铅酸蓄电池用胶体电解质的比较研究
陈红雨，吴玲，蒋雄（华南师范大学化学系）
摘要：采用钾离子体系代替钠离子体系，采用气相二氧化硅溶胶进行配胶，并把它与普通硅溶胶及超纯硅溶胶配制的胶体电解质进行比较研究。探讨了凝胶剂多少及密度不同的硫酸对凝胶状态及电化学性能的影响。采用表面观察，扫描电镜，循环伏安，阴极极化等手段，对共存离子、胶体表面状态、凝胶的形成与结构等方面进行了较深入研究，分析其原理与机理。通过比较研究，钾离子体系气相二氧化硅在凝胶状态、表面结构和电性能方面都表现出色，可认为是配制优良胶体电解质的优化组合。
胶体蓄电池出现于1890年，它以乳白色半透明的冻胶状电解质代替硫酸液体电解质。由于胶体电解质具有电解液不流动、不易漏酸、可防止活性物质脱落、减少自放电、延长电池使用寿命等优点[1]，其研究、开发和应用得到了重视。德国阳光公司开发的DRYFIT胶体蓄电池和哈根公司的OPzV蓄电池是这项技术的杰出代表[2]。国内研究胶体蓄电池的起步比较慢，50年代开始，到80-90年代达到高潮。但是一个又一个胶体蓄电池的“典型”纷纷落马，经不起时间和市场的考验。根本问题在于胶体技术不过关。国内所进行的胶体蓄电池的研究，都过于偏重宏观因素和工艺，如触变性、导电性、胶体的组成等研究，而对于制约胶体性能的微观状态则缺乏基础研究。本文采用了电化学手段深入基础理论研究，分析胶体电解质的结构与作用机理，以探讨有关胶体的理论。
1实验
1.1仪器和试剂仪器：Model533恒电位仪，MODEL567信号发生器（ECO.Instruments），XY函数记录仪（TYPE3036.Hokushin Electronic.Co），荷兰Philips XL30FEG扫描电子显微镜。三种凝胶剂（种类和规格如表1所示）；密度为1.4G/cm3和1.6G/cm3硫酸溶液。
1.2实验准备电极制备：用空心的硬质塑料管为外壳，管中心为粗细均匀的PB条，一端焊导线并用环氧树脂封死，另一端打磨整平作为研究电极表面，面积为0.28cm2。胶体电解质配方：保持总体积和酸的用量不变，改善胶体溶液的浓度，分别用密度1.4G/cm3和1.6G/cm3硫酸溶液（见表2）。
1.3实验方法电化学测试电化学测试采用三室电解槽，铂片作为辅助电极，饱和甘汞电极作为参比电极。电极处理：将工作电极用金相砂纸打磨成镜面，用去离子水冲洗干净，放入电解槽，在30ml硫酸溶液进行阴极极化，消除电极表面不一致带来的误差。然后将凝胶剂和硫酸溶液混合，记下时间，稳定后作阴极极化曲线，然后每隔5min记录一次循环伏安曲线，至凝胶后20Min。最后再记录一次凝胶后的阴极极化曲线。记下凝胶时间和状态，施加剪切力，观察其触变性及复凝状态。扫描电镜实验：取各种胶体试样，置于烘箱中烘到七成干，连同国外试样进行抽真空和喷金处理，进行扫描电镜实验。
2结果和讨论
2.1胶体电解质的物理特性采用同一浓度的硫酸与不同凝胶剂配制的胶体电解质，其凝结状态、凝胶时间、复凝情况都有很大差异，部分实验结果见表3所示，可看出钾离子体系气相二氧化硅胶体溶液具有比较好的适应性。这是因为3种凝胶剂SiO2、Na2O含量不同（由表1可知）。硅溶胶具有较高的SiO2及Na2O含量，当SiO2含量太高时，生成的网状结构太多，表现为胶体电解质发干、发硬、弹性差，切稀性能明显下降[3]。另外，硅溶胶的Na2O含量也较高，随着Na2O含量的增加，凝胶速度加快，同时生成的凝胶也逐渐变得细密、坚硬、
难切稀，摇振下流动性降低，触变性恶化[4]。超纯硅溶胶的SiO2含量较低，形成的网状结构太少，硅胶体强度降低，以致失去触变性，不能够复凝至原态。而在钾离子体系气相二氧化硅胶体中，气相SiO2的性能、结构、纯度优于硅溶胶中的SiO2，并且硅酸钾在吸附硫酸性能上以及电解液吸附浓度均匀程度上都优于硅酸钠[5]。因此，钾离子体系气相二氧化硅胶体具有相对较好的性能。另外，钾离子及气相二氧化硅的双重作用，缩短了凝胶时间。
在保证胶体电解质中二氧化硅和硫酸含量一定的条件下，用不同浓度的硫酸溶液和胶凝胶配制了系列胶体电解质，结果表明硫酸浓度对胶体电解质的表观结构、凝胶时间有明显影响。如表4所示，用密度为1.6G/cm3的硫酸配制的胶体电解质比用1.4G/cm3的硫酸配制的胶体电解质的凝胶时间短，凝胶状态差。此表只列出用密度不同硫酸和第三种凝胶剂配制的胶体电解质的凝胶状态，其它两种凝胶剂与密度不同硫酸配制的胶体电解质也表现出同样的较差的凝胶状态。凝胶时间短，所形成的胶体电解质会过于致密，不利于电解质与气体扩散、迁移，因而在配胶时要控制硫酸的浓度。
在不同酸度下，不同浓度的同种凝胶剂配制的胶体电解质的表现结构与凝胶时间也不一致，如表5所示。一般是硅溶胶的浓度越小，凝胶时间越长，凝胶状态越不好。但浓度太高，凝胶过于迅速，胶体电解质发干、发硬。相比较来说，用第二种配方B2的凝胶状态较好。
2.2胶体电解质的电化学特性A、不同硫酸凝胶剂对胶体电解质电化学性能的影响采用同一浓度的硫酸与不同凝胶剂配制的胶体电解质的铅电极的循环伏安曲线如图1所示。
从图1可以看出，用超纯硅溶胶配制的胶体电解质的峰高总是最高，电容量最大，用钾离子体系气相二氧化硅配制的次之，用普通硅溶胶配制的电性能最差。超纯硅溶胶是经过超滤技术处理的。因此其SiO2含量及杂质都比较低，凝胶后内阻较小，因而电容量较大。但是超纯硅溶胶配制的胶体电解质复凝能力极差，达不到胶体微裂纹结构的要求，难以实现正极的O2穿过胶体微孔到达负极，在负极复合成水这一过程。未能达到胶体电解质的现实要求。而电容量接近超纯硅溶胶的钾离子体系气相二氧化硅胶电解质比较有应用研究前景。铅电极在不同胶体电解质凝胶前后的析氢电流如表6所示。可以看出K+体系气相二氧化硅胶体电解质的析氢电流最小，因为气相SiO2成分最纯，基本无杂质影响。从两方面因素综合考虑，K+体系气相二氧化硅胶体电解质具有良好的电性能。
B、不同硫酸浓度对胶体电解质电化学性能的影响保持硫酸及凝胶剂用量不变，改变硫酸的密度配制的胶体电解质的循环伏安曲线如图2-3所示。从图中可以看出，所用的硫酸密度增大，峰高下降，电容量降低。原因可能是硫酸密度过大，正负离子间的吸引力增大，造成胶体电解质内部电阻增大，导电离子迁移困难，导致容量下降。当然，也不是硫酸密度越小越好，一般所用硫酸密度不小于1.4G/cm3。但从图3，它们的阴极极化曲线可以看出，用1.6G/cm3配制的胶体电解质，在相同的电位下，析氢电流较小。也就是说，用浓度较高的硫酸配制的胶体电解质自放电小，水损耗少。相信是由两方面原因引起的，一方面是用1.6G/cm3的硫酸比用1.4G/cm3的硫酸使胶体电解质的凝胶速度快，所形成的胶体电解质致密、孔隙小，造成氢气扩散困难，抑制了氢气的析出。在一定程度上增大了内阻，阻碍了氢气的析出。
2.3胶体电解质结构比较从以上内容可知，钾离子体系气相二氧化硅胶体电解质的性能较好，有实际应用价值。为了进一步确证，我们对3种不同胶体电解质表面进行了电镜扫描，扫描结果如图4所示。由图4可以看出，图A即钾离子体系气相二氧化硅胶体电解质的表面形貌比较理想，其表面结构疏松、多孔，有利于电解质的扩散和迁移，也有利于正极产生的O2扩散到负极，在负极上复合成水，实现电池内的气体再复合成水的循环，而用硅溶胶与超纯硅溶胶配制的胶体电解质，结构过于致密，且不均匀，将导致水化分层使胶体蓄电池失效。另外，钾离子体系二氧化硅胶体电解质的结构与国外胶体电解质的结构相比，表现较理想，如图5所示。图中三种胶体电解质是在相同规格的电池中，同等条件下充足电以后取出来的，按要求气体的再复合率要在90%以上。图5a即国外A公司制的胶体电解质表面结构分布不均匀、成团成块、过于致密、孔隙过小。有关数据表明其电池气密性达不到要求。而图5b是国外B公司制的胶体电解质，其表面结构均匀、颗粒大小适中、孔隙多，是理想的胶体电解质，气体再复合率为100%。图5C是我们自制的钾离子体系气相二氧化硅胶体电解质的电镜扫描图，可以看出其结构虽比不上国外B公司制胶体电解质的均匀，但孔隙和颗粒有相似之处，明显优于图外A公司制的胶体电解质。
3结论A、实验结果表明，钾离子体系气相二氧化硅胶体电解质对硅胶浓度、酸度的适应性强。在凝胶状态、表面结构及电性能方面表现出色，明显优于普通硅溶胶和超纯硅溶胶，但加入的浓度不同，性能存在一定的差异。因此，在选择理想的凝胶剂原料时，还要注意浓度及配方工艺。B、胶体电解质起始容量低，在一定的循环次数范围内，电容量呈上升趋势。首次凝胶结构均匀，多次切稀后胶粒可能发生缩合，颗粒变大。凝胶后的胶体电解质自放电小，水损耗小。C、Na+对凝胶有明显的促进作用，但过量的Na+会造成胶体表面结构不均匀，最终导致水化分层。而K+的加入对胶体结构有一定的改善，因此，在配制胶体电解质时要注意共存离子的影响。
从20 世纪20 年代美国人开始研究胶体蓄电池, 到1966 年德国阳光公司( Sonennschein) 的Jache and Eberts 将胶体电池的产品设计和胶体的制造工艺付诸工业化生产, 才算基本解决了胶体电池的技术问题, 期间持续了约半个世纪。 中国沈阳蓄电池研究所在50～60 年代立项研究过胶体电池, 到80 年代, 蓄电池行业外的人士对“胶体”进行了风起云涌般地炒作。当时大有全方位取消铅酸电池从此用硅溶胶电池取而代之的大革命之势, 一时间鱼目混珠, 泥沙俱下。此风一直持续到90 年代中期, 几乎惊动了各级政府和舆论界。中国人大环保委上层领导在沈阳开会期间还特意向笔者作了全面了解。为此, 中国电工技术学会铅酸蓄电池专委会分别在1995 年南昌会议和1997年泉州会议做出了胶体电池的研究方向和近期应用领域的决议。号召行业内的企业以科学的态度按本决议立项攻坚。在此之前, 中国的胶体电池的研究几乎走了一条阳光公司成功前的老路。尽管几位不屈不挠研究者近10 a 取得了阶段性成果, 但其产品也只能在诸如矿灯、电动助力车上勉强使用, 尚登不上诸如电信、电力和UPS 的“大雅之堂”。 70 年代以后, 阳光公司全力发展其Dryfit 胶体电池, 生产工艺逐渐完善、稳定, 产品品种越来越多。美国Globe Union (现为Johnson Controls) 第一个购买了阳光的技术和生产许可证。80 年代末到90 年代, 欧洲的Varta , HAGEN , Tudor , Oldham (Hawker) , FIAMM, 美国的Eastpenn , C&D , Trojan ; 亚洲的Global Yuasa (韩国) , 中国沈阳东北蓄电池公司相继自行研发或通过技术合作生产出了国际一流的胶体阀控电池, 实现了胶体电池的工业化生产。90 年代后期KOREA STORAGE BATTERY (韩国电池-K. S. B. ) 和中国江苏双登富思特都投入巨资研发胶体电池, 历经数载, 取得了突破性进展。 在备用电源的阀控电池领域, 胶体电池的产品设计思路已经自成体系。AGM 电池的“核心技术”是玻纤隔膜, 电池的性能在很大程度上取决于它的品质和使用设计; 胶体电池的“核心技术”是制胶工艺, 各厂胶体电解质的配方尽管有异, 但满足胶体电池性能技术指标的制胶工艺和工业化生产及与其相适应的产品设计却各有千秋。通俗点说, 现在的做法是一个比一个聪明! 笔者近几年先后访问了Sonennschein , HAGEN , FIAMM, East penn , Trojan等当代生产胶体电池的主要工厂并同韩国电池(K.S.B. ) 的同行进行过交流, 感悟颇深。上述厂家的制胶工艺尽管各具特色, 但技术进步, 后来居上已是不可逆转的了, 这就是科学技术发展的规律。美国的胶体电池主要是用于电信市场的涂膏式极板12 V 系列, 其循环耐久力远优于同类型的欧洲产品, 见图1。曲线1 是美国East penn 的12 V胶体电池; 曲线2 是其他国家的同类型胶体电池;曲线3 是AGM电池。
阀控式密封和免维护铅酸蓄电池的寿命影响 摘要：本文讨论了阀控式密封和免维护铅酸蓄电池作为太阳能灯具、光伏电站和光伏户用系统的储能电源，在全天候运行时的耐候性问题，即自然环境下温度对蓄电池寿命、容量的影响，以及光伏系统储能铅酸蓄电池研究、开发。 关键词：VRLA蓄电池胶体铅酸蓄电池免维护铅酸蓄电池环境温度蓄电池寿命蓄电池容量蓄电池研发方向 近年来，太阳电池的光伏发电技术得到了世界各国的高度重视。从欧美的太阳能光伏“屋顶计划”到我国的西部光伏发电项目。太阳能光伏发电已经显示了其强劲的发展势头。随着光伏发电技术的发展和低成本光伏组件的产业化，太阳能灯具、光伏电站和光伏户用电源，均要求蓄电池供应商能够提供全天候运行的蓄电池，而目前光伏系统多采用阀控式密封铅酸蓄电池（以下简称铅酸蓄电池缩写为VRLAB）胶体铅酸蓄电池和免维护铅酸蓄电池（不是VRLA蓄电池）作为储能电源。耐候性是指蓄电池适应自然环境的特性。本文主要讨论自然环境下温度对蓄电池寿命、容量的影响及解决方法，以及储能铅酸蓄电池研究发展方向。上述三种产品在河北奥冠电源公司已批量生产，山东皇明太阳能公司做储能蓄电池已配套应用，现场试验效果很好。 一、温度对铅酸蓄电池寿命的影响 VRLA铅酸蓄电池受温度影响较大，按阿里纽斯原理，在大于40℃，温度升高10度，寿命降低一倍，寿命终止的主要原因是：（一）硫酸电解液干涸；（二）热失控；（三）内部短路等。（一）硫酸电解液干涸： 硫酸电解液作为参加化学反应的电解质，在铅酸蓄电池中是容量的主要控制因素之一。酸液干涸将造成电池容量降低，甚至失效。造成电池干涸失效这一因素是铅酸电池所特有的。酸液干涸的原因：（1）气体再化合的效率偏低，析氢析氧、水蒸发；（2）从电池壳体内部向外渗水；（3）控制阀设计不当；（4）充电设备与电池电压不匹配，电池电压过高、发热、失水、干涸而失效。 VRLA铅酸蓄电池受到上述（1）（2）（3）（4）四种因素的影响，其中（2）（3）（4）三种因素引起的失水速度随环境温度的上升而加快，从而加速了铅酸蓄电池以干涸方式失效。酸液干涸是影响VRLA铅酸蓄电池寿命的致命因素，VRLA蓄电池不适于在35℃以上高温条件下使用。 （二）热失控： 蓄电池在充放电过程中一般都产生热量。充电时正极产生的氧到达负极，与负极的绒面铅反应时会产生大量的热，如不及时导走就会使蓄电池温度升高。蓄电池若在高温环境下工作，其内部积累的热量就难以散发出去，就可能导致蓄电池产生过热、水损失加剧，内阻增大，更加发热，产生恶性循环，逐步发展为热失控，最终导致蓄电池失效。 VRLA铅酸蓄电池由于采用了贫液式紧装配设计，隔板中保持着10%的孔隙酸液不能进入，因而电池内部的导热性极差，热容量极小。VRLA铅酸蓄电池之所以在高温环境下非凡分类生热失控，是由于安全阀排出的气体量太少，难以带走电池内部积累的热量。热失控的巨热将使蓄电池壳体发生严重变形、胀裂、蓄电池彻底失效。 （三）内部短路：由于隔膜物质的降解老化穿孔，活性物质的脱落膨胀使两极连接，或充电过程中生成枝晶穿透隔膜等引起内部短路。深放电之后的蓄电池，其吸附式隔板易出现铅绒或弥散型沉淀，或形成枝晶，导致正负极板微短路。 由于VRLA铅酸蓄电池的负极冗余设计，充电的初、中期充电效率比正极板充电效率高，所以在正极板析氧之前，负极已生成足够的绒面铅，用于使氧进行再化合。在制作蓄电池过程中，以负极活性物质的量作为控制因素，可以减缓电池性能的恶化。
胶体、电解质和非电解质、物质的量浓度、溶液配制一．胶体 1．（14八中期中）某磁流体的分散质粒子直径在5.5~ 36 nm之间。下列说法正确的是A．此磁流体是溶液 B．此磁流体是悬浊液 C．当一束强光通过此磁流体时会出现光亮的通路 D．此磁流体很不稳定 2. （13师大附期中）下列区分Fe(OH)3悬浊液和Fe(OH)3胶体的方法中，正确的是 A．静置片刻出现分层现象的是Fe(OH)3胶体 B．用放大镜观察，颗粒大小为1～100nm的是Fe(OH)3胶体 C．用光束照射，能产生丁达尔现象的是Fe(OH)3胶体 D．看颜色，有色的是Fe(OH)3胶体 3.（13一中期中）下列关于胶体的叙述不正确的是（） A. 胶体区别于其他分散系的本质特征是分散质的微粒直径在10-9 ~ 10-7m之间 B. 光线透过胶体时，可以观察到丁达尔效应 C. 用平行光照射NaCl溶液和Fe(OH)3胶体时，产生的现象相同 D. Fe(OH)3胶体能够使水中悬浮的固体颗粒沉降，达到净水目的 4.（11一中期中）下列说法中，不正确的是 A．可用丁达尔效应区分溶液与胶体 B．生石灰溶于水的过程发生了化学变化 C．从物质分类角度看，纯碱既是碱又是正盐 D．有单质生成的分解反应一定是氧化还原反应 二．电解质和非电解质 1.（14八中期中）下列各物质的分类、名称（或俗名）、化学式都正确的是 A．金属氧化物氧化铁FeO B．非金属氧化物二氧化氮NO2 C．酸硫酸H2SO3 D．碱纯碱Na2CO3 2. （14八中期中）用右图表示的一些物质或概念间的从属关系中不正确的是 3． ①CuSO4②氧化钠③水银④SO3⑤氯水⑥酒精 ⑦NaOH A．①⑦ B．①②⑦ C．①④⑦ D．②③⑤⑥⑦ 4．(13师大附期中)用右图表示的一些物质或概念之间的从属或包含关系中，错误的是 X Y Z X Y Z
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
目前市场上电动自行车使用的电池品种很多。除了使用量最大的阀控密封式铅酸蓄电池以外，还有镍氢电池、镍镉电池、锂离子电池、锌空电池等等。这些蓄电池都具有各自独特的优点，以下我们就来分别认识一下各电池的特性与功用。 铅酸电池 其中，以铅酸蓄电池为数量最多。铅酸蓄电池的价格最低，也最常用，中国是全世界铅酸蓄电池最大的生产国。其含污染的成分比较少，可回收性好。缺点是比容小。也就是说，在同样的容量下，电池重量和体积都大。目前的铅酸蓄电池基本上是由浮充类型的电池发展而来的。浮充电池不适应快速充电和大电流放电，虽然技术人员的花费了大量的心血进行了卓有成效的改进，可以进入实用了，但是其寿命还是非常不理想的。胶体电池 胶体电池属于铅酸蓄电池的一种发展分类，最简单的做法，是在硫酸中添加胶凝剂，使硫酸电液变为胶态。电液呈胶态的电池通常称之为胶体电池。广义而言，胶体电池与常规铅酸电池的区别不仅仅在于电液改为胶凝状。例如非凝固态的水性胶体，从电化学分类结构和特性看同属胶体电池。又如在板栅中结附高分子材料，俗称陶瓷板栅，亦可视作胶体电池的应用特色。近期已有实验室在极板配方中添加一种靶向偶联剂，大大提高了极板活性物质的反应利用率，据非公开资料表明可达到70wh/kg的重量比能量水平，这些都是现阶段工业实践及有待工业化的胶体电池的应用范例。 胶体电池与常规铅酸电池的区别，从最初理解的电解质胶凝，进一步发展至电解质基础结构的电化学特性研究，以及在板栅和活性物质中的应用推广。其最重要的特点为：用较小的工业代价，沿已有150年历史的铅酸电池工业路子制造出更优质的电池，其放电曲线平直，拐点高，比能量特别是比功率要比常规铅酸电池大20%以上，寿命一般也比常规铅酸电池长一倍左右，高温及低温特性要好得多。 镍氢电池 镍氢电池的比容比铅酸蓄电池好很多，单体电池的寿命也比较好，其大电流充放电特性也比铅酸蓄电池好。问题是镍氢电池串连电池组的管理问题比较多，一旦发生过充电以后，就会形成单体电池隔板熔化的问题，导致整组电池迅速失效。所以，国产的镍氢电池的关键技术问题还是充电器和电池管理系统的问题，而这个问题还没有引起各个电池制造商和车厂足够的重视。所以，镍氢电池的发展收到很大的制约。镍镉电池镍镉电池的大电流特性比镍氢电池好，其抗过充电特性也比镍氢电池好，中国又是世界上镍镉电池的生产大国。一些人提出镉污染的问题，中国现在还在大量的向欧洲出口镍镉电池及其应用产品，欧洲到2006年才开始限制。据中央电视台播放的消息，神州五号还是采用镍镉电池的。这是其相对比较高的可靠性的优点使该品种电池还在应用与宇航设备上。这样看，电动自行车方面过早的使镍镉电池退出应用是否有一些过激?而镍镉电池的成本和充电器的成本都明显低于镍氢电池，只要回收处理好了，还是应该保留这个电池品种的。
胶体电池与AGM电池的对比的一些总结 阀控式密封铅蓄电池有两类，即分别采用玻璃纤维隔板（AGM）和硅凝胶(GEL)二种不同方式来“固定”硫酸电解液。它们都是利用阴极吸收原理使电池得以密封的。 一、胶体电池发展和概述 胶体电池属于目前最广泛使用的铅酸蓄电池。是阀控式密封铅酸蓄电池的一类。 铅酸蓄电池从问世到如今，一直是军用民用领域中使用最广泛的化学电源。早期的铅酸电池使用的电解液是“富液式”的（电解液是流动的），由于它使用电解液是游离态的，运输过程中常会有酸液流出，充电时也会有酸雾析出来，对环境和设备造成损害，人们就试图将电解液“固定”起来，将电池“密封”起来，于是使用胶体电解液的铅酸蓄电池应运而生。 初期的胶体铅蓄电池使用的胶体电解液是由水玻璃制成的，然后直接加到干态铅蓄电池中。这样虽然达到了“固定”电解液或减少酸雾析出的目的，但却使电池的容量较原来使用自由电解液时的电池容量要低20%左右，因而没有被人们所接受。 胶体电池的鼻祖德国阳光公司早在60年代就第一次开发密封铅蓄电池用胶体电解质技术。目前已将该技术成功用于各种用途的密封电池（后备电源用，循环用，太阳能用等）。我国在50年代也开展了初期胶体电池的研制工作，到60年代末也就基本上停止了，60-70年代发展缓慢。80年代，德国阳光公司的胶体密封铅蓄电池产品进入中国市场，多年来使用效果表明它的性能确实不同于以前的胶体铅蓄电池。这就迫使人们要重新认识胶体铅蓄电池。然而70年代后期至目前，国内知名厂家所生产的胶体电池基本上都是模仿德国阳光的技术，多数厂家也仅仅是能作出外表相识的胶体电池，而没有真正掌握核心的技术和成熟的生产工艺。以此，生产出来的胶体电池与国外产品存在明显差距。经过一段时间的“热销”和市场“热捧”后，用户反映不好，未能达到厂家所宣称的水平。经过一番折腾，国内的生产企业才深刻认识到仅仅模仿别人是没有长远发展的，不进行核心技术的研究和配套材料、生产设备等的改进，是不能作出好的“胶体电池”来的。 几乎在研制胶体电池的同时，采用玻璃纤维隔膜的阴极吸收式密封铅蓄电池却诞生了，它不但使铅蓄电池消除了酸雾，而且还表现出内阻小、大电流放电特性好的优点。因而在国民经济中，尤其是原来使用固定型铅蓄电池的场合。尤其是其生产工艺简单，成本低，得到了迅速的推广和应用。目前市场上使用的密封蓄电池里面，采用玻璃纤维隔膜（AGM）的阴极吸收式密封铅蓄电池仍占有绝对优势。 将近年来的两种阀控式密封铅蓄电池的研制、生产和使用效果对它们进行比较，可以总结出胶体电池的明显优势： ○1电解液被完全固化，因此其运输、使用时安全性更高，可以作为非危险品运输（可以空运），而AGM的铅蓄电池是作为危险品运输的。 ○2电解液量增加15～25％（相对AGM）,因此充电时的水损失对寿命的影响可忽略，电池寿命大幅提高，一般大密电池的寿命可达12～15年，有的甚至达到20年。而普通AGM式电池多数3～年。 ○3热容高，使用时几乎无“热失控”发生，而“热失控”是多数AGM式电池寿命失效方式和引发事故的原因。目前仍然没有解决该问题。 ○4具有优良的深放电后容量回复能力，可到95％，而AGM式电池一般在75％。 ○5自放电小，因此其贮存时间是AGM的3～4倍（20℃下可以24个月不用补充电）。 ○6由于其热容大，电解液多，充电接收能力好，因此，其耐过充能力很强。特别使用环境恶劣的工作场合。 2 电池的工作原理
固定型阀控式密封铅酸蓄电池的标准 1 范围 本标准规定了固定型阀控式密封铅酸蓄电池的产品型号、技术要求、试验方法、检验规则以及标志、包装、运输、贮存。 本标准适用本企业生产的用于电讯、电气设备、应急电源、报警系统、太阳能贮能系统、安全系统等使用的固定型阀控式密封铅酸蓄电池（以下简称蓄电池）。 2 引用标准 GB5781/T－2000 六角头螺栓－全螺纹－C级 JB3076－1999 铅酸蓄电池槽 JB/T2599－1993 铅酸蓄电池产品型号编制办法 JB/－1998 铅酸蓄电池超细玻璃纤维隔板 YD/T799－1996 通信用阀控式密封铅酸蓄电池技术要求和检验方法。 3 符号 C10 — 10小时率额定容量（Ah）； C3 — 3小时率额定容量（Ah），数值为; C1 — 1小时率额定容量（Ah），数值为； I10 — 10小时率放电电流（A），电流值为C10/10； I3 — 3小时率放电电流（A），电流值为C3／3； I1 — 1小时率放电电流（A），电流值为C1／1； 4 产品分类与命名 蓄电池的型号编制应符合JB／T2599的规定 5 技术要求 蓄电池的工作环境 蓄电池在环境温度为-15℃～+45℃条件下应能正常使用。 电池结构 一般结构
蓄电池由正极板、负极板、隔板、蓄电池槽、蓄电池盖、电解液、端子、安全阀等组成。 蓄电池槽 蓄电池槽应符合JB3076标准规定或与用户商定。 蓄电池隔板 蓄电池隔板应符合JB／T 标准要求。 蓄电池尺寸 蓄电池外形尺寸应符合表1中尺寸的要求，外型尺寸允差为±2mm。 外形尺寸也可根据用户要求制定。 外观 蓄电池外观不应有裂纹、裂痕、明显变形及污迹，标志应清晰。 气密性 蓄电池应能承受50kPa的正压或负压而不破裂、不开胶，压力释放后壳体无残余变形。 容量 蓄电池按条试验时，10h率容量第一次循环不低%C10，1h率容量、3h率容量应在前5次内达到。放电终止电压应符合表2规定。 最大放电电流 蓄电池按条试验时，导电部件不应熔断，外观不得出现异常现象。 耐过充电能力 蓄电池按条试验时，不应有漏液和明显变形。 荷电保持能力 蓄电池按条试验时，荷电保持能力不低于85％。 密封反应效率 蓄电池按条试验时，密封反应效率不低于95％。 安全阀要求 蓄电池按条试验时，安全阀的开阀压力为：10KPa~49KPa，闭阀压力为：1KPa~10KPa 。 过充电寿命
阀控式密封铅酸蓄电池运行维护管理规定 第一章总则 为保证变电站阀控式密封铅酸蓄电池及其高频开关电源(以下简称直流设备)保持良好的运行状态，延长使用寿命，保证变电站直流母线保持合格电压和蓄电池的放电容量，特制定本规定。 第二章安装要求 2.1直流设备通风应良好，运行环境温度应保持在5℃～35℃，安装地点应装设温度调节装置。 2.2直流系统可采用单、双充电器、电池组和电源母线。220kV变电站可采用双电池组，500kV变电站应采用双电池组、双母线方式。 2.3独立的蓄电池室应有充足的照明，并采用防爆灯具。 2.4蓄电池采用串联接线，蓄电池之间应保持2cm以上距离，若电池安装在柜内，上下层之间距离不应小于15cm。蓄电池应保持清洁，极板、极柱接触应良好，连接螺丝应牢固，不得有放电现象。 第三章交接验收项目及标准 3.1检查蓄电池容量。对电池组进行三次充放电试验，放电终止电压根据制造厂的规定，2V蓄电池为1.8V。其中一只蓄电池防到了终止电压，应停止放电。在三次充放电循环之内，若达不到额定容量值的100％，此组蓄电池不合格。
3.2测量电池的绝缘电阻。220V电池组的绝缘电阻不小于0.2MΩ，1 10V电池组的绝缘电阻不小于0.1MΩ。 3.3测量充电设备的稳流精度不大于±(0.5%-1%),稳压精度不大于±(0.1%-0.5%),及直流母线纹波系数不大于(0.2%-0.51%)。 3.4测量每只电池端电压符合厂家规定。 3.5检查厂方提供的安全阀开启闭合试验报告，闭阀压力应在1kPa～10kPa范围内，开阀压力应在10kPa～49kPa范围内。 第四章运行维护要求 4.1为提高蓄电池的使用寿命，要做好初充电（一般初充电由厂方进行）。 4.2蓄电池组在正常运行中以浮充电方式运行，浮充电电压宜控制在(2.23-2.28)V×N，均衡充电电压宜控制在(2.30-2.35)V×N。 4.3运行中主要监视蓄电池组的端电压值，浮充电流值，每只蓄电池的电压值，蓄电池组及直流母线的对地电阻值和绝缘状况。 4.4蓄电池一般3个月进行一次补充充电，充电装置应自动或手动进行一次恒流限压充电→恒压充电→浮充电。使蓄电池组随时具有满容量，确保运行安全可靠。 4.5投运后的蓄电池组，每2－3年应进行一次核对性充放电试验，运行6年以后的蓄电池组，每年应进行一次核对性放电试验。 4.5.1一组蓄电池。站内只有一组蓄电池，不能退出运行、也不能做全核对性放电，只能用I10电流恒流放出额定容量的50％，在放电过程中，蓄电池组端电压不得低于2V×N。放电后应立即用I10电流
较项目dryfit胶体结构AGM玻璃棉吸附式结构电池结 构 电解液固定方式电解液由气体二氧化硅及多种添 加剂以胶体形式固定.注入时为 液态，可充满电池内的所有空间。 电解液被吸附在多孔的玻璃棉隔 板内，而且必须是不饱和状态。 电解液量与富液式电池相同比富液式或胶体蓄电池的储液量 少 电解液比 重与富液式相同，平均1.42g/1，对 极板腐蚀较轻，电池寿命长。 比富液式胶体电池电解液比重要 高平均1.28-1.31g/1，对极板腐蚀较 重，电池寿命短。 正极板结 构 可制成管式或涂膏式只能制成涂膏式 极柱密封 方式多层耐酸橡胶圈滑动式密封，保 证了使用寿命后期极群生长时的 密封，阳光公司专利技术。 迷宫式树脂灌注密封无法满足后 期极群生长时的极柱密封，甚至导 致电池损坏。 板栅合金铅钙锡无锑多元合金，管式正极 板管芯可采用高压压铸工艺生 产，晶格细小均匀，耐腐蚀性好， 电池的使用寿命长。 有的公司采用含镉含锑合金，锑可 以改进极板强度，延长电池的循环 寿命，但电池的自放电率较高，镉 合金的循环回收对环境污染严重。 气阀独有的伞式低压灵敏气阀本森式高压气阀，灵敏度差。性能差 别 浮充性能由于电解液比重低，浮充电压相 对也比较低另外胶体的散热性也 远优于玻璃棉，绝无热失控事故， 浮充寿命长。 浮充电压相对较高，浮充电流大， 快速的氧再化合反应产生大量的 热量，玻璃棉隔板的热消散能力 差，热失控故障时有发生。 循环性能特殊的含磷酸胶体和含锡正极板 合金，电池的循环性能和深放电 恢复能力优越。 由于玻璃隔板微孔孔径较大，深放 电时电解液比重降低，硫酸铅溶解 度增大，沉积在微孔中的活物质会 形成枝晶短路，进而导致电池寿命 的终止。 自放电由于选用的材料纯度高，电解液 比重低，电池的自放电率为 0.05-0.06%/天，电池常温下可储 存二年无须补充充电。 每月3-5%，存放期超过6个月需补 充充电。 氧再化合 效率使用初期再化合效率较低，但运 行数月后，再化合效率可达95% 以上。 由于隔板的不饱和和空隙提供了 大量的氧扩散通道，再化合效率较 高，但其浮充电流和产生的热量也
1、什么是一次电池和二次电池？ 一次电池是普通的干电池，只能使用一次, 二次电池又叫可充电池。二次电池中的动力型电池（或称牵引电池）是电动车目前主要电源。 2、一次电池和二次电池有什么区别？ 电池内部的电化学性决定了该类型的电池是否可充，根据它们的电化学成分和电极的结构可知，真正的可充电电池的内部结构之间所发生反应是可逆的。理论上，这种可逆性是不会受循环次数的影响，既然充放电会在电极体积和结构上引起可逆的变化，那么可充电电池的内部设计必须支持这种变化，既然，一次电池仅做一次放电，它内部结构简单得多且不需要支持这种变化，因此，不可以将一次电池拿来充电，这种做法很危险也很不经济，如果需要反复使用，应选择真正的循环次数在350次左右的充电电池，这种电池也可称为二次电池或蓄电池。 另一明显的区别就是它们能量和负载能力，以及自放电率，二次电池能量远比一次电池高，然而他们的负载能力相对要小。 3、充电电池是怎样实现它的能量转换？ 每种电池都具有电化学转换的能力，即将储存的化学能直接转换成电能，就二次电池（也叫蓄电池）而言（另一术语也称可充电使携式电池），在放电过程中，是将化学能转换成电能；而在充电过程中，又将电能重新转换成化学能。这样的过程根据电化学系统不同，一般可充放电500次以上。 4、电动自行车用蓄电池的特点是什么？ 电动自行车用蓄电池是动力型电池，它的特点是能够在一定时间内大电流放电，供车用电机运行，并能维持一定时间运行一定里程。 车用动力电池与固定电池，如仪表电池，电力，通讯系统电池，起动电池等从结构到性能都不相同，其充电和放电方式也不相同，因此不能通用。 5、电动自行车用电池是如何分类的？ 从大的方面讲，电池分一次电池(电动车用它做电源已经成为历史) 、二次电池和燃料电池。车用电池按电解液性质分为酸性和碱性，按外形分为方形和圆柱形，按使用性质分为移动式和固定式，按用途分为动力型、起动型和普通型，按结构分为开敞式和密封式。其中：铅酸电池又有不同形式，如从外形用结构又分为高型和矮型；按酸性电解液的状态分为富液型、贫液型和胶体电解液三种，按极板的结构分为板式、卷式和管式。 目前电动车常规电池主要为铅酸电池、镍氢电池、镍锌电池，其中又以铅酸电池最普及，其余两种乃是仍然较少。主要原因是市场动作没有展开，没有形成适合电动车对路产品的规模产量，价格不未能被广大用户所接受，但很快就会进入热潮。技术成功的其他三种电池——锂离子电池、锌空气电池是继镍氢、镍锌电池之后的升级产品；燃料电池价格仍高不可攀，主要原因是质子交换膜制备成本高，催化金属属于贵重物，某些技术仍然需要提高，未能大规模进入生产领域，仍需6~8年的时间才能普及。 6、什么是铅酸电池（Pb-A）？ 铅酸电池，电极主要由铅制成，电解液是硫酸溶液的一种蓄电池。 铅酸电池的代表符号为Pb-A或L-A，其中：Pb是元素周期表中铅的代号，L是铅的英文名称Leed的字头，A是酸的英文名称Acid的字头，上述两种写法均代表铅酸电池。 L-A电池品种很多，如水平极板的，卷极圆柱形等。 铅酸电池在我国是技术最成熟、各领域用量最大、市场销售最多使用时间最久的一种电源。电动自行车使用的铅酸电池属于贫液式、矮型阀控密封式、方形动力酸电池， 7、何为铅晶电池？ 应用专有技术和独特生产工艺研制的非液非胶电解质，特殊板栅结构及材料配方制成的
固定型阀控式密封铅酸蓄电池的标准 1范围 本标准规定了固定型阀控式密封铅酸蓄电池的产品型号、技术要求、试验方法、检验规则以及标志、包装、运输、贮存. 本标准适用本企业生产的用于电讯、电气设备、应急电源、报警系统、太阳能贮能系统、安全系统等使用的固定型阀控式密封铅酸蓄电池(以下简称蓄电池). 2引用标准 GB5781/T-2000六角头螺栓-全螺纹-C级 JB3076-1999铅酸蓄电池槽 JB/T2599-1993铅酸蓄电池产品型号编制办法 JB/T7630.1-1998铅酸蓄电池超细玻璃纤维隔板 YD/T799-1996通信用阀控式密封铅酸蓄电池技术要求和检验方法. 3符号 3.1C10—10小时率额定容量(Ah); 3.2C3—3小时率额定容量(Ah),数值为0.75C10; 3.3C1—1小时率额定容量(Ah),数值为0.60C10; 3.4I10—10小时率放电电流(A),电流值为C10/10; 3.5I3—3小时率放电电流(A),电流值为C3/3; 3.6I1—1小时率放电电流(A),电流值为C1/1; 4产品分类与命名 蓄电池的型号编制应符合JB/T2599的规定 5技术要求 5.1蓄电池的工作环境 蓄电池在环境温度为-15℃~+45℃条件下应能正常使用. 5.2电池结构 5.2.1一般结构 蓄电池由正极板、负极板、隔板、蓄电池槽、蓄电池盖、电解液、端子、安全阀等组成. 5.2.2蓄电池槽 蓄电池槽应符合JB3076标准规定或与用户商定. 5.2.3蓄电池隔板 蓄电池隔板应符合JB/T7630.1标准要求. 5.3蓄电池尺寸 5.3.1蓄电池外形尺寸应符合表1中尺寸的要求,外型尺寸允差为±2mm. 5.3.2外形尺寸也可根据用户要求制定. 5.4外观 蓄电池外观不应有裂纹、裂痕、明显变形及污迹,标志应清晰.
亚胶体蓄电池简介 1、什么是亚胶体蓄电池 亚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，用亚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。亚胶体铅酸蓄电池采用凝胶状电解质，内部无游离液体存在，在同等体积下电解质容量大，热容量大，热消散能力强，能避免一般蓄电池易产生热失控现象；电解质浓度低，对极板的腐蚀作用弱；浓度均匀，不存在电解液分层现象。 2、亚胶体蓄电池工作原理 亚胶体铅酸蓄电池的性能优于阀控密封铅酸蓄电池，目前用于电动自行车的国产亚胶体铅酸蓄电池是在AGM隔板中通过真空灌注，把硅胶和硫酸溶液灌到蓄电池正、负极板之间。亚胶体电池与常规铅酸电池得区别不仅仅在于电液改为胶凝状。例如非凝固态的水性胶体，从电化学分类结构和特性看同属胶体电池。又如在板栅中结附高分子材料，俗称陶瓷板栅，亦可视作胶体电池的应用特色。近期已有实验室在极板配方中添加一种靶向偶联剂，大大提高了极板活性物质得反应利用率。亚胶体铅酸蓄电池接近于密封工作，失水很少。当电池被充电时，由于电解质中的硫酸浓度增加使之“增稠”并伴有裂隙产生，充电后期的“电解水”反应使正极产生的氧气通过这无数的裂隙被负极所吸收，并进一步还原成水，从而实现蓄电池密封循环反应，大大延长电池寿命，提高电池化学反应应用率。 3、亚胶体蓄电池特点 用较小的工业代价，沿已有 150 年历史的铅酸电池工业路子制造并改良形成的亚胶体蓄电池具有以下特点： ①使用性能可靠，性能稳定； ②放电曲线平直，拐点高，能承受长时间放电能力、循环放电能力；； ③能量、功率要比常规铅酸电池大 20 %以上； ④使用寿命一般也比常规铅酸电池长一倍左右； ⑤在高温50℃、低温－35℃环境温度下亦能正常工作； ⑥深度放电使用性能好，深放电恢复能力及大电流放电能力远远高于铅酸 蓄电池。 ⑦有过充电及过放电自我保护能力，真正的免维护电池。
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Q/GDW-11-123-2008 目次 前言.................................................................................II 1 范围 (1) 2 引用标准 (1) 3 术语 (1) 4 技术要求 (2) 5 验收 (3) 6 运行及维护 (4) 7 检修与试验 (6) 附录A （资料性附录）阀控式密封铅酸蓄电池动/静态放电测试报告 (9) 附录B （资料性附录）阀控式密封铅酸蓄电池检修试验报告 (10) 参考文献 (16)
Q/GDW-11-123-2008 前言 随着浙江省电力系统高频开关电源和UPS不间断电源的大量使用，阀控式密封铅酸蓄电池在变电所内的应用越来越普遍，为统一浙江电网阀控式密封铅酸蓄电池的基本技术条件和技术参数，确定其投产验收、运行和维护的主要项目和要求，在广泛征求意见的基础上，特制定了本技术导则。 本标准的附录A和B是资料性附录。 本标准由浙江省电力公司生产部提出。 本标准由浙江省电力公司科技信息部归口 本标准主要起草单位：浙江省嘉兴电力局 本标准的主要起草人：张利庭、韩中杰 本标准由浙江省电力公司生产部负责解释
Q/GDW-11-123-2008 阀控式密封铅酸蓄电池运行和维护导则 1 范围 本导则规定了贫液式阀控式密封铅酸蓄电池验收、运行与维护的技术要求和技术参数。 本导则适用于浙江省电力公司系统内各变电所贫液式阀控式密封铅酸蓄电池的运行和维护。各发电厂和通讯系统用阀控式密封铅酸蓄电池可参考执行。 2 引用标准 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。 GB2900.11-88 蓄电池名词术语 GB13337.1-91 固定型防酸式蓄电池技术条件 DL/T459-2000 电力系统直流电源柜订货技术条件 DL/T724-2000 电力系统用蓄电池直流电源装置运行与维护技术规程 DL/T5161.9-2002 电气装置安装工程质量检验及评定规程第9部分蓄电池施工质量检验DL/T5044-2004 电力工程直流系统设计技术规程 国家电网公司输变电设备技术管理规范直流电源系统技术标准 国家电网公司输变电设备技术管理规范直流电源系统运行规范 国家电网公司输变电设备技术管理规范直流电源系统设备检修规范 3 术语 3.1 阀控式密封铅酸蓄电池：蓄电池正常使用时保持气密和液密状态，当内部气压超过预定值时，安全阀自动开启，释放气体，当内部气压降低后安全阀自动闭合，同时防止外部空气进入蓄电池内部，使其密封。蓄电池在使用寿命期间，正常使用情况下无需补加电解液。 3.2 充电：充电装置用不同的方式对蓄电池进行充电。 3.3 浮充电：在充电装置的直流输出端始终并接着蓄电池和负载，以恒压充电方式工作。在正常运行时，充电装置在承担经常负荷的同时向蓄电池补充充电，以补充蓄电池的自放电，使蓄电池以满容量的状态处于备用。 3.4 浮充电压：浮充电状态下蓄电池组端电压。 3.5 恒流充电：充电电流在充电电压范围内维持在恒定值的充电。 3.6 恒压充电：充电电压维持在恒定值的充电。 3.7 限流恒压充电：用限制电流的恒压电源充电的一种方式。 3.8 补充充电：蓄电池在存放中，由于自放电，容量逐渐减少，甚至于破坏，按厂家说明书，需定期进行的充电。 3.9 完全充电：当蓄电池内所有可利用的活性物质都已经转变成完全充电的状态。 3.10 均衡充电（简称均充）：为补偿电池在使用过程中产生的电压不均匀现象，使其恢复到规定的范围内而进行的充电。 3.11 均充电压：均衡充电过程中恒压充电阶段的恒压值为均充电压。
阀控式密封铅酸蓄电池的失效与维护 摘要：对阀控式密封铅酸蓄电池的失效模式进行研究，对蓄电池出现的常见故障进行分析与探讨，提出了对通信用阀控式密封铅酸蓄电池组的维护要求。 1 引言 自1859年法国科学家普兰特发明铅酸蓄电池以来，至今已有一百多年的历史。它与其它化学电源一样，是一个电能与化学能互相转换的装置。由于它具有电动势高、充放电可逆性好、使用温度范围广、电化学原理清楚、生产工艺易于掌握和原材料丰富而价廉等特点，获得了最广泛的应用。随着科学技术蓬勃发展，从五十年代起，不断对传统的铅酸蓄电池进行技术改造。特别是阀控式密封铅酸蓄电池（VRLA）的问世，克服了酸液和酸雾易于外溢的令人头痛的弊病，使它能与电子设备放在一起使用，符合用户要求产品使用方便的历史发展潮流，使它的应用领域更加广阔。 1.1产品市场前景 根据数据统计：1999年全世界铅酸蓄电池的销售收入约为198亿美元，且每年以5%的速度递增。 在我国,随着经济的持续快速发展，汽车工业、通讯、电力、交通铁路、计算机等基础产业发展十分迅速，这些行业都处于一个高成长时期，对蓄电池的需求日益增长，大大促进了蓄电池行业的发展，近十年来我国铅酸蓄电池的需求更以每年10%的速度快速增长。 根据中国电池工业协会2000年10月公布的《电池行业第十个五年计划》提供的数字：1999年全国铅酸蓄电池产量达到2625万KVAh，年销售量为10.5亿美元。铅酸蓄电池在十五规划的目标是：以2625万KVAh为基数，年均5%适度增长。2005年产量达到3500万KVAh。 统计结果显示:全密封免维护铅酸蓄电池逐步取代传统的开口式铅酸蓄电池将成为今后铅酸蓄电池行业的发展趋势。 1.2工作原理 阀控式密封铅酸蓄电池的工作原理，基本上沿袭于传统的铅酸蓄电池，它的正极活性物质是二氧化铅（PbO2），负极活性物质是海绵状铅（Pb），电解液是稀硫酸（H2SO4），其电极反应方程式如下： 正极：PbO2+H2SO4+2H++2e-←→ PbSO4+2H2O 负极：Pb+ H2SO4←→ PbSO4+2H++2e-
铅酸蓄电池基本知识 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： ① Cell 是指一般的小型和单个电池，更强调单个单元; ② Battery是指蓄电池和电池组,更强调系统或者组; ③ Battery 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。
小型阀控式密封铅酸蓄电池的标准 1 范围 本标准规定了小型阀控式密封铅酸蓄电池（以下简称蓄电池）的产品分类、技术要求、试验方法、检验规则以及标志、包装、运输和贮存。 本标准适用于应急照明设备、不间断电源、移动测量设备、通讯设备和电力系统直流电源柜等额定容量在40Ah以下的各种直流用蓄电池。 2 引用标准 GB/T5781－2000 六角头螺栓－全螺纹－C级 JB/T2599－1993 铅酸蓄电池产品型号编制办法 JB3076－1999 铅酸蓄电池槽 JB/T7630.1－1998 铅酸蓄电池超细玻璃纤维隔板 GB/T1227－1986 精密压力表 JB/T9461－1999 动槽水银气压表技术条件 GB/T12805－1991 实验室玻璃仪器滴定管 3 符号 3.1 C20 — 20小时率额定容量（Ah）； 3.2 Ce — 20小时率实际容量（Ah）; 3.3 I20 — 20小时率放电电流（A）, 电流值为C20/20（A）； 3.4 R—蓄电池自放电容量损失百分数，％。 4 产品分类与命名 4.1 蓄电池的型号按JB／T2599的方法编制。 5 技术要求 5.1 蓄电池的工作环境 蓄电池在环境温度为－15℃－＋45℃条件下应能正常使用。 5.2 电池结构 5.2.1 一般结构 蓄电池由正极板、负极板、隔板、蓄电池槽、蓄电池盖、电解液、端子、安全阀等组成。 5.2.2 蓄电池槽 蓄电池槽应符合JB3076标准规定或与用户商定。
5.2.3 蓄电池隔板 蓄电池隔板应符合JB／T 7630.1标准要求。 5.2.4 端子 蓄电池端子应能够用接插件或螺栓和螺母连接，使用的螺栓应符合GB／T5781标准规定。 5.3 蓄电池尺寸及允差 蓄电池外形尺寸应符合表1中尺寸的要求，外型尺寸允差为±2mm。 5.4 外观 蓄电池外观不应有裂纹、裂痕、明显变形及污迹，且标志应清晰。 5.5 容量 5.5.1 蓄电池20小时率额定容量C20应符合表1中容量的要求。 5.5.2 蓄电池按 6.3条试验时，实际容量Ce在第三次或之前的试验应不低于0.95C20。5.6 27min率放电 蓄电池按6.4条试验时，放电持续时间应不低于27min。 5.7 最大放电电流 蓄电池按6.5条试验时，导电部件不应熔断，外观不得出现异常现象。 5.8 过放电 蓄电池按6.6条试验时，实际容量应不低于0.80C20。 5.9 过充电 蓄电池按6.7条试验时，实际容量应不低于0.95C20,外观不得出现异常现象。 5.10 密封反应效率 蓄电池按6.8条试验时，密封反应效率不低于95％。 5.11 限压阀要求 蓄电池按6.9条试验时，安全阀应能在1~60kPa的压力范围内可靠的开闭阀。 5.12 安全性 蓄电池按6.10条试验时，外观不得出现漏液等异常现象。 5.13 自放电 蓄电池按6.11条试验时，三个月容量损失百分数R不得超过15％。 5.14 耐振动性 蓄电池按6.12条试验时，端电压不得低于额定电压。外观不得出现漏液等异常现象。 5.15 自由跌落 蓄电池按6.13条试验时，端电压不得低于额定电压，外观不得出现漏液等异常现象。
阀控式密封铅酸蓄电池的特点与使用 李卫东广东省梅州市供电局 (514021) 阀控式密封铅酸蓄电池和传统的敞开型电池相比，具有以下的特点： (1) 密封程度高，电解液象凝胶一样被吸收在高孔率的隔离板内，不会轻易流动，所以电池可以横放。 (2) 阀控式密封铅酸蓄电池的极板栅采用无锑铅合金，电池的自放电系数很小。 (3) 电池的正负极板完全被隔离板包围，有效物质不易脱落，使用寿命长。 (4) 阀控式密封铅酸蓄电池的体积比老式电池小，而容量却比老式敞开型电池高。 (5) 电池在长期运行中无需补充任何液体，同时在使用过程中不会产生酸雾，气体，维护工作量极小。 (6) 电池的内阻较小，大电流放电的特性好。 正是由于上述优点，所以阀控式密封铅酸蓄电池被称之为"免维护电池"。近几年来在电力系统各个专业部门中得到了广泛应用。 在使用阀控式密封铅酸蓄电池时，需要注意下面几点： (1) 平时对电池的清洁卫生工作应用湿布进行，若用干燥的东西擦拭，容易产生静电，而静电电压有时会高达数千至上万V，有引发爆炸的危险。 (2) 阀控式密封铅酸蓄电池由于结构特殊，它对周围环境和温度较为敏感，如果电池长期在高温条件下运行，其使用寿命将会大打折扣。所以机房温度应控制在至少25℃以下，正确的维护使用，可以使电池的使用寿命长达10～15年。
(3) 阀控式密封铅酸蓄电池的单只电池电压正常为2.23～2.25V，多数厂家的推荐值为2.25V。通信专业的浮充电压建议采用53.6～53.8V。浮充电压高低的选择是使用电池的关键所在，因为电池的自放电系数极小，所以不需要太高的电压。如果浮充电压过高，不仅会使浮充电流偏大，增加能耗，还会加速正极板栅腐蚀，使电池寿命缩短。但如果浮充电压过低，则会使电池因充电不足，处在亏电的状态而导致电池加速报废。用户可以结合自己的实际情况对浮充电压进行调整，使之工作在最佳状态。 (4) 对于容量不同，新旧不同，厂家不同，规格不同的蓄电池，由于其特性值有差异，不能混合连接使用。 (5) 由于新电池在运输存放的过程中因自放电难免损失部分能量，所以安装后不宜立即投入运行，应当在使用前进行必要的充电以恢复电池的能量。 (6) 对于闲置长期不使用的电池，每半年要对其进行一次充电，不能放任自放电，最终会因丧失能量而损坏。 由于是免维护电池，故平时的工作量很小，外围主要的工作是为电池运行创造干净恒温的环境，以及关注浮充电压的变化。 (7) 做好蓄电池定期维修工作： ①每半年检查一次电池组的总电压以及单只电池的电压，必要时，可以切断交流电源由电池带负载放电一段时间后再作观察测试，如发现有偏差要及时处理。 ②每年一次检查连接部分有无松动现象，电池端子，连接处可以涂上凡士林加以保护。