蓄电池

化学能转换成电能的装置叫化学电池，一般简称为电池。放电后，能够用充电的方式使内部活性物质再生——把电能储存为化学能；需要放电时再次把化学能转换为电能。将这类电池称为蓄电池(Storage Battery)，也称二次电池。

所谓蓄电池即是贮存化学能量，于必要时放出电能的一种电气化学设备。

中文名蓄电池外文名battery别名铅酸蓄电瓶

简介

蓄电池(Storage Battery)是将化学能直接转化成电能的一种装置，是按可再充电设计的电池，通过可逆的化学反应实现再充电，通常是指铅酸蓄电池，它是电池中的一种，属于二次电池。它的工作原理：充电时利用外部的电能使内部活性物质再生，把电能储存为化学能，需要放电时再次把化学能转换为电能输出，比如生活中常用的手机电池等。

它用填满海绵状铅的铅基板栅（又称格子体）作负极，填满二氧化铅的铅基板栅作正极，并用密度1.26--1.33g/mlg/ml的稀硫酸作电解质。电池在放电时，金属铅是负极，发生氧化反应，生成硫酸铅；二氧化铅是正极，发生还原反应，生成硫酸铅。电池在用直流电充电时，两极分别生成单质铅和二氧化铅。移去电源后，它又恢复到放电前的状态，组成化学电池。铅蓄电池能反复充电、放电，它的单体电压是2V，电池是由一个或多个单体构成的电池组，简称蓄电池，最常见的是6V，其它还有2V、4V、8V、24V蓄电池。如汽车上用的蓄电池（俗称电瓶）是6个铅蓄电池串联成12V的电池组。

蓄电池示意图

对于传统的干荷铅蓄电池（如汽车干荷电池、摩托车干荷电池等）在使用一段时间后要补充蒸馏水，使稀硫酸电解液保持1.28g/ml左右的密度；对于免维护蓄电池，其使用直到寿命终止都不再需要添加蒸馏水。[1]

原理和构成

化学原理

方程式如下：

总反应：Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)可逆符号2PbSO4(s)+2H2O(l)

放电时：负 Pb(s)-2e-+SO42-(aq)=PbSO4(s)

正 PbO2(s)+2e-+SO42-(aq)+4H+(aq)=PbSO4(s)+2H2O(l)

总 Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)=2PbSO4(s)+2H2O(l)

充电时电解池

阴极 PbSO4(s)+2e-=Pb(s)+SO42-(aq)

阳极 PbSO4(s)+2H2O(l)-2e-=Pbo2(s)+SO42-(aq)+4H+(a

注（充电时阴极为放电时负极）

物理构成

构成铅蓄电池之主要成份如下：

阳极板（过氧化铅.PbO2）---> 活性物质

阴极板（海绵状铅.Pb） ---> 活性物质

电解液（稀硫酸） ---> 硫酸（H2SO4） +蒸馏水（H2O）

电池外壳、盖（PP ABS阻燃）

隔离板 (AGM)

安全阀

正负极柱，正负极柱等

物理量联系

电量与电压关系

蓄电池的剩余电量可通过测量蓄电池的电压粗略地得出。车用12V铅酸蓄电池电压与剩余电量的关系见下表：

电压 (v)	剩余电量
12.7	100%
12.5	90%
12.4	80%
12.3	70%
12.2	60%
12.1	50%
11.9	40%
11.8	30%
11.6	20%
11.3	10%
10.5	0%

内阻与容量关系

蓄电池内阻与容量之间的关系其中有两种含义：

电池内阻跟额定容量的关系，以及同一型号电池的内阻跟荷电态SOC的关系。十多年前人们曾经试图利用阀控密封铅酸蓄电池内阻（或电导）的变化去在线检测电池的容量和预测电池寿命，但却未能如愿；人们对动力电池的大电流放电能力提出了越来越高的要求，这就要求尽可能降低电池内阻。因而本文将进一步探索和阐明一些常用蓄电池内阻与容量之间的内在关系。

阀控密封

当前阀控密封铅酸蓄电池已逐步取代开口式流动电解液铅酸蓄电池，广泛用于邮电通信电源、UPS、储能电源系统等。动力型阀控密封铅酸蓄电池已广泛用于电动助力车。这些领域都要求在线检测蓄电池的荷电态。

蓄电池的内阻跟荷电态的关系

蓄电池的荷电态SOC指的是电池可以放出的容量跟其额定容量的比。这一数据对邮电通信电源系统和正在使用的动力电池组十分重要。

发展历程

大事记

1905年，第一个蓄电池用于汽车（首先只为照明用）；

1914年，第一次将启动型蓄电池用于汽车；

1922年，第一个BOSCH摩托车用蓄电池出现在摩托车上；

1926年，第一台蓄电池充电器问世；

1927年以后，Bosch公司开发出汽车用蓄电池。

发展史

许多科学家和发明家在蓄电池的发展中做出贡献，如Luigi Galvani(约在1789年）、John Ritter(约在1800年）、Alessandro Ritter(约在1800）、Gaston Plante（约在1859年）和Camille Faure，他们把开发被认为是错误的电池的蓄电池引上正确的道路。

19世纪末。已经产生蓄电池的栅架，它的原理仍是至今铅酸电池使用的部件。自那以后，铅酸蓄电池基本上没有什么变化，总是那些单个电池，总是那些极板，总是那样的硫酸液。但仔细观察人们可以看到：

蓄电池的能量密度已经增加了几倍；

广泛采用塑料（早期隔板和蓄电池外壳为木材）；

绝对免维护蓄电池成为今天启动型蓄电池的标准蓄电池；

寿命，除个别例外，已接近？汽车的整体寿命。

蓄电池是世界上广泛使用的一种化学“电源”，具有电压平稳、安全可靠、价格低廉、适用范围广、原材料丰富和回收再生利用率高等优点，是世界上各类电池中产量最大、用途最广的一种电池。

科技的发展、人类生活质量的提高，石油资源面临危机、地球生态环境日益恶化，形成了新型二次电池及相关材料领域的科技和产业快速发展的双重社会背景。市场的迫切需求，使新型二次电池应运而生。其中，高能镍镉电池、镍金属氢化物电池、镍锌电池、免维护铅酸电池、铅布电池、锂离子电池、锂聚合物电池等新型二次电池备受青睐，在中国得到广泛应用，形成产业并迅猛发展。

美国江森自控公司、索尼、三洋、日立等知名企业纷纷在中国建立了自己的蓄电池生产基地，还将市场从大城市逐步拓展到中小城市，甚至NEC、博世主要以生产软件与电器为主的企业也开始将业务的触角延伸到生产蓄电池领域中。跨国公司的涌入，使国内蓄电池生产企业面临更加激烈的竞争。

此外，随着我国汽车和摩托车的保有量进一步的扩大，以及国家主要城市对电动自行车行驶的解禁，这将进一步刺激铅酸蓄电池产品在该领域的消费。

常用术语

充电

蓄电池从其它直流电源（如充电器）获得电能叫做充电。[2]

放电

蓄电池对外电路输出电能时叫做放电。

浮充放电

蓄电池和其他直流电源并联，对外电路输出电能叫做浮充放电，有不间断供电要求的设备，起备用电源作用的蓄电池都处于该种放电状态。

使用寿命

蓄电池每充电、放电一次，叫做一次充放电循环，蓄电池在保持输出一定的容量的情况下所能进行的充放电循环次数，叫做蓄电池的使用寿命。

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