鉛酸電池是如何工作的

自1880年代以來(lái)，鉛酸電池幾乎沒(méi)有變化，盡管材料和制造方法的改進(jìn)繼續(xù)帶來(lái)能量密度，壽命和可靠性的提高。所有鉛酸電池都由浸入電解液池中的扁平鉛板組成。大多數(shù)類型的鉛酸電池都需要定期加水，盡管低維護(hù)類型帶有多余的電解質(zhì)，以補(bǔ)償正常使用壽命內(nèi)的水分損失。

RV 和海洋工業(yè)中使用的鉛酸電池通常由兩個(gè)串聯(lián)的 6 伏電池或單個(gè) 12 伏電池組成。這些電池由幾個(gè)串聯(lián)的單節(jié)電池組成，每個(gè)電池產(chǎn)生大約 2.1

伏的電壓。六伏電池有三個(gè)單電池，充滿電時(shí)產(chǎn)生 6.3 伏的輸出電壓。12 伏電池有六節(jié)串聯(lián)的單節(jié)電池，產(chǎn)生 6.《》 伏的完全充電輸出電壓。

電池單元由兩塊鉛板組成，一塊正極板覆蓋著二氧化鉛糊，一塊由海綿鉛制成的負(fù)極板，中間有絕緣材料（隔板）。將極板封裝在塑料電池盒中，然后浸入由水和硫酸組成的電解質(zhì)中（見(jiàn)圖#1）。每個(gè)電池能夠存儲(chǔ)2.1 伏。

為了使鉛酸電池產(chǎn)生電壓，它必須首先從充電器接收至少2.1伏/電池的（形成）充電電壓。鉛酸電池不會(huì)自行產(chǎn)生電壓;它們僅存儲(chǔ)來(lái)自其他來(lái)源的電荷。這就是鉛酸電池被稱為蓄電池的原因，因?yàn)樗鼈冎淮鎯?chǔ)電荷。電池極板的大小和電解液的量決定了鉛酸電池可以存儲(chǔ)的電量。此存儲(chǔ)容量的大小描述為電池的安培小時(shí)

（AH） 額定值。房車或船舶中使用的典型 12 伏電池的額定值為 125 AH，這意味著它可以在 12.5 小時(shí)內(nèi)提供 10 安培的電流，或在 6.25小時(shí)內(nèi)提供 20 安培的電流。鉛酸蓄電池可以并聯(lián)，增加AH總?cè)萘俊?/p>

在下面的圖 # 2 中，六個(gè)單節(jié) 2.1 伏電池串聯(lián)起來(lái)，制成典型的 12 伏電池，充滿電后將產(chǎn)生 12.6 伏的總電壓。

鉛酸面糊放電循環(huán)

在圖#3中，上面充滿電的電池連接到負(fù)載（燈泡），硫酸和鉛板之間的化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生點(diǎn)亮燈泡的電力。這種化學(xué)反應(yīng)也開(kāi)始用一種叫做硫酸鉛的物質(zhì)涂覆正極板和負(fù)極板，也稱為硫酸鹽化（顯示為板上的黃色堆積物）。硫酸鉛的這種積聚在放電周期中是正常的。隨著電池繼續(xù)放電，硫酸鉛覆蓋越來(lái)越多的極板，電池電壓從

12.6 伏的完全充電狀態(tài)開(kāi)始下降（圖 # 4）。

在圖 # 5 中，電池現(xiàn)在完全放電，極板幾乎完全被硫酸鉛（硫酸鹽化）覆蓋，電壓降至 10.5 伏。

注意：鉛酸電池在 10.5 伏以下放電會(huì)嚴(yán)重?fù)p壞它！

硫酸鉛（硫酸化）現(xiàn)在覆蓋了大部分電池板。硫酸鉛是一種柔軟的材料，只要放電的電池立即連接到電池充電器，就可以將其重新轉(zhuǎn)化為鉛和硫酸。如果鉛酸電池不立即充電，硫酸鉛將開(kāi)始形成硬晶體，無(wú)法通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)固定電壓（13.6伏）電池轉(zhuǎn)換器/充電器重新轉(zhuǎn)換。

注意：請(qǐng)務(wù)必盡快為您的房車或船用電池充電，以防止由于硬硫酸鉛晶體的堆積而導(dǎo)致電池容量損失！

鉛酸電池充電周期

關(guān)于鉛酸電池充電，要了解的最重要的事情是，具有單個(gè)固定輸出電壓的轉(zhuǎn)換器/充電器將無(wú)法正確充電或維護(hù)電池。適當(dāng)?shù)某潆姾途S護(hù)CE需要一個(gè)智能充電系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以根據(jù)充電狀態(tài)和RV或船用電池的使用情況來(lái)改變充電電壓。Progressive

Dynamics開(kāi)發(fā)了智能充電系統(tǒng)，可以解決電池問(wèn)題并減少電池維護(hù)。

下一頁(yè)圖 # 6 所示的已放電電池連接到轉(zhuǎn)換器/充電器，其輸出電壓設(shè)置為 13.6 伏。為了以 12.6 伏的完全充電的端電壓為 12 伏的 12

伏鉛酸電池充電，必須將充電器電壓設(shè)置為更高的電壓。市場(chǎng)上的大多數(shù)轉(zhuǎn)換器/充電器都設(shè)置為大約 13.6

伏。在電池充電循環(huán)中，硫酸鉛（硫酸化）開(kāi)始重新轉(zhuǎn)化為鉛和硫酸。

在充電過(guò)程中，當(dāng)電流流過(guò)電解質(zhì)和水的水部分時(shí)，（H2O）被轉(zhuǎn)化為其原始元素，氫和氧。這些氣體非常易燃，也是您的房車或船用電池必須通風(fēng)到室外的原因。放氣會(huì)導(dǎo)致水分流失，因此鉛酸電池需要定期加水。密封的鉛酸電池含有大部分這些氣體，使它們能夠重新結(jié)合到電解質(zhì)中。如果電池過(guò)度充電，來(lái)自這些氣體的壓力將導(dǎo)致泄壓蓋打開(kāi)和排氣，從而導(dǎo)致一些水分損失。大多數(shù)密封電池在制造過(guò)程中都添加了額外的電解液，以補(bǔ)償一些水分損失。

上面圖 # 7 所示的電池已使用 13.6

伏的固定充電電壓完全充電。請(qǐng)注意，一些硫酸鉛（硫酸鹽化）仍然殘留在板上。這種積累將在每個(gè)充電周期后繼續(xù)，電池將逐漸開(kāi)始失去容量以存儲(chǔ)完全充電，最終必須更換。如果電池每

10 次放電循環(huán)或至少每月一次均衡充電，則硫酸鉛積聚會(huì)減少。均衡充電會(huì)在短時(shí)間內(nèi)將充電電壓增加到 14.4

伏或更高。這種較高的電壓會(huì)導(dǎo)致放氣，從而平衡（重新混合）電解質(zhì)溶液。

由于大多數(shù)房車和海洋飛船所有者很少記得執(zhí)行此功能，因此Progressive

Dynamics開(kāi)發(fā)了微處理器控制的充電向?qū)?。?dāng)電池充滿電且未使用時(shí)，充電向?qū)⒚?21 小時(shí)自動(dòng)提供一次均衡充電，持續(xù) 15 分鐘。我們的 2000

系列船用電池充電器內(nèi)置了充電向?qū)Чδ堋?/p>

在 13.6 伏的固定電壓下為鉛酸電池充電的一個(gè)缺點(diǎn)是充電時(shí)間很長(zhǎng)。典型的 125-AH RV 或船用電池大約需要 80 小時(shí)才能在 13.6

伏電壓下充電。將充電電壓增加到 14.4 伏會(huì)將 125 AH 電池的電池充電時(shí)間減少到 3-4 小時(shí)。一旦電池達(dá)到充滿電的 90%，電壓必須從 14.4

伏降低到 13.6 伏，以減少放氣和失水?？蛇x的充電向?qū)?huì)自動(dòng)感應(yīng)電池何時(shí)處于非常低的充電狀態(tài)，并自動(dòng)選擇其 BOOST 操作模式。升壓模式將 PD9100

系列轉(zhuǎn)換器/充電器的電壓增加到 14.4 伏。當(dāng)電池達(dá)到 90% 的電量時(shí)，充電向?qū)?huì)自動(dòng)將充電電壓降低到 13.6

伏以完成充電。同樣，這是我們船用充電器的標(biāo)準(zhǔn)功能。

以 13.6 伏的固定電壓為鉛酸電池充電的另一個(gè)缺點(diǎn)是，一旦充滿電，13.6 伏會(huì)導(dǎo)致相當(dāng)大的氣體和水損失。為了防止這種情況發(fā)生，充電電壓必須降低到

13.2 伏。一旦電池充滿電并保持 30 小時(shí)未使用，充電向?qū)⒆詣?dòng)選擇其存儲(chǔ)工作模式（13.2 伏）。此功能是所有漸進(jìn)式動(dòng)力船用電池充電器的標(biāo)準(zhǔn)配置。

在 13.2

伏的充電電壓下，轉(zhuǎn)換器/充電器將保持充滿電，減少放氣和水損失。但是，這種較低的電壓不能提供足夠的放氣來(lái)防止稱為電池分層的電池狀況。電池分層是由電池中的電解質(zhì)是水和酸的混合物引起的，并且像所有混合物一樣，一種成分，即酸，比水重。因此，酸將開(kāi)始沉降并集中在電池底部（見(jiàn)圖#8）。

電池底部這種較高濃度的酸會(huì)導(dǎo)致硫酸鉛的額外積聚（硫酸化），從而降低電池存儲(chǔ)容量和電池壽命。為了防止電池分層，必須定期應(yīng)用均衡充電（將充電電壓增加到

14.4 伏）。充電向?qū)?21 小時(shí)自動(dòng)選擇其均衡模式（14.4 伏），持續(xù) 15 分鐘。這種均衡充電功能是我們船用充電器的標(biāo)準(zhǔn)配置。

如您所知，為了正確充電和維護(hù)鉛酸電池，您必須使用智能充電系統(tǒng)。Progressive Dynamics、安裝了充電向?qū)У?a target="_blank">Inteli-Power

9100系列RV轉(zhuǎn)換器或我們的Inteli-Power船用電池充電器之一將為您的電池提供所需的智能充電系統(tǒng)，以延長(zhǎng)使用壽命，維護(hù)成本低。

干電池 電池分為干電池

和濕電池。舊的原始干電池是中間有碳棒的那種，它們幾乎沒(méi)有功率和保質(zhì)期。目前的不可充電干電池具有出色的保質(zhì)期，通常提供1.5VDC?？沙潆姼呻姵氐谋Ｙ|(zhì)期不到一年，然后需要再次充電。

NiCads引發(fā)了電池具有記憶的想法。在充電前未能將鎳鎘完全放電最終會(huì)導(dǎo)致電池壽命損失。公司開(kāi)始銷售充電器，通過(guò)在充電前設(shè)置放電周期來(lái)“調(diào)節(jié)”NiCads。

這些都不適用于其他電池，例如鎳氫電池和鋰電池。沒(méi)有必要“調(diào)節(jié)”這些電池，最好讓它們保持浮充并充滿電，而不是通過(guò)放電然后充電來(lái)循環(huán)它們。循環(huán)電池會(huì)使其磨損得更快。

濕電池

濕電池是我們汽車中的電池 -

一種產(chǎn)生電力的酸和鉛板。大多數(shù)汽車電池沒(méi)有密封。如果不保持直立，它們會(huì)溢出或泄漏酸液。密封鉛酸面糊IES不會(huì)泄漏，盡管如果充電不正確，它們可能會(huì)排出氣體。密封鉛酸電池有兩種形式：凝膠電池和AGM（吸收玻璃墊）。

凝膠細(xì)胞的制造難度更大（讓凝膠恰到好處是問(wèn)題）;代替液態(tài)酸，酸以凝膠形式保留在鉛板之間。據(jù)說(shuō)凝膠電池在長(zhǎng)時(shí)間使用和頻繁循環(huán)的條件下比 AGM

電池工作得更好。高爾夫球車和輪椅是凝膠細(xì)胞比AGM效果更好的用途。電池放電更深，經(jīng)常使用，然后充電。

AGM 在深度放電但很少使用時(shí)似乎更有效，保持浮動(dòng)充電。不間斷電源就是這樣一種用途。UPS

中的電池在電源打開(kāi)時(shí)保持充滿電，但是當(dāng)電源關(guān)閉時(shí)，計(jì)算機(jī)、顯示器、打印機(jī)等會(huì)從電池中拉出大量電流，直到它們可以正常關(guān)閉。

凝膠電池和AGM之間的差異對(duì)于需要大容量便攜式電池以供偶爾使用的非關(guān)鍵用戶可能沒(méi)有區(qū)別。這可能包括業(yè)余無(wú)線電操作員，他們需要在現(xiàn)場(chǎng)使用大電池一兩天進(jìn)行活動(dòng)，或者露營(yíng)者希望在露營(yíng)旅行中使用電池來(lái)運(yùn)行燈光或?yàn)?/p>

AA 充電。

放電 使用充電的電池將其放電

。濕電池和干電池隨著時(shí)間的推移“自我放電”。濕電池可以在最后一次充滿電后保持大約一年的可行充電。當(dāng)寒冷時(shí)，濕電池會(huì)失去功率，無(wú)法提供其額定電荷。與其等待一年電池耗盡，不如每六個(gè)月為濕電池充電一次，或者通過(guò)對(duì)其進(jìn)行浮動(dòng)充電來(lái)一直充滿電。

當(dāng)制造商給出額定容量時(shí)，它基于額定容量的 1/20 的抽取。這有時(shí)用公式 1/20 x C 表示，其中 C

是額定容量。如果電池有手冊(cè)，它可能有一個(gè)圖表，根據(jù)不同的消耗顯示不同的容量。如果放電率大于 1/20 x C，則電池將無(wú)法持續(xù)其額定容量。例如，以 1/4 x

C 放電的 10 安培小時(shí)電池不會(huì)持續(xù)預(yù)期時(shí)間。

12V鉛酸電池的“完全”放電為10V。充滿電后，12V 電池將在端子處測(cè)量超過(guò) 13.2V。當(dāng)電池在終端上顯示 10V

且空載時(shí)，制造商認(rèn)為電池已完全放電。頻繁的完全放電會(huì)損壞電池，導(dǎo)致鉛板硫酸鹽。如果您有 7 安培小時(shí)的電池并以推薦的 1/20 x C

將其耗盡，直到電池處于或低于 10V，您將損壞電池，并且它將不再充電并提供其額定容量。

回到電動(dòng)車，如果你出去購(gòu)物和用餐一個(gè)周末，使用手推車幾天沒(méi)有充電，即使你從 1 安培小時(shí)的電池中耗盡首選的 7 x C 24 小時(shí)（兩天在商場(chǎng) 12

小時(shí)），你已經(jīng)耗盡了（.35 安培 X 24 小時(shí) =）電池 8.4 安培 - 它會(huì)在你完成第二天之前就沒(méi)電了，

并且電池會(huì)過(guò)度放電。另一方面，如果你有一個(gè)UPS并且電源出現(xiàn)故障，你有一個(gè)工作要完成，所以y運(yùn)行計(jì)算機(jī)、顯示器和打印機(jī) 30

分鐘以打印、保存和關(guān)閉，但您的設(shè)備消耗 7 安培，您只從 7 安培小時(shí)的電池中抽取 3.5 安培（7 安培 X .5 小時(shí) = ）。它會(huì)恢復(fù)的。

充電

經(jīng)驗(yàn)法則是將容量除以 10 （C/10） 為電池充電。使用 7 安培小時(shí)的電池，我們需要大約 700

毫安的電量為其充電。無(wú)論哪種方式，一百毫安左右都不會(huì)造成傷害。較小的安培數(shù)將需要更長(zhǎng)的充電時(shí)間，并且可能無(wú)法為足夠大的電池充滿電。但是，較大的安培數(shù)可能會(huì)損壞電池。較高的電流會(huì)加熱溶液（液體或凝膠），使其釋放氣體。密封電池有單向閥來(lái)排出氣體，但請(qǐng)記住，氣體是氫氣，是易燃的。請(qǐng)勿在封閉的包裝盒中為電池充電。對(duì)于非密封鉛酸電池，液體在過(guò)熱時(shí)會(huì)蒸發(fā)，暴露鉛板并允許它們硫酸鹽。

這個(gè)經(jīng)驗(yàn)法則意味著電池充滿電可能需要半天以上;15小時(shí)并不少見(jiàn)。

如果您的充電器對(duì)于電池來(lái)說(shuō)太大（例如，為 7 安培小時(shí)的電池提供 2

安培），并且充電器提供了從充電到保持浮充的開(kāi)關(guān)，則電池可能永遠(yuǎn)不會(huì)為充電器提供足夠的電阻，使其感知電池已充滿電并從充電切換到浮充。這意味著只要連接充電器，您仍將為電池充電，并且您將對(duì)電池過(guò)度充電。

電池壽命

電池壽命取決于許多因素，我將只介紹周期。對(duì)電池放電，然后給它充電是一個(gè)循環(huán)。完全放電的密封鉛酸電池（如上所述）的壽命約為 200

次循環(huán)。如果電池受到“淺”放電（充滿電時(shí)讀數(shù)的電壓下降 30% 或 40%），則壽命可能是 800

次或更長(zhǎng)時(shí)間。最好將密封的鉛酸電池保持浮動(dòng)充電狀態(tài)，而不是讓其在兩次使用之間放置一年來(lái)完全放電。下一個(gè)最佳選擇是每月為電池完全充電。

不經(jīng)常使用電池然后使用它們完全放電（及以后）的人會(huì)損壞他們的電池，并大大縮短電池壽命。我想到的是那些每年去露營(yíng)一次一周的人。他們直到離開(kāi)前一兩天才給電池充電，在一周內(nèi)耗盡電池，然后將電池帶回家并放電，直到明年。如果電池對(duì)安全或健康不重要，那么當(dāng)它們?cè)缙诤徒?jīng)常發(fā)生故障時(shí)，這不是問(wèn)題。

您可以通過(guò)充滿電、測(cè)量電壓（應(yīng)超過(guò) 13.2V）并在保持電壓表連接的同時(shí)對(duì)電池進(jìn)行已知消耗來(lái)估計(jì)電池的電流狀況。假設(shè)您有一個(gè)汽車前照燈，您知道它消耗 4

安培。如果您有 12 安培小時(shí)的電池并充滿電，請(qǐng)將燈和電壓表連接到電池，打開(kāi)燈并記下時(shí)間。當(dāng)您注意到光線褪色時(shí)，請(qǐng)開(kāi)始觀察儀表并記下電壓表讀數(shù)為 10.5V

的時(shí)間。假設(shè)花了 2 個(gè)小時(shí)。對(duì)于 12 安培小時(shí)的電池，電池在 4 安培時(shí)的額定容量為 3

小時(shí)，因此您的電池RY的容量現(xiàn)在是其額定容量的2/3。它的容量將繼續(xù)下降，直到您發(fā)現(xiàn)電池?zé)o用并回收它。

有關(guān)電池的常見(jiàn)問(wèn)題解答 鉛酸電池

不使用時(shí)會(huì)放電嗎？

所有電池，無(wú)論其化學(xué)成分如何，都會(huì)自放電。鉛酸電池的自放電率取決于存儲(chǔ)或工作溫度。在 80 華氏度的溫度下，鉛酸電池將以每周約 4%

的速度自放電。額定電流為 125 安培小時(shí)的電池將以每周約 5 安培的速度自放電。請(qǐng)記住，如果 125 AH 電池在冬季存放四個(gè)月（16 周）而不充電，它將失去

80 安培的 125 安培容量。它還將具有嚴(yán)重的硫酸鹽化，這會(huì)導(dǎo)致額外的容量損失。不使用時(shí)保持電池充電！

鉛酸電池會(huì)產(chǎn)生記憶嗎？

鉛酸電池不會(huì)產(chǎn)生任何類型的內(nèi)存。

鉛酸電池在充電前需要完全放電嗎？

不可以，事實(shí)上，您永遠(yuǎn)不應(yīng)該將鉛酸電池放電到其額定容量的 80% 以下。將其放電到該點(diǎn)或 10.5 伏以下可能會(huì)損壞它。

何時(shí)需要執(zhí)行均衡充電？

均衡應(yīng)在首次購(gòu)買(mǎi)電池時(shí)（稱為清新充電）和定期（每 10 次放電周期或至少每月一次）進(jìn)行。性能降低也可能表明需要均衡充電。

什么是均衡電荷？

12 伏電池的均衡充電要求每月一次或每 10 次放電周期以至少 14.4

伏的電壓充電至少一小時(shí)。均衡充電可防止電池分層并減少硫酸鹽化，硫酸鹽化是電池故障的主要原因。

我應(yīng)該什么時(shí)候給電池加水？

您使用和充電電池的頻率將決定澆水的頻率。此外，在炎熱的氣候中使用電池將需要更頻繁地澆水。最好經(jīng)常檢查電池水位，并在需要時(shí)添加蒸餾水。切勿在電池中添加自來(lái)水。自來(lái)水中含有礦物質(zhì)，會(huì)降低電池容量并提高其自放電率。

警告 - 全新電池的電解液水平可能較低。先給電池充電，然后根據(jù)需要加水。充電前向電池加水可能會(huì)導(dǎo)致電解液溢出。

正確的電解液液位是多少？

電池電解液液位應(yīng)剛好低于通風(fēng)孔底部，比隔板頂部高約 1/2 - 3/4 英寸。切勿讓電解液液位降至板頂部以下。

我需要在電池中添加酸嗎？

在正常操作條件下，您永遠(yuǎn)不需要添加酸。僅應(yīng)添加蒸餾水或去離子水以達(dá)到推薦的電解質(zhì)水平。

我的電池

會(huì)凍結(jié)嗎？

如果您的電池部分放電，鉛酸電池中的電解質(zhì)可能會(huì)凍結(jié)。在 40% 的充電狀態(tài)下，如果溫度降至大約 -16

華氏度，電解質(zhì)將凍結(jié)。當(dāng)電池充滿電時(shí)，電解液不會(huì)凍結(jié)，直到溫度降至大約 -92 華氏度。

鉛酸電池所有者最常犯的錯(cuò)誤是什么？

充電不足 -

通常是由于不允許充電器在使用后將電池恢復(fù)到完全充電引起的。在部分充電狀態(tài)下連續(xù)運(yùn)行電池，或?qū)㈦姵卮娣旁诜烹姞顟B(tài)會(huì)導(dǎo)致在極板上形成硫酸鉛（硫酸化）。硫酸鹽化會(huì)降低電池的性能，并可能導(dǎo)致電池過(guò)早失效。

過(guò)度充電 - 連續(xù)充電會(huì)導(dǎo)致正極加速腐蝕、過(guò)度耗水量，在某些情況下還會(huì)損壞電池內(nèi)的溫度。鉛酸電池應(yīng)在每次放電超過(guò)其額定容量的 50% 后以及在長(zhǎng)時(shí)間儲(chǔ)存

30 天或更長(zhǎng)時(shí)間期間或之后充電。

澆水不足 - 在鉛酸電池中，水在充電過(guò)程中會(huì)流失。如果電解液液位降至板頂部以下，則可能會(huì)發(fā)生無(wú)法修復(fù)的損壞。經(jīng)常檢查電池水位。

過(guò)度澆水 - 過(guò)度澆水會(huì)導(dǎo)致電解液進(jìn)一步稀釋，導(dǎo)致電池性能下降。電池充滿電后加水，切勿在電池部分放電時(shí)加水。

我可以通過(guò)將充電電壓降低到 13 伏或更低來(lái)減少向電池加水的需要嗎？

降低充電電壓將減少加水的需要，但這會(huì)導(dǎo)致稱為電池分層的情況。當(dāng)電解質(zhì)混合物中的硫酸與水分離并開(kāi)始集中在電池底部時(shí)，會(huì)引起電池分層。

這種增加的酸濃度增加了硫酸鉛的形成（硫酸化）。為防止分層，您的電池應(yīng)定期進(jìn)行均衡充電（將充電電壓增加到 14.4 伏或更高）。