匯報(bào)人:XXXX2020年12月22日鉛酸蓄電池課件CONTENTS目錄01

定義與分類02

基本結(jié)構(gòu)03

工作原理04

性能參數(shù)與特點(diǎn)CONTENTS目錄05

應(yīng)用領(lǐng)域06

維護(hù)與保養(yǎng)07

發(fā)展歷程與趨勢(shì)定義與分類01基本定義

化學(xué)組成定義鉛酸蓄電池由二氧化鉛（PbO?）正極、海綿狀鉛負(fù)極和硫酸電解液組成，是目前應(yīng)用最廣泛的化學(xué)電源之一，如汽車啟動(dòng)電池、UPS備用電源等均采用此結(jié)構(gòu)。

工作原理定義通過(guò)電化學(xué)反應(yīng)實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換，放電時(shí)二氧化鉛和鉛與硫酸反應(yīng)生成硫酸鉛和水，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，為外部設(shè)備提供電力。

基本功能定義提供穩(wěn)定直流電源，滿足瞬時(shí)高功率輸出需求，廣泛應(yīng)用于汽車啟動(dòng)、應(yīng)急照明、電動(dòng)輪椅等需要可靠電力供應(yīng)的場(chǎng)景。主要分類按用途分類鉛酸蓄電池按用途分為啟動(dòng)型、動(dòng)力型和備用電源型。啟動(dòng)型如汽車12V啟動(dòng)電池，動(dòng)力型如電動(dòng)三輪車專用電池，備用電源型如華為UPS配套蓄電池。按結(jié)構(gòu)分類鉛酸蓄電池結(jié)構(gòu)上分為富液式和閥控密封式。富液式如傳統(tǒng)汽車加水電池需定期維護(hù)，閥控式如通信基站電池實(shí)現(xiàn)免維護(hù)設(shè)計(jì)。按電解液類型分類鉛酸蓄電池按電解液狀態(tài)分為濕式和干式。濕式如工業(yè)叉車電池電解液可流動(dòng)，干式如電池電解液被隔板吸附，適用于應(yīng)急照明系統(tǒng)。基本結(jié)構(gòu)02正極板

材料組成正極板主要由鉛二氧化物(PbO?)制成，混合銻、鈣等合金元素增強(qiáng)強(qiáng)度，如儲(chǔ)能電池采用高純度PbO?提升循環(huán)壽命。

功能作用放電時(shí)接受電子發(fā)生還原反應(yīng)，生成硫酸鉛釋放電能，汽車啟動(dòng)電池正極板可瞬間輸出200A以上電流啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。

結(jié)構(gòu)特點(diǎn)采用管式或涂膏式結(jié)構(gòu)，管式極板如電動(dòng)車電池抗震動(dòng)，涂膏式如UPS電池具有高比容量，柵格設(shè)計(jì)優(yōu)化電流分布。負(fù)極板

材料組成負(fù)極板以純鉛或鉛鈣合金為基板，涂覆海綿狀鉛活性物質(zhì)，電動(dòng)大巴電池添加錫元素提升析氫過(guò)電位。

功能作用充放電過(guò)程中釋放電子發(fā)生氧化反應(yīng)，儲(chǔ)存電能并抑制氫氣析出，通信基站電池負(fù)極板設(shè)計(jì)支持深度放電循環(huán)。

結(jié)構(gòu)特點(diǎn)薄型極板設(shè)計(jì)減少內(nèi)阻，如電池負(fù)極板厚度僅0.8mm，配合膨脹劑防止活性物質(zhì)脫落，延長(zhǎng)使用壽命至8年以上。電解液

化學(xué)成分電解液為硫酸水溶液，不同應(yīng)用場(chǎng)景濃度差異顯著：汽車電池1.28g/cm3，電動(dòng)車電池1.30g/cm3，低溫地區(qū)可提高至1.32g/cm3。

功能作用提供H?和SO?2?離子傳導(dǎo)通道，濃差極化影響電池功率輸出，如叉車電池通過(guò)強(qiáng)制循環(huán)電解液降低溫度梯度。

維護(hù)要點(diǎn)富液電池需添加蒸餾水維持液位，閥控電池通過(guò)比重計(jì)檢測(cè)荷電狀態(tài)，高溫環(huán)境建議每季度檢查一次密度。隔板與殼體

隔板材質(zhì)分類包括木質(zhì)隔板、橡膠隔板和AGM隔板，AGM隔板如蓄電池采用玻璃纖維氈，孔隙率達(dá)95%以上確保離子流動(dòng)。

殼體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)整體式殼體如蓄電池組采用PP材料一體化成型，防爆閥設(shè)計(jì)控制內(nèi)部壓力，通信電池殼體防護(hù)等級(jí)達(dá)IP65。

安全協(xié)同機(jī)制隔板與殼體形成雙保險(xiǎn)：隔板的陶瓷層防止熱失控短路，殼體的加強(qiáng)筋結(jié)構(gòu)在-40℃至60℃環(huán)境下保持機(jī)械強(qiáng)度。工作原理03放電過(guò)程

01化學(xué)反應(yīng)機(jī)制放電時(shí)正極PbO?、負(fù)極Pb與H?SO?反應(yīng)生成PbSO?和H?O，電子通過(guò)外電路形成電流，典型汽車啟動(dòng)電池放電過(guò)程可簡(jiǎn)化為PbO?+Pb+2H?SO?→2PbSO?+2H?O。

02電壓變化特性開(kāi)路電壓從滿電12.7V降至放電終止10.5V，25℃下10小時(shí)率放電電壓平臺(tái)穩(wěn)定在12.0-12.3V區(qū)間，低溫環(huán)境會(huì)使電壓曲線斜率增大。

03應(yīng)用場(chǎng)景案例汽車啟動(dòng)系統(tǒng)依賴100-300A瞬時(shí)放電電流，應(yīng)急照明系統(tǒng)采用0.1C小電流深度放電，通信基站備用電源則要求10小時(shí)率恒功率放電特性。充電過(guò)程

恒流充電階段采用0.1-0.2C倍率恒流充電至單格2.4V，此階段可恢復(fù)約70%容量，如60Ah電池以10A電流充電6小時(shí)，適用于快速補(bǔ)電場(chǎng)景。

恒壓充電階段維持2.35-2.45V/單格恒壓充電，電流逐漸衰減至0.05C以下，該階段完成剩余30%容量恢復(fù)，常見(jiàn)于電動(dòng)車智能充電器設(shè)計(jì)。

浮充維護(hù)階段采用2.23-2.27V/單格恒壓浮充，補(bǔ)償自放電損失，通信基站電池浮充電流通常維持在0.001-0.003C范圍，確保長(zhǎng)期滿電待命。反應(yīng)原理詳解

正極半反應(yīng)充電時(shí)PbSO?在陽(yáng)極失去電子氧化為PbO?，反應(yīng)式：PbSO?+2H?O→PbO?+SO?2?+4H?+2e?，析出的O?與極板柵架形成氧化保護(hù)層。

負(fù)極半反應(yīng)充電時(shí)PbSO?在陰極得到電子還原為Pb，反應(yīng)式：PbSO?+2e?→Pb+SO?2?，海綿狀鉛的多孔結(jié)構(gòu)為反應(yīng)提供充足表面積。

反應(yīng)平衡條件充放電平衡受H?濃度影響，25℃時(shí)最佳硫酸濃度1.28g/cm3，溫度每升高10℃，平衡電位下降約4mV，這也是高溫環(huán)境電池容量下降的主因。性能參數(shù)與特點(diǎn)04主要性能參數(shù)

額定電壓鉛酸蓄電池的額定電壓通常為12V，廣泛應(yīng)用于汽車啟動(dòng)電池中，提供穩(wěn)定可靠的電力供應(yīng)。

額定容量以安時(shí)(Ah)表示容量，例如60Ah電池可提供60安培電流持續(xù)1小時(shí)，常見(jiàn)于不間斷電源(UPS)系統(tǒng)。

內(nèi)阻內(nèi)阻影響電池放電效率，低內(nèi)阻電池在汽車啟動(dòng)時(shí)能瞬間提供高電流，確?？焖夙憫?yīng)。優(yōu)點(diǎn)成本低廉鉛酸蓄電池制造成本低，廣泛應(yīng)用于汽車啟動(dòng)電池。高可靠性在各種極端環(huán)境下穩(wěn)定工作，常用于不間斷電源系統(tǒng)，保障數(shù)據(jù)中心或醫(yī)院關(guān)鍵設(shè)備運(yùn)行。維護(hù)簡(jiǎn)便結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單易于檢查和維護(hù)，常見(jiàn)于電動(dòng)車備用電源。缺點(diǎn)重量大，能量密度低鉛酸電池重量較大，能量密度較低，限制便攜應(yīng)用，如汽車啟動(dòng)電池笨重，正逐漸被鋰電池替代。循環(huán)壽命短鉛酸蓄電池循環(huán)壽命有限，充放電次數(shù)僅300-500次，需頻繁更換，增加成本，常見(jiàn)于UPS備用電源。自放電率高自放電率高，每月電量損失5-20%，需定期充電，否則易硫化損壞，如摩托車電池閑置時(shí)常見(jiàn)問(wèn)題。應(yīng)用領(lǐng)域05汽車啟動(dòng)領(lǐng)域

01啟動(dòng)原理鉛酸蓄電池通過(guò)電化學(xué)反應(yīng)提供高電流，瞬間啟動(dòng)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)。02應(yīng)用實(shí)例在傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車中，鉛酸蓄電池用于啟動(dòng)引擎。03優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)啟動(dòng)電池具有高crankingamps，確保在低溫下可靠啟動(dòng)，如北方地區(qū)冬季常見(jiàn)。儲(chǔ)能領(lǐng)域不間斷電源（UPS）應(yīng)用鉛酸蓄電池在數(shù)據(jù)中心和醫(yī)院UPS中廣泛應(yīng)用，提供可靠備用電力，確保業(yè)務(wù)連續(xù)，如云服務(wù)的備用電源系統(tǒng)。太陽(yáng)能儲(chǔ)能系統(tǒng)用于離網(wǎng)和并網(wǎng)太陽(yáng)能系統(tǒng)，存儲(chǔ)日間發(fā)電供夜間使用，Powerwall早期版本采用鉛酸電池技術(shù)。電網(wǎng)調(diào)峰備用在電網(wǎng)中用于頻率調(diào)節(jié)和峰值削峰，如國(guó)家電網(wǎng)的儲(chǔ)能示范項(xiàng)目，平衡電力供需，提高穩(wěn)定性。備用電源領(lǐng)域

不間斷電源(UPS)應(yīng)用鉛酸蓄電池在UPS中提供斷電保護(hù)，確保服務(wù)器等關(guān)鍵設(shè)備不間斷運(yùn)行，如數(shù)據(jù)中心廣泛使用。

電信基站備用電源作為通信網(wǎng)絡(luò)備用電源，保障基站停電時(shí)持續(xù)工作。

應(yīng)急照明系統(tǒng)備用在火災(zāi)或停電時(shí)提供緊急照明，常見(jiàn)于商場(chǎng)、醫(yī)院等公共場(chǎng)所的應(yīng)急燈配置。維護(hù)與保養(yǎng)06日常檢查項(xiàng)目

01檢查電解液液位定期查看液位是否在min和max線之間，避免電池干涸，如汽車電池常見(jiàn)液位不足導(dǎo)致啟動(dòng)困難。

02檢查端子腐蝕觀察電池端子是否有白色腐蝕物，及時(shí)清潔以防接觸不良，常見(jiàn)于老舊車輛電池維護(hù)案例。

03檢查外殼損傷仔細(xì)檢查電池外殼有無(wú)裂紋或泄漏，防止酸液外泄確保安全，類似工業(yè)電池常見(jiàn)外觀問(wèn)題。充電注意事項(xiàng)

控制充電電壓和電流充電時(shí)需嚴(yán)格遵循額定電壓電流，過(guò)高易導(dǎo)致電池發(fā)熱損壞，參考電動(dòng)車電池充電事故案例。

避免過(guò)度充電過(guò)度充電會(huì)使電解液蒸發(fā)、電池鼓包，使用智能充電器可自動(dòng)停止，延長(zhǎng)電池壽命。

注意充電環(huán)境溫度高溫充電加速老化，低溫效率低，理想溫度20-25°C，如通信基站電池維護(hù)實(shí)踐。常見(jiàn)故障處理

過(guò)放電故障處理鉛酸蓄電池過(guò)放電后需立即充電，避免永久損傷，常見(jiàn)于汽車電池長(zhǎng)時(shí)間閑置未維護(hù)。

過(guò)充電故障處理過(guò)充電會(huì)導(dǎo)致電池發(fā)熱和電解液流失，應(yīng)停止充電并檢查充電器電壓，防止安全隱患。

短路故障處理電池短路時(shí)可能冒煙或發(fā)熱，需斷開(kāi)連接并檢查線路，類似電動(dòng)車電池短路事故的應(yīng)對(duì)。發(fā)展歷程與趨勢(shì)07發(fā)展歷程

發(fā)明與初期發(fā)展1859年法國(guó)物理學(xué)家GastonPlanté發(fā)明鉛酸蓄電池，采用鉛電極和硫酸電解液，奠定了現(xiàn)代蓄電池基礎(chǔ)。

技術(shù)改進(jìn)階段1881年CamilleAlphonseFaure改進(jìn)極板涂膏工藝，顯著提升電池容量和壽命，推動(dòng)商業(yè)化進(jìn)程。

廣泛應(yīng)用時(shí)期20世紀(jì)初鉛酸蓄電池用于汽車啟動(dòng)，成為交通運(yùn)輸領(lǐng)域的關(guān)鍵電源。技術(shù)改進(jìn)方向提高能量密度通過(guò)引入鉛碳復(fù)合材料，能量密度顯著提升，包括混合動(dòng)力車使用的改進(jìn)電池，支持更長(zhǎng)續(xù)航。延長(zhǎng)循環(huán)壽命優(yōu)化極板合金和電解質(zhì)配方，循環(huán)壽命延長(zhǎng)至1000次以上，用于數(shù)據(jù)中心