关于铅酸蓄电池的那些事儿

阳光天空

; U  L3 q6 [: L- Y2 v1 u7 D　　一、铅酸蓄电池定义
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　　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-acidbattery。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。分为排气式蓄电池和免维护铅酸电池。

　　电池主要由管式正极板、负极板、电解液、隔板、电池槽、电池盖、极柱、注液盖等组成。排气式蓄电池的电极是由铅和铅的氧化物构成，电解液是硫酸的水溶液。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。老式普通蓄电池一般寿命在2年左右，而且需定期检查电解液的高度并添加蒸馏水。不过随着科技的发展，铅酸蓄电池的寿命变得更长而且维护也更简单了。

! D" }, ~8 X% ~* k/ v+ w　　二、铅酸蓄电池分类

　　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。VRLA电池是基于AGM（吸液玻璃纤维板）技术和钙栅板的可充电电池，具有优越的大电流放电特性和超长的使用寿命。它在使用中不需加水。

　　三、正确的铅酸蓄电池充电方法
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　　1、确定电池或电池组的额定电压和额定容量。额定电压用来确定充电电压，额定容量用来确定充电电流。

　　关于电压：最简单的办法是从标签上读出来；例如下图中显示的CSB蓄电池的额定电压就是12V。

　　如果标签磨损或者根本没有标签，可以从排气孔或者安全阀的数量上来判断，排气孔是位于电池顶端的可以打开或可以开合的圆孔。可以肯定的说，目前所有的铅酸蓄电池都有排气孔。每个排气孔代表一个单元即2V，因此，下图中所示电池的总电压就是24V，因为它有12个排气孔。

　　关于容量：也可以从标签上读出来或者算出来。一般来说，标签上会标明电池的额定电压和容量，如下图PNP电池即标明为65Ah，但UPS电池通常是以W来表示的，如上面CSB蓄电池即显示34W。对这类电池，容量的简便的计算方法是瓦数除以四，即8.5Ah。但遇到上图这种，就没办法了，只能根据体积或者重要来估计了，而且误差较大。一般来说，12V100Ah的AGM电池重30~35千克。所以，上图的蓄电池如果重500千克，可以算出来它的容量大约为700Ah。

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　　2、如果你只需要本文所介绍的方法充一次电，该步骤可以跳过；如果你需要长期使用，建议认真执行这一步。即确定蓄电池100%充满电时的开路电压，行业术语叫100%SOC（stageofcharge，荷电状态）时的OCV（opencircuitvoltage，开路电压）。

　　得知该数值的方法有多种：

　　一，直接得到，使用直流电压表测量充满电后并已经静置一小时以上的电池的电压；

　　二，从文件中获取，该数值不会印在电池标签上，但通常可以从厂商的操作指导或者MSDS中得到；

　　三，对于富液电池，也可以通过测试充满电时的电池的电解液的密度而获得。方法是OCV=SG+0.84，例如，电解液的密度是1.35g/mL，则电池的开路电压OCV=1.35+0.84=2.19V。如下图所示：

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　　获得电池充满电时的电压很重要，可以用来检验电池是否充满电、确定电池的带电量或者说放电深度等。

　　3、确定充电电压。

　　充电电压分为浮充电压、均充电压、快充电压等。一般来说，浮充电压为日常浮充使用，最低；均充为放电后再充电时使用，较高；快充为应急场景下迅速充满电的电压，最高，不常用。

　　本文中所说的充电电压为均充电压。

　　有的蓄电池的标签上会标明充电电压，而且会分为浮充和均充。如CSB蓄电池浮充电压为13.5V~13.8V，均充电压为14.4V~15.0V；这样就比较简单了，直接使用均充电压充电即可，可以选用比较安全的中间值或最小值。均充电压的最高值可以认为是快充电压，通常认为对电池有一定的伤害。

　　如果电池上没有标出充电电压，可以根据电池充满电时的开路电压OCV估算合理的均充电压，一般来说，12V蓄电池充满电时的开路电压加1~1.5V为合理的均充电压。其它额定电压的电池以此类推。

　　如果不知道电池充满电时的开路电压，可以偶尔以2.4VPC的电压进行盲充，但比较难以判断电池何时充满，可能会有过充电，对电池造成一定的伤害。所谓2.4VPC，即2.4V/cell，每个单元2.4V，如果是12个单元，如上图二所示，则均充电压可以为28.8V。

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　　4、确定充电电流。

　　充电电流和电池的额定容量有关。一般为0.1C~0.4C，即额定容量的十分之一到十分之四。

　　如果是100Ah的电池，则为10A~40A。可以通过直流电流表即钳形表进行测量。

　　当然了，目前市场上有些技术先进的厂家采用薄极板技术，已经将充电电流提高至1C了，即数值上等于额定容量。这种大电流充电方法将大大缩短充电时间，只是这类高端电池还不够普及，本文中仍然采用常用的0.1C~0.4C法。

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　　5、接线。这就不多说了，充电机的正极接电池正极，充电机的负极接电池负极，然后再接通充电机和市电，最后开机充电。

　　值得多说一句的是，对于多节电池的充电方法，我推荐并联充电。因为并联充电可以提高电池的一致性，而且低压充电也比较安全。

　　需要说明的是，并联充电时，接线要采用对角线法以提高电流分流的一致性。所谓对角线接法，示意图如下。

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　　6、确定充电时间，或者说何时停止充电。

　　如果不是盲充或者说以过高的电压进行充电，充电电流是随着充电的进行而减小的。

　　如果以厂家推荐的均充电压进行充电，一般来说，充电电流降至0.03C时可以认为已经充满电。例如，100Ah的电池，如果采用厂商推荐的电压，则当充电电流小于3A时即可认为基本充满电了。

　　或者，以充进所需电量的1.2倍所需要的时间为充电时间。例如，一节100Ah的电池，完全放电状态，则需要充进100Ah才充满；1.2倍即120Ah；如果充电电流是0.15C即15A，那么，120÷15=8小时就差不多可以充满电了。

　　7、确定是否充满了。

　　如果有必要的话，可以进行这一步。方法是，充电完成后，断开所有线路，放置一小时以上，然后测量电池电压。可以和标准曲线对比来判断是否已经充满。

　　下图是某厂商的开路电压和荷电状态的对比图：

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- |$ q, S  a9 c0 m  P. r　　四、铅蓄电池充电注意事项

　　1.严格遵守操作规程。

　　2.充电过程中，要及时检查记录各单格电池电解液密度和端电压。在充电初期和中期，每2h检查记录一次；接近充电终期时，每1h检查记录一次。如发现个别单格电池的端电压和电解液密度上升比其它单体电池缓慢，甚至变化不明显时，应停止充电，及时查明原因，消除故障，或单独进行小电流充电，使其恢复正常后，再与其它电池一起充电。

　　3.整个充电过程中，必须随时测量各单格电池的温度，以免温度过高影响蓄电池性能。当温度上升到45℃时应暂停充电，待温度降低到35℃以下时再继续充电，也可用风冷或水冷的方法来降温。

　　4.初充电工作应连续进行，不可以长时间的间断。

　　5.配制和灌注电解液时，必须严格按规程和使用器皿进行操作。

　　6.室内充电时，应旋下加液孔盖，使氢气和氧气能顺利逸出，以免发生事故。

　　7.充电室要安装通风设备，在充电过程中，通风设备应不停工作，以排出有害气体，防止爆炸的发生，并尽量避免对人体的伤害。

　　8.充电室要严禁烟火。

　　9.充电设备和被充电池不应放在同一房间。充电时应按规定将被充电池连接好，然后再闭合电源开关。停止充电时应先切断电源开关，然后再拆除被充蓄电池。导线连接务必可靠，严防火花产生。

　　10.充电室应经常备有自来水、10%的苏打水或10%的氨水溶液。

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延伸阅读：

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01  关于铅酸蓄电池那些事儿

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02  铅酸蓄电池三段式智能充电原理详解

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03  铅酸蓄电池的最佳充电方法

04  锂电池与铅酸电池充电方法有什么区别？

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