酸蓄电池的安全使用,需要注意以下几点:a. 防止短路:在更换电池时,确保正负极之间没有直接触碰,防止短路发生。
b. 正确搬运和存储:在搬运和存储电池时,要轻拿轻放,避免撞击和摔落,同时要防止与易燃易爆物品接触。
第一章铅酸蓄电池的常识1. 电池的构成? 任何一种电池均有四个主要的部件组成:两个不同材料的电极、电解液、隔膜和外壳。
? 对于铅酸蓄电池来说,正极活性物质是二氧化铅(PbO2,暗红色),负极活性物质是铅(Pb,灰色),正负极集流体都是板栅,电解质是硫酸(H2SO4)。
? 动力电池:隔膜是聚氯乙烯(PVC),外壳是聚丙烯(PP)。
? 起动电池:隔膜是聚丙烯(PP)或聚乙烯(PE),外壳是聚丙烯(PP)。
? 阀控式密封电池:隔膜是玻璃纤维(AGM),外壳是ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物)。
2. 铅酸蓄电池的工作原理? PbO2 + Pb +2H2SO4 =2PbSO4 + 2H2O? 随着放电的进行,硫酸不断减少,与此同时电池中又有水生成,这样就使电池中的电解液浓度不断降低;反之,在充电时,硫酸将不断生成,因此电解液浓度将不断增加。
3. 铅酸蓄电池的电性能? 电池的开路电压:电池在断路时(即没有电流通过两极时),电池两极的电极电位之差,称为电池的开路电压。
? 电池的开路电压只取决于所组成电池的电极材料与电解液的活度和放电的温度,与电池的几何形状和尺寸大小无关。
在电解液密度一定的范围内,铅酸电池的开路电压与电解液的密度有下列关系:开路电压=d+0.85,d是在电池电解液的温度下电解液的密度(g/cm3)。
? 根据铅酸电池中进行的反应可知,放电时随着PbO2和Pb的消耗,H2SO4也消耗,即随着放电的进行,H2SO4减少,水增加,则酸的密度降低。
因此可以根据电池的开路电压估计电池的荷电状态,也可以根据电池的开路电压估计电解液的密度。
? 电池的内阻:是指电流通过电池内部受到的阻力,又叫全内阻。
? 它包括欧姆内阻和极化内阻。
电池的欧姆内阻包括电极本身的电阻、电解质溶液的电阻、离子通过隔膜微孔时受到的阻力和正负极与隔离层的接触电阻等。
? 欧姆内阻还与电池的几何尺寸、装配的紧密程度和电池的结构等因素有关,一般电池装配越紧密、电极间距离越小,欧姆内阻就越小;对于同一类的相同结构的电池,几何尺寸大的其欧姆内阻比几何尺寸小的电池要小。
铅酸蓄电池结构详解一、蓄电池得功用蓄电池种类较多,根据电解液不同,有酸性与碱性之分。
由于铅酸蓄电池内阻小,电压稳定,在短时间内能供给较大得起动电流,而且结构简单,价格较低,所以在汽车拖拉机上被广泛采用。
蓄电池为一可逆直流电源,在汽车拖拉机上与发电机并联,它得主要作用就是: (1)发动机起动时,蓄电池向起动机与点火装置供电。
起动发动机时,蓄电池必须在短时间内(5~10s)给起动机提供强大得起动电流(汽油机为200~600A。
柴油机有得高达1000A)。
(2)在发电机不发电或电压较低发动机处于低速时,蓄电池向点火系及其它用电设备供电,同时向交流发电机供给她激励磁电流。
(3)当用电设备同时接入较多,发电机超载时,蓄电池协助发电机共同向用电设备供电。
(4)当蓄电池存电不足,而发电机负载又较少时,可将发电机得电能转变为化学能储存起来,即充电。
(5)蓄电池还有稳定电网电压得作用。
当发动机运转时,交流发电机向整个系统提供电流。
蓄电池起稳定电器系统电压得作用。
蓄电池相当于一个较大得电容器,可吸收发电机得瞬时过电压,保护电子元件不被损坏。
延长其使用寿命。
二、蓄电池得构造车用12V蓄电池均由6个单格电池串联而成,每个单格得标称电压为2V,串联成12V得电源,向汽车拖拉机用电设备供电。
蓄电池主要由极板、电解液、格板、电极、壳体等部分组成。
1.极板极板分为正极板与负极板两种。
蓄电池得充电过程就是依靠极板上得活性物质与电解液中硫酸得化学反应来实现得。
正极板上得活性物质就是深棕色得二氧化铅(PbO2),负极板上得活性物质就是海绵状、青灰色得纯铅(Pb)。
正、负极板得活性物质分别填充在铅锑合金铸成得栅架上,加入锑得目得就是提高栅架得机械强度与浇铸性能。
但锑有一定得副作用,锑易从正极板栅架中解析出来而引起蓄电池得自行放电与栅架得膨胀、溃烂,从而影响蓄电池得使用寿命。
负极板得厚度为1、8mm,正极板为2、2mm,为了提高蓄电池得容量,国外大多采用厚度为1、1~1、5mm得薄型极板。
铅酸蓄电池行业界定及简介1.定义、基本概念铅酸蓄电池是蓄电池(二次电池)的一种,主要特点是采用稀硫酸做电解液,用二氧化铅和绒状铅分别做为电池的正极和负极的一种酸性蓄电池。
电池放电时,正、负极物质和硫酸反应生产硫酸铅;放电终止时,电解液硫酸浓度降低,而且电池内电阻升高,此时需要借助汽车、机车中的发电机来充电。
通常一个铅酸蓄电池由6个2V的单格共同串联而成,再由电池串联成不同电压的电池组用于不同的领域。
铅酸蓄电池主要应用于交通、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。
但由于其中的铅对人体有害、硫酸污染环境、腐蚀设备的原因,应用领域受到一定的限制。
常用的铅酸蓄电池主要分三大类:1)普通蓄电池;普通蓄电池的极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。
2)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。
3)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:第一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。
铅酸电池按照规格分,有2伏,4伏,6伏,8伏,12伏,24伏等系列,容量从200毫安时到3000安时。
图表1铅酸蓄电池按用途分类资料来源:国家商务部2.产品主要用途铅酸蓄电池由于使用范围广、安全稳定和优良的性价比,被广泛应用于交通运输、通讯、电力、铁路、矿山、港口、国防、计算机、科研等国民经济的重要领域。
从应用领域来看,主要可分为汽车启动电池(包括汽车、摩托车、拖拉机、船舶、内燃机等点火、启动、照明用)、动力电池(包括电动助力车、电动叉车、电动道路车等动力用)和后备与储能(固定)电池三大类别。
铅酸蓄电池的工作原理铅酸蓄电池是一种常见的化学电源,广泛应用于汽车、UPS系统、太阳能电池组等领域。
它的工作原理基于电化学反应和电解质的离子传导。
1. 电化学反应铅酸蓄电池通过电化学反应将化学能转化为电能。
它由两种主要的电极反应组成:在正极(正极板)上,二氧化铅(PbO2)与硫酸(H2SO4)反应生成铅酸(PbSO4)、水(H2O)和氧气(O2);在负极(负极板)上,铅(Pb)与硫酸反应生成铅酸和水。
这些反应的化学方程式如下:正极反应:PbO2 + H2SO4 + 2H+ + 2e- -> PbSO4 + 2H2O + 2e- + O2负极反应:Pb + H2SO4 -> PbSO4 + 2H+ + 2e-2. 电解质和离子传导铅酸蓄电池中的电解质是硫酸(H2SO4),它在电解液中以离子形式存在。
硫酸分解为氢离子(H+)和硫酸根离子(SO4^2-),并在电池中传导。
正极反应中生成的氢离子会向负极迁移,而硫酸根离子则会向正极迁移。
这种离子传导的过程是通过电池中的电解液实现的。
3. 电池结构铅酸蓄电池通常由多个电池单元组成,每一个单元由一个正极板和一个负极板之间的隔板隔开。
正极板是由铅酸和二氧化铅组成的,负极板则是由纯铅制成的。
正极板和负极板之间的隔板通常是由微孔橡胶或者玻璃纤维制成的,它们起到隔离正负极的作用,同时也允许离子传导。
4. 充放电过程在充电过程中,外部电源提供电流,将电池中的铅酸还原为二氧化铅和铅。
这个过程是反向的,即正极板上的二氧化铅被还原为铅酸,负极板上的铅酸被还原为铅。
充电过程中,电池内部的化学反应是可逆的。
在放电过程中,电池通过外部电路释放储存的电能。
这个过程是正向的,即正极板上的铅酸被氧化为二氧化铅,负极板上的铅被氧化为铅酸。
放电过程中,电池内部的化学反应是不可逆的。
5. 蓄电池的容量和循环寿命铅酸蓄电池的容量取决于正负极板的表面积、电解液的浓度和电池的设计。
容量越大,电池可以储存的电能就越多。
铅酸蓄电池工作原理引言概述:铅酸蓄电池是一种常见的蓄电池类型,广泛应用于汽车、UPS电源等领域。
了解铅酸蓄电池的工作原理对于正确使用和维护蓄电池至关重要。
本文将详细介绍铅酸蓄电池的工作原理及其相关知识。
一、电化学反应1.1 电解液铅酸蓄电池的电解液由硫酸溶液组成,通常浓度为1.28g/cm³。
这种电解液能够提供离子,参预电化学反应。
1.2 电极铅酸蓄电池的正极由二氧化铅(PbO2)构成,负极由纯铅(Pb)构成。
正极和负极之间通过电解液相互连接,形成电池的电路。
1.3 电化学反应在放电状态下,正极上的二氧化铅(PbO2)与电解液中的硫酸根离子(SO4^2-)发生反应,生成铅酸(PbSO4)和水(H2O)。
同时,负极上的纯铅(Pb)与电解液中的硫酸根离子(SO4^2-)反应,生成铅酸(PbSO4)和水(H2O)。
这些反应释放出电子,形成电流。
二、充电与放电2.1 充电在充电状态下,外部电源的正极连接到铅酸蓄电池的正极,负极连接到负极。
外部电源提供的电流使得电解液中的铅酸(PbSO4)和水(H2O)发生反应,重新生成二氧化铅(PbO2)和纯铅(Pb)。
这个过程称为充电。
2.2 放电在放电状态下,铅酸蓄电池的正极和负极之间形成闭合回路。
电解液中的铅酸(PbSO4)和水(H2O)与正极和负极反应,生成二氧化铅(PbO2)和纯铅(Pb),同时释放出电子。
这个过程称为放电。
2.3 充放电过程的周期性铅酸蓄电池的充放电过程是一个周期性的过程。
在充电过程中,电解液中的铅酸逐渐转化为二氧化铅;而在放电过程中,二氧化铅逐渐转化为铅酸。
这个周期性的充放电过程使得铅酸蓄电池能够长期地提供稳定的电能。
三、容量和电压3.1 容量铅酸蓄电池的容量是指在特定条件下,电池能够释放的电能量。
通常以安时(Ah)为单位进行计量。
容量越大,电池能够提供的电能越多。
3.2 电压铅酸蓄电池的电压取决于正极和负极之间的电化学反应。
在充电状态下,电池的电压较高,通常为2.2V至2.4V。
一.铅酸蓄电池的基本知识1.1什么是铅酸蓄电池?以铅和酸作为化学反应物质制成的蓄电池叫做铅酸蓄电池。
它是一种直流电源,充电时将电能转变成化学能,放电时将储存的化学能转变成电能的一种装置。
1.2铅酸蓄电池的优缺点铅酸蓄电池在常用体系的蓄电池中电压最高为2.0V。
其二是它的廉价性,其三是高倍率放电性能良好,高低温性能良好可在-40—60°C的条件下工作。
易于浮充使用没有“记忆”效应等。
当然铅蓄电池也具有某些难以克服的缺点,首先是它的寿命比较短,在放电状态下长期保存会导致电极的不可逆硫酸盐化。
在某些结构的电池中由于氢的析出有爆炸的危险等。
1.3 铅酸蓄电池的分类铅酸电池具有广泛的用途按照极板的结构可分为涂膏式、管式和形成式。
按荷电状态可分为干荷电态和湿荷电态几种。
(我们公司代理的GS电池为湿荷电态,VHB为干荷电态)按电池盖和排气栓结构可分为排气式、防酸隔爆式、防酸消氢式和阀控密封式。
1.4铅酸蓄电池的一般结构构成蓄电池的主要部件是负极板、正极板、隔板、电解液、电池槽此外还有一些零件如端子、连接条、排气栓等。
1.5牵引用铅酸蓄电池的结构设计●负极板构造牵引用蓄电池的负极板比正极板多一块,一般采用格栅型设计并涂上海绵状的Pb膏即涂膏式,这样能满足电池的大负荷工作。
其板栅像铁丝网原则上与汽车蓄电池相同,但常使用厚极板,高度较高。
所以活性物质的利用率较低一般在35%左右。
●正极板构造正极板有两种类型,即管式和涂膏式。
(我司代理的GS和VHB牵引蓄电池其正极板均采用管式结构)管式正极板的结构是用一导电骨架与一模仿极平的顶部集流条和许多圆柱骨芯焊在一起构成的。
骨芯数目由极板尺寸决定,骨芯外边套有惰性玻璃纤维管套,其内部填充pbo2(pbo2在填充之前已经和H2SO4充分反应过)●管式正极板的优越性1.)在使用寿命期间活性物质保持在管中,不发生脱落。
2.)极板孔率提高,有利于活性物质利用率的提高。
3.)铅合金的骨架由于被活性物质包围,其腐蚀速率降低。
电池:通过化学反应提供直流电能的电化学装置电池是一种能量转化与储存的装置,它主要通过化学反应将化学能或物理能转化为电能。
它由两种不同成分的电化学活性电极分别组成正负极,两电极浸泡在能提供媒体传导作用的电解质中,当连接在某一外部载体上时,通过转换其内部的化学能来提供电能。
Cell和Battery的区别:①Cell是指一般的小型和单个电池,更强调单个单元;②Battery是指蓄电池和电池组,更强调系统或者组;③Battery运用得更加广泛,是电池的通用名称,包括锂电池、镍氢电池、蓄电池、干电池等等。
一次电池与二次电池的异同点:一次电池只能放电一次,二次电池(也叫可充电电池),可反复充放电循环使用,可充电电池在放电时电极体积和结构之间发生可逆变化,一次电池的质量比容量和体积比容量均大于一般充电电池,但内阻远比二次电池大,因此负载能力较低,另外,一次电池的自放电远小于二次电池。
电池种类一次电池:不可充电,如锌锰、碱性、锂电池二次电池:可充电,如铅酸、镍氢、锂离子电池高级电池:结构特殊,性能卓越,如锌空电池,以空气做正极,体积很小,用于助听器。
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。
太阳能电池:物理电源,通过光电效应或光化学效应直接把光能转化为电能的装置, 1883年Charles发明首块太阳能电池,前景广阔,目前成本高,限制了应用。
电池由外壳、正极、负极、端子、隔膜等组成外壳:一般是塑料或金属材质正极:电流的流出端负极:电流的流入端端子:内部与活性物质相连,外接用电器隔膜:防止正、负极短路,并提供电子的内部传递通道蓄电池:蓄电池(Storage Battery),也称二次电池,是通过充电将电能转换为化学能贮存起来,使用时再将化学能转换为电能释放出来的化学电源装置。
铅酸蓄电池:铅酸蓄电池,又称铅蓄电池,是蓄电池的一种,电极主要由铅及其氧化物制成,电解液是硫酸溶液的一种蓄电池。
铅酸蓄电池充放电工作原理通过以前的介绍我们知道一个基本的铅酸蓄电池是由正、负极板浸润在它们之间的电解液中组成的。
说的更细致一点,正极板和负极板与电解液形成各自的‘半电池’。
在各自的半电池构造里正极板具有正电势、负极板具有负电势。
基本单电池可以看作上述两个‘半电池’按正极板-电解液——电解液-负极板组合而成,正、负相对电势为2V,6个单电池串联在一起就是电动车常用的12V电池。
铅酸蓄电池充满电时,正极板上的物质是二氧化铅(PbO2),负极板上的物质是绒状的铅(Pb),电解液硫酸(H2SO4)的密度约为1.33g/cm3(指电动车用铅酸蓄电池,其他用途铅酸蓄电池密度稍低)。
在放电过程中,通过放电回路正极板上的二氧化铅得到电子,负极板上的铅失去电子,分别产生二价铅(Pb2+)并且与电解液中的硫酸作用,在各自极板上沉淀为硫酸铅(PbSO4);析出的氧离子和氢离子化和成水。
随着放电的进行,电解液浓度下降,正、负极板上的硫酸铅逐渐积累。
当这个过程发展到一定的程度,放电极化现象越来越重,正极板的电势越来越趋向于负,负极板电势越来越趋向于正,电解液中硫酸的密度越来越低,电池的电压低到终止电压,放电就必须终止。
在充电过程中,溶液中的二价铅离子将电子传给外电路氧化为正四价铅(Pb4+),同时电解液水(H O2)中的氧离子和正四价铅进入正极板的二氧化铅晶格。
由于溶液中的二价铅被消耗,于是正极板上的硫酸铅不断溶解,二氧化铅不断生成;负极板上的硫酸铅先溶解成二价铅和硫酸根(SO4),二价铅接受充电回路传来的电子在负极板上还原成铅。
同时电解液中留下的氢和硫酸根合成硫酸。
随着充电的进行,极板上的硫酸铅逐步溶解,电解液浓度不断提高。
当这个过程进行到一定程度,充电极化现象越来越重,正、负极板先后分别析出氧和氢,充电电流越来越多的产生水解,电解液中硫酸密度越来越高,正极板电势趋向最正,负极板电势趋向最负,电池电压不断升高,最终恢复到上述充满电的状态。
铅酸蓄电池的种类1. 引言铅酸蓄电池是一种常见的电池类型,广泛应用于汽车、UPS电源以及太阳能和风能储能系统等领域。
本文将对铅酸蓄电池的种类进行全面、详细、完整和深入的探讨。
2. 铅酸蓄电池的基本原理铅酸蓄电池是基于电化学反应原理工作的。
其基本原理是通过将化学能转换为电能,通过反应可逆性实现充放电循环。
2.1 化学反应原理铅酸蓄电池的正极是由铅二氧化物(PbO2)构成,负极是由纯净的铅(Pb)构成,电解液是稀硫酸溶液。
在充电过程中,电解液中的硫酸会分解成氢离子和硫酸根离子。
同时,铅负极会脱去电子,并与硫酸根离子结合生成硫酸铅。
而铅二氧化物正极则会接受电子,并与氢离子结合生成水。
在放电过程中,反应则相反。
2.2 充放电循环过程铅酸蓄电池的充放电循环过程可以分为三个阶段:充电、静置和放电。
充电过程是通过外部电源将电流导入电池,使铅负极重新转化为铅二氧化物和硫酸铅。
静置阶段用于让铅酸蓄电池充分稳定并均匀分布电荷。
放电过程则是通过外部电路使铅二氧化物还原为铅负极和硫酸铅。
3. 铅酸蓄电池的种类铅酸蓄电池根据用途和结构的不同,可以分为以下几种类型:3.1 汽车蓄电池汽车蓄电池是铅酸蓄电池最常见的应用之一。
它们通常具有高峰值放电能力和短时间大电流放电能力,以满足汽车启动和运行时的高电流需求。
3.2 蓄电池组蓄电池组是将多个铅酸蓄电池连接在一起形成的一个整体。
它们通常被用于储能系统或UPS电源中,以提供连续稳定的电流输出。
3.3 太阳能储能电池太阳能储能电池是一种特殊的铅酸蓄电池,用于储存太阳能电池板产生的电能。
它们通常具有较大的容量和较低的自放电率。
3.4 AGM蓄电池AGM蓄电池(Absorbent Glass Mat)是一种改进型的铅酸蓄电池。
它们使用玻璃纤维毡作为电解质吸收剂,以提高蓄电池的效率和性能。
4. 铅酸蓄电池的特点和应用领域铅酸蓄电池具有以下特点和广泛的应用领域。
4.1 特点•成本低廉:铅酸蓄电池相对于其他类型的电池而言,成本较低,具有较高的性价比。
铅酸蓄电池基础技术知识蓄电池是一种直流电源,是化学能转变为电能的一种装置。
1860年法国普兰特发明铅酸蓄电池,经过一百多年生产应用得到了不断改进,广泛应用于工业、农业、交通运输、邮电通讯科研等领域。
随着汽车、摩托车、电动车、邮电通讯和计算机事业迅速发展,铅酸蓄电池的需求量逐年增加。
本次讲座包括铅酸蓄电池基本原理、极板生产、电池组装、测试技术标准等,通过学习让大家初步了解电池.极板基本知识,对本职工作起促进作用。
本讲座涉及技术参数与凯鹰公司现有控制参数不一定相同,仅作参照。
1、铅酸电池充电放电工作原理是什么?我们把铅酸蓄电池作为一个电化学反应体系,它是 :PbO2 H2SO4 Pb正极电解液负极蓄电池在充.放电工作中进行如下反应 :PbO2+2H2SO4+Pb = PbSO4+2H2O+PbSO4从反应的结果看,正极和负极做功后,均生成硫酸铅。
不难看出这个放电反应的产物是双极生成硫酸铅。
负极: Pb+H2SO4-2e-→PbSO4+2H+正极: PbO2+H2SO4+2H++2e-→PbSO4+2H2O由负极上失去的两个电子经外电路流向正极。
正极上二氧化铅从外电路得到两个电子后,Pb4+离子变成Pb2+离子。
2.怎样按法拉第定律计算蓄电池活性物质量?双极硫酸盐化理论证明,蓄电池正、负极放电后生成硫酸铅,充电后又分别转化为PbO2和Pb。
要知道多少活性物质产生多少电量,用多少电量使硫酸铅转化为活性物质,法拉第定律进行计算。
电极上生成或消耗1克当量的任何物质,所需或产生的电量为 96500C(库[伦])。
蓄电池是以安时表示电量的。
安时与法拉第之间的关系为:1F=96500C=96500÷3600=26.8(Ah)每安时需要多少克物质,由此引出电化当量,以式表示:& ;nbs p; 电化当量=克当量/26.8(g/Ah)负极:Pb失去2个电子,由零价变成2价,Pb的克当量为 207.2/2=103.6,电化当量为103.6/26.8=3.87(g/Ah)。
铅酸蓄电池基本知识1.什么是电池、电源?电池一般指将化学能转变为电能的装置。
电源指把其他形式的的能量转变为电能的装置;在电子设备中有时也把变换电能的装置(如整流器、变压器等)也称为电源。
2.什么是蓄电池?开路电压多少?能将化学能和直流电能相互转化且放电后能经充电能复原重复使用的装置叫蓄电池。
常用的蓄电池有铅酸、镉镍、氢镍和锂离子电池。
铅蓄电池开路电压2.0V,镉镍、氢镍电池开路电压1.2V,锂离子电池开路电压3.6V。
3.什么是铅酸蓄电池?由那几部分组成?电极主要由铅制成,电解液是硫酸溶液的一种蓄电池。
一般由正极板、负极板、隔板、电池槽、电解液和接线端子等部分组成。
4.铅酸蓄电池什么时间由谁发明的?1859年普兰特发明。
5.铅酸蓄电池在电池大家族中占有多大比重?整个电池中铅酸蓄电池占有很大的比重,据统计大约在65%以上。
6.目前国内铅酸蓄电池厂家有多少?国内从事铅酸蓄电池生产的有2500多家(不含研究大学等研究机构)的有关情况,其中铅酸蓄电池厂2000多家,原材料、配件、设备等500多家。
7.常用的铅酸蓄电池有那些种类?按用途可主要分为:起动型蓄电池、固定型、牵引动力型等。
8.什么是铅酸蓄电池的容量如何计算?在规定的条件下,完全充电的蓄电池能够提供的电量,通常用安时(Ah)表示。
容量=单格正极板片数×单片极板的容量。
9.铅酸蓄电池电解液主要成分是什么?是硫酸和蒸馏水(或去离子水)的混合物。
10.铅酸蓄电池电解液对人体有什么危害?铅酸蓄电池电解液是一种强酸,对人的皮肤、眼睛有一定的危害,一旦接触后应立即用大量清水清洗,严重时应及时到医院诊治。
11.铅酸蓄电池中的铅对人体有什么危害?铅酸蓄电池中的铅和铅的氧化物对人体神经系统、消化系统、造血系统以及肾脏有一定的影响,通常最好不要解剖废弃的电池。
需解剖时请注意防护和有关人员的指导。
12.铅吸收或中毒后应怎样治疗?铅吸收或中毒后应进入专业治疗机构进行诊治,从事铅作业的人员在饮食方面可多饮用牛奶、豆浆等有利于铅排除体外。
铅酸蓄电池工作原理铅酸蓄电池工作原理铅酸蓄电池是1859年G.plante发明的。
自铅酸蓄电池被发明以来,因其价格低廉、原料易得、性能可靠、容易回收和适于大电流放电等特点,目前已成为世界上产量最大、用途最广泛的蓄电池品种。
铅酸蓄电池经过一百多年的发展,技术不断更新,现已被广泛应用于汽车、通信、电力、铁路、电动车等各个领域。
以产品的结构形式分类,可以分为开口式、富液免维护式、玻璃丝棉隔板吸附式阀控密封型(AGM)、阀控胶体型(GEL)等几大类产品。
国内小型电动车上用的铅酸蓄电池主要是AGM吸附式和胶体两类阀控密封型蓄电池产品,目前AGM吸附式蓄电池在市场上占主导地位。
胶体蓄电池因生产难度大、技术水平高、国内胶体材料不稳定、生产成本高等原因,国内只有少数几家蓄电池厂在生产,而且用户反映产品质量并没有明显的提高。
据国外权威蓄电池研究机构报道,胶体动力型蓄电池综合技术指标和寿命明显优于普通的AGM吸附式蓄电池,胶体蓄电池是动力型铅酸蓄电池的发展方向。
根据热力学原理,铅酸蓄电池的电动势是2V,同样额定电压也是2V,所以我们日常见到的铅酸蓄电池产品的电压都是2V的倍数。
我们常用的6V和12V电池分别是由3个和6个内部串联的2V蓄电池单元组成的。
像我们日常见到的其他种类电池一样,铅酸蓄电池的每个单元也分正极和负极。
铅酸蓄电池的正极是以结晶细密、疏松多孔的二氧化铅作为储存电能的物质,正常为红褐色,负极是以海绵状的金属铅作为储存电能的物质,正常为灰色。
正极和负极储存电能的物质统称为活性物质。
铅酸蓄电池用纯净的稀硫酸作为电解液,比重一般在1.2~1.3g/ml之间,电解液的主要作用是参加极板上的化学反应、导通离子和降低电池反应时的温度。
蓄电池的正极和负极之间由隔板隔开,吸附式密封蓄电池的隔板是由超细玻璃丝绵制作的,这种隔板可以把电解液吸附在隔板内,吸附式密封蓄电池的名称也是由此而来。
胶体蓄电池的隔板种类比较多,而且很多厂家还使用多种材料复合的隔板。
铅酸蓄电池的工作原理铅酸蓄电池是一种常见的蓄电池类型,广泛应用于汽车、UPS电源等领域。
它的工作原理主要是通过化学反应来实现电能的储存和释放。
首先,我们来看一下铅酸蓄电池的结构。
铅酸蓄电池由正极板、负极板、电解液和外壳组成。
正极板由铅二氧化物制成,负极板由纯铅制成,电解液是稀硫酸溶液。
正极板、负极板和电解液分别构成了铅酸蓄电池的正极、负极和电解质系统。
当铅酸蓄电池充电时,外部电源提供电能,使得正极板上的铅二氧化物转化为氧化铅,负极板上的纯铅转化为二氧化铅。
同时,电解液中的硫酸根离子也参与了化学反应,使得电解液中的水分解成氧气和氢气。
这个过程是一个可逆的化学反应,电能被储存在铅酸蓄电池中。
当需要使用铅酸蓄电池释放电能时,电池内部的化学反应就会发生逆转。
正极板上的氧化铅再次转化为铅二氧化物,负极板上的二氧化铅再次转化为纯铅。
同时,电解液中的水也重新生成硫酸根离子。
这个过程释放出储存的电能,供给外部负载使用。
铅酸蓄电池的工作原理可以用一个简单的化学方程式来表示:在充电时:PbO2 + Pb + 2H2SO4 → 2PbSO4 + 2H2O。
在放电时:2PbSO4 + 2H2O → PbO2 + Pb + 2H2SO4。
通过这些化学反应,铅酸蓄电池实现了电能的储存和释放。
它具有储能密度高、成本低、使用方便等优点,因此在各种场合得到了广泛的应用。
总结一下,铅酸蓄电池的工作原理是通过化学反应来实现电能的储存和释放。
在充电时,外部电源提供电能,使得化学物质发生变化并储存电能;在放电时,储存的电能被释放出来,供给外部负载使用。
铅酸蓄电池因其简单可靠、成本低廉等特点,在汽车、UPS电源等领域得到了广泛应用。
铅酸蓄电池原理和种类
储能电池及器件是太阳能光伏发电系统不可缺少的存储能电能的部件,其主要功能是存储光伏发电系统的电能,并在日照量不足,夜间以及应急状态下为负载供电。
常用的储能电池有铅酸蓄电池、碱性蓄电池、锂电池、超级电容,它们分别应用于不同场合或者产品中。
目前应用最广是铅酸蓄电池,从19世纪50年代开发出来至今,已经有160余年的历史,目前衍生出很多种类,如富液铅酸电池、阀控密封铅酸电池、胶体电池,铅碳电池等。
一、工作原理及基本结构
铅酸电池是用铅和二氧化铅作为电池负极和正极活性物质,以稀硫酸为电解质的化学储能装置,具有电能转换效率高、循环寿命长、端电压高、安全性强、性价比高、安装维护简单等特点,目前是各类储能、应急供电、启动装置中首选的化学电源。
铅酸电池的主要构成包括:
1.极板:正负极板均是以特殊的合金板栅涂敷上活性物质所得,极板在充放电时存储和释放能量,确保电池的容量和性能可靠。
2.隔板:是置放于电池正负极中间的一个隔离介质,防止电池正负极直接接触而短路的装置,不同类型的铅酸电池隔板材质不同,阀控类电池主要以AGM、PE、PVC 为主。
3.电解液:铅酸电池的电解液是用蒸馏水配制的稀硫酸,电解液在充放电时起到在正负极间传输离子的作用,因而电解液必须要没有杂质。
4.容器(电池壳盖):电池包覆的容器,电解液和极板均在容器内,主要起支撑作用,同时防止内部物质外溢,外部物质进入内部结构污染电池。
二、种类及优势
铅酸电池的工作原理就是通过电化学反应,电能和化学能之间相互转化,电极主要由铅及其氧化物制成,电解液是硫酸溶液的一种蓄电池。
英语:Lead-acid battery 。
放电状态下,正极主要成分为二氧化铅,负极主要成分为铅。
充电状态下,正负极的主要成分均为硫酸铅。
铅酸蓄电池种类较多,应用在光伏储能系统中,比较多的有三种,富液型铅酸蓄电池、阀控式密封铅酸蓄电池、铅碳蓄电池等等。
2.1 富液型铅酸蓄电池
铅酸电池的电解液中的硫酸直接参与电池充放电反应过程,传统铅酸电池中,电池槽内除去极板、隔板及其他固体组装部件的剩余空间完全充满硫酸电解液,电解液处于富余过量状态,故被称为“富液式”电池,电池极板完全浸泡在硫酸电解液中。
富液式蓄电池顶部有一个能够通气而又能够阻挡液体溅出的盖子,在使用过程中由于水分的蒸发和分解损失,需要定期将盖子打开补加蒸馏水及调整电解液密度,所以习惯上被称为“开口式”蓄电池。
富液型铅酸蓄电池特点是价格便宜,寿命长,缺点是需要经常维护。
2.2 阀控式密封铅酸蓄电池
阀控式密封铅酸蓄电池,又称免维护电池,分为AGM密封铅蓄电池和GEL胶体密封铅蓄电池两种。
AGM型电池使用纯的硫酸水溶液作电解液,大部分存在于玻璃纤维膜之中,同时极板内部吸有一部分电解液外。
AGM式密封铅蓄电池电解液量少,极板的厚度较厚,活性物质利用率低于开口式电池,因而电池的放电容量比开口式电池要低10%左右。
AGM密封铅蓄电池与当今的胶体密封电池相比,其放电容量要小一些。
与富液型相同规格蓄电池相比,价格较高,具有以下优点:
(1)循环充电能力比铅钙蓄电池高3倍,具有更长的使用寿命。
(2)在整个使用寿命周期内具有更高的电容量稳定性。
(3)低温性能更可靠。
(4)降低事故风险,减少环境污染风险(由于酸液100%密封装)。
(5)维护很简单,减少深度放电。
胶体密封铅蓄电池(即GEL型电池),胶体铅酸蓄电池是对液态电解质的普通铅酸蓄电池的改进,用胶体电解液代换了硫酸电解液,在安全性、蓄电量、放电性能和使用寿命等方面较普通电池有所改善。
其电解液是由硅溶胶和硫酸配成的,硫酸溶液的浓度比AGM式电池要低,电解液的量比AGM式电池要多,跟富液式电池相当。
这种电解质以胶体状态存在,充满在隔膜中及正负极之间,硫酸电解液由凝胶包围着,不会流出电池。
胶体密封铅蓄电池其优点如下:
(1)漏酸机率小。
GEL型胶体电池是电解质凝胶后没有游离电液,因而漏酸的机率比AGM型电池小得多。
(2)失水少。
因其灌注量比稀硫酸多,失水少,所以胶体电池不会因失水造成失效。
(3)有效延长电池寿命。
胶体的灌入增加了隔板的强度,保护了极板,弥补了隔板遇酸收缩的缺陷,使装配压力不明显降低是其具有延长电池寿命的原因之一。
(4)胶体铅酸蓄电池抗过充能力强。
(5)严重放电情况下的恢复能力强。
胶体填充了隔板与极板之间的空隙,降低了电池的内阻,充电接受能力可因此而改善。
所以胶体电池的过放电,恢复能力和低温充放性能都比AGM型电池优越。
(6)体铅酸蓄电池的自放电性能好,在同样的硫酸纯度和水质情况下,蓄电池的存放时间可以延长2倍以上。
(7)胶体铅酸蓄电池在严重缺电的情况下,抗硫化性能很明显。
(8)胶体铅酸蓄电池后期放电性能好。
2.3 铅碳电池
铅炭电池是一种电容型铅酸电池,是从传统的铅酸电池演进出来的技术,它是在铅酸电池的负极中加入了活性炭,能够显著提高铅酸电池的寿命。
铅碳电池是一种新型的超级电池,并结合了铅酸电池和超级电容器两者的优势:
(1)既发挥了超级电容瞬间大容量充电的优点,也发挥了铅酸电池的比能量优势,且拥有非常好的充放电性能。
(2)电池寿命延长。
由于加了碳(石墨烯),阻止了负极硫酸盐化现象,改善了过去电池失效的一个因素,延长了电池寿命。
(3)度电成本下降。
铅炭电池的度电成本可低至0.5元/kWh,在规模化生产的基础上,铅炭电池甚至有望将度电成本降至0.4元以下。
铅炭电池是铅酸蓄电池领域最先进的技术,也是国际新能源储能行业的发展重点,具有非常广阔的应用前景。
广泛应用于光伏电站储能、风电储能和电网调峰等储能领域。
经过多年的精耕细作,古瑞瓦特公司储能产品线多样化,包含了SPF系列家用离网控制逆变一体机,SP系列户用并网储能控制器,HPS系列商用光伏离并网储能机,PCS系列双向储能变流器。
古瑞瓦特公司的储能产品涵盖了家用,商用,微网等多种应用。
这些产品兼容各种铅酸蓄电池和锂电池,并集成铅酸蓄电池充放电管理和保护功能。