铅蓄电池放电特性(精)

铅酸蓄电池的电压与充电放电特性一、铅酸蓄电池的电动势和开路电压1、电动势定义电池在开路时，正极平衡电极电势与负极平衡电极电势之差，由电池中进行的反应所决定，与电池的形状、尺寸无关。

电动势表达式为：E=Eθ+RT/nFlna(H2SO4)/a(H2O)式中 E——电池电动势；Eθ——所有反应物的活度或压力等于1时的电动势，称为标准电动势（V）；R——摩尔气体常数，为8.3J/(Kmol);T——温度（K）；F——法拉弟常数（96500C/mol）；n——电化学反应中的电子得失数目。

电动势是电池在理论上输出能量大小的量度之一，如果其它条件相同，电动势愈高的电池，理论上能输出的能量就愈大，实用价值就愈高。

2、电动势的产生电动势也等于组成电池的两个电极的平衡电势之差，即E=φe,+－φe,-，式中φe即为平衡电极电势。

电极电势的产生，与建立双电层有关。

将一金属电极插入含有该金属离子的溶液中，由于该离子在金属中与溶液中的化学势不同，因而发生金属离子在电极与溶液之间的转移。

在静电力作用下，这种转移很快达到动态平衡。

这时电极表面所带电荷符号与电极表面附近溶液层中离子所带电荷符号相反，数量相等，于是在电极与溶液的界面处形成双电层，对应于双电层的建立，电极和溶液间便产生一定的电势差，称为平衡电极电势。

电极电势的符号和数值取决于金属的种类和溶液中离子的浓度。

电极电势φe实际上由两部分组成，即紧密层电势和分散层电势。

3、开路电压电池在开路状态下的端电压即开路电压，也是两极的电极电势之差，但不是平衡电势，而是稳定电势或混合电势之差。

理论上，电池的开路电压不等于电动势，但数值上可能要接近。

铅酸蓄电池的电动势的电动势是硫酸浓度的函数。

开路电压也是硫酸浓度的函数。

电池的开路电压与电解液密度的关系可用下式计算：开路电压=d+0.85式中d——在电池电解液的温度下，电解液的密度（g/cm3）4、稳定电势的建立电极金属离子与溶液中金属离子间建立的动态平衡Me—2e Me2+ （1）它只是一种理想状况，如上述平衡电极电势的建立。

铅酸蓄电池充放电的原理铅酸蓄电池作为一种化学电源，广泛应用于各个领域。

接下来，我们将详细介绍铅酸蓄电池的充放电原理。

一、铅酸蓄电池结构铅酸蓄电池的基本结构由正负极板和电解液组成。

正极板上的活性物质为二氧化铅（PbO2），负极板上的活性物质为绒状铅（Pb）。

电解液主要为硫酸（H2SO4）。

在电池内部，正负极板分别与电解液形成半电池，两个半电池相互连接，构成一个完整的铅酸蓄电池。

二、充放电过程1.放电过程放电过程中，正极板上的二氧化铅得到电子，负极板上的绒状铅失去电子。

电子通过外部电路流动，形成电流。

同时，正负极板上的硫酸铅（PbSO4）逐渐积累，电解液浓度下降。

2.充电过程充电过程中，外部电源对电池进行反向充电，使得负极板上的硫酸铅逐渐转化为二氧化铅，正极板上的二氧化铅转化为硫酸铅。

电解液中的硫酸铅离子得到电子，生成硫酸。

随着充电的进行，电解液浓度逐渐升高，直至达到充电完成。

三、充放电特性1. 自放电特性铅酸蓄电池在储存过程中，由于内部化学反应的进行，会自然放电。

自放电速率受温度、电解液密度等因素影响。

2.极化现象随着放电过程的进行，正负极板上的硫酸铅逐渐积累，导致极板电势发生变化。

正极板电势逐渐趋向于负，负极板电势逐渐趋向于正。

极化现象加剧，会影响电池的放电性能。

3.充电特性充电过程中，电池内部发生化学反应，电解液浓度逐渐升高。

当电解液浓度达到一定值时，电池充电完成。

此时，正负极板上的活性物质分别为二氧化铅和绒状铅。

总之，铅酸蓄电池的充放电原理涉及活性物质的转化、电解液浓度的变化以及电流的流动。

了解这些原理，有助于我们更好地掌握铅酸蓄电池的使用和维护方法，确保电池性能的稳定。

铅酸蓄电池特性说明&&名词解释（本文内容为普通蓄能类铅蓄电池）一．STANDBY USE/CYCLING USE 浮充使用/循环使用I nitial current :less than 1.75A：初始电流不超过1.75A。

一般充电时，电池在未接入回路时内阻可能很小，为保护电池充电电流不能太大。

Standby use ：浮充使用：表示长时间持续充电，只有需要时才放电。

如UPS。

Cycling use ：循环使用：表示快速的充放电使用。

如电动车，需要经常性充电。

以上仅为某一品牌电池铭字简解，不同品牌略有差异。

二．放电电流/终止电压放电是蓄电池的最基本功能。

但过放电却能导致蓄电池性能急剧下降甚至永久性损坏。

在寿命功效最大化的情况下，蓄电池放电应在0.05C—3C之间。

汽车蓄电池等某些特殊用途的蓄电池，瞬间放电10倍C（C为25℃下标称容量）甚至以上，也只是瞬间而已。

一般铅蓄电池的放电电流和终止电压具有“类负相关”关系。

不同品牌的铅蓄电池，放电电流/终止电压略有不同，其极板材质、化学成分和制作工艺导致差异的存在。

超过某一放电电流下终止电压的下限额度就会发生过放电。

若难免而发生了反复过放电情况，应及时充电甚至维护。

以下为某一品牌铅蓄电池放电电流/终止电压数据：正常工作温度25℃下，三．放电容量不同放电率下蓄电池容量不同。

以下为某一品牌铅蓄电池不同放电电流下的放电容量。

结论得出：放电电流Ix越大，电池所能放出的容量Cx越小。

铅蓄电池标称容量一般是：20—25℃左右的时候，10小时的放电量，就是标称容量。

进而可以得出，0.1C的放电量，可以放电10个小时。

四．其他注意事项①．温度.铅蓄电池正常温度范围为15℃—50℃。

温度过高过低，都会影响性能。

建议长期使用温度20℃—40℃。

对于60V以下蓄电池，温度补偿不明显，可以不予考虑。

②．充电电流/功率.铅蓄电池正常充电电流应小于0.25C。

充电电压应小于14.5（快速循环充放电时，充电电压要小于15V）。

铅酸蓄电池放电特性研究摘要：阐述了阀控铅酸蓄电池电动势与放电强度及放电时间的关系，通过对铅酸蓄电池工作原理、负极钝化机理，以及放电电流、放电温度对放电容量等的影响等方面的说明，来分析阀控铅酸蓄电池的放电特性。

关键词：蓄电池；放电特性；负极钝化目前，电动车使用量最大的就是阀控密封式铅酸蓄电池，此外还有镍氢电池、镍镉电池、锂离子电池、聚合物锂电池、锌空电池、燃料电池等。

铅酸蓄电池作为最主要的储能设备，各项参数指标也得到了显著发展。

厂家在不断增加蓄电池容量的同时，对其基本特性——在各种放电制下放电时容量c（ah）或放电时间t与电压（v）变化的关系的研究也越来越重视。

阀控铅酸蓄电池的放电过程是一个动态非线性过程，对其放电过程的物理化学反应的研究有利于改善其放电及使用性能。

一、铅酸蓄电池放电原理铅酸蓄电池的放电和充电的电极反应可以用双极硫酸盐理论来描述：式中，ah2so4为硫酸的活度；ah2o为水的活度；φ°为电极标准电位。

因此，铅酸蓄电池的电动势除了与标准电位φ°有关外，还与硫酸的浓度和环境温度有很大关系。

二、负极钝化机理铅在硫酸溶液中的阳极氧化，在一定条件下发生钝化，结果导致输出容量的降低，降低的程度依赖于放电时的温度、硫酸的浓度以及放电的电流密度。

可以用图1的简单模型表示放电钝化机理，活性物质pbo2以颗粒的形式存在，在低倍率放电时，颗粒内部均匀生成晶核，这样pbo2能够较完全地转化为pbso4，而在高倍率下pbso4覆盖在pbo2颗粒表面，阻挡了颗粒内部的pbo2转化为pbso4。

放电过程中因为有结晶的存在，在高电流密度放电时，就意味着在很短的时间内有大量的铅离子转入溶液，而形成新的晶核需要有一个诱导时间，于是在这个短时间内就会形成较大的过饱和度，与电流密度相比，就能够形成数量较多的和尺寸较小的结晶核，从而导致生成致密的硫酸铅层而钝化。

三、放电电流的影响由于钝化机理的作用，蓄电池的放电输出电压和容量受放电电流大小的影响。

铅酸蓄电池放电容量特性分析孔争【摘要】为了确保蓄电池在使用过程中的供电可靠性,对市场上使用量较大的铅酸蓄电池进行放电试验,分析蓄电池放电容量的影响因素.试验时分别对正常和劣化蓄电池进行不同放电电流试验及不同放电终止条件放电试验,观察电压的变化过程和最终的放电容量.正常蓄电池放电电流越小,放电容量越大.劣化蓄电池对自身放电容量影响较大.合理的放电终止电压可以减少对放电容量的影响,而且能有效防止过放电,延长蓄电池使用寿命.【期刊名称】《通信电源技术》【年(卷),期】2017(034)001【总页数】3页(P109-111)【关键词】铅酸蓄电池;放电容量;劣化;放电电流;终止电压【作者】孔争【作者单位】三峡大学电气与新能源学院,湖北宜昌443000【正文语种】中文为了更好地保护环境与节约不可再生能源的使用，蓄电池作为储存和提供能量的组件变得尤为重要。

蓄电池是电力设备正常运行的基础，在任何情况下都能保证电力设备可操作性的前提和保障。

在工矿企业与汽车工业中，大功率蓄电池为各种移动机械、电动设备和汽车的启动提供动力源[1]。

放电容量作为蓄电池最重要的健康状态参数是衡量蓄电池供电可靠性的重要指标，充足的放电容量能保证各种负载设备的正常启动运行[2]。

放电容量受放电电流、内部结构、老化程度和外界因素等多方面的影响。

现有判断剩余容量的方法有开路电压法、内阻法、电解液密度法，但都存在明显缺陷。

开路电压法在蓄电池使用后期发生劣化后，无法真实反映剩余容量。

内阻法通用性比较差，且测量过程较复杂容易造成误差，精度不高。

电解液密度法不适用于密封铅酸蓄电池，测量结果易受蓄电池劣化程度的影响[3]。

另一种确定蓄电池剩余容量大小的方法是对蓄电池放电过程的电压、内阻、电解液浓度等各个参数进行检测，综合判断蓄电池容量与各参数之间的关系。

但由于蓄电池本身的劣化，这些关系对不同蓄电池或长时间使用的蓄电池都会不断改变。

这就需要对蓄电池进行周期性放电试验，从整体判断蓄电池的放电容量和劣化情况。

密封铅酸蓄电池的充放电特性电源技术 2009-04-04 10:33 阅读360 评论0字号：大中小1、电池的放电特性电池的放电特性是一组曲线(见图1)。

在一定的环境温度下(图中为25℃),随放电电流的不同,电池端电压与放电时间的关系称为放电曲线。

由放电曲线可以看出如下特性:(1)放电时间最长的曲线,放电时间为10小时,电流恒定,我们称之为10小时放电率曲线,由此测定的电池容量用C10表示C10=6A×10h=60Ah如果用1小时恒流放电来测定这同一只电池,则C1=41.9A×1h=41.9Ah由此可见电池的容量是在标定了放电制式之后才是一个可比的确定值。

(2)无论放电电流大小,在放电的初始阶段都会使端电压下降较多,然后略有回升的现象,这是因为电池从充电状态转变为放电状态的瞬间,电池极板附近的电荷快速释放出来,而离极板较远的电荷需要逐渐运送到极板附近,然后才能释放出来,这个过程形成了电池端电压有较大的低谷。

(3)无论放电电流大小,电池端电压最终将出现急剧下降的拐点,以这些曲线的拐点连接得到的曲线就称为安全工作时的终止电压曲线,UPS的电池电压工作终点都是设计在这条拐点曲线附近的。

拐点之后的曲线具有电压急剧下降的趋势,直到放电曲线的终点,这些终点连接得到的曲线称为最小终止电压曲线,它表示放电电压低于此曲线后将造成电池的永久性失效,即电池不能再恢复储电能力。

由此可见UPS中设计有防止电池深度放电的保护功能是极为必要的。

2、电池的充电特性电池的充电特性曲线也是在25℃温度下测量和标度的(见图2)。

充电曲线通常有三条:(1)充电电流曲线:在充电开始阶段,充电电流是一个恒定值,随着充电时间的推移,充电电流逐渐下降,并最终趋于0。

这是由于在放电过程中,电池内的电荷大量流失,由放电转变为充电时,电荷的增长速度较快,化学反应将产生大量的气体和热量,对于密封电池来说,即使通过安全阀可以将气体和热量排放掉,但氢离子和水将同时损失掉,使电池的储能下降,因此必须限定充电的电流值,随着电池容量的恢复,充电电流将自动下降。

铅酸蓄电池特点铅酸蓄电池特点铅酸蓄电池是一种常见的储能设备，广泛应用于汽车、UPS、太阳能发电系统等领域。

它具有以下特点：一、化学反应机制铅酸蓄电池的正极为氧化铅（PbO2），负极为纯铅（Pb），电解液为稀硫酸溶液。

在充电时，外部电源提供直流电，使氧化铅还原成铅酸和水，同时纯铅被氧化成二价离子Pb2+，溶于电解液中。

在放电时，二价离子Pb2+与硫酸根离子SO42-结合形成四价离子PbSO4，并释放出两个电子，这些电子通过外部负载流回正极，氧化还原反应继续进行。

二、容量与工作原理1. 容量铅酸蓄电池的容量通常用安时（Ah）表示。

容量大小取决于正极和负极的表面积、活性物质的含量以及电解液浓度等因素。

2. 工作原理在充放过程中，正负极上都会发生物理和化学变化。

充电时，氧化铅被还原成铅酸和水，同时纯铅被氧化成二价离子Pb2+，溶于电解液中。

放电时，二价离子Pb2+与硫酸根离子SO42-结合形成四价离子PbSO4，并释放出两个电子，这些电子通过外部负载流回正极，氧化还原反应继续进行。

三、优点1. 价格低廉铅酸蓄电池是一种价格相对较低的储能设备。

2. 长寿命在合适的使用条件下，铅酸蓄电池可以拥有较长的使用寿命。

3. 安全性高铅酸蓄电池不易引起火灾或爆炸等事故，安全性较高。

4. 可靠性强由于铅酸蓄电池是一种成熟的技术，在使用过程中可靠性较高。

5. 具有自放电特性铅酸蓄电池具有自放电特性，在长时间不使用时也能保持一定的充电状态。

四、缺点1. 重量大由于铅酸蓄电池的正负极均为铅，因此它的重量相对较大。

2. 能量密度低铅酸蓄电池的能量密度相对较低，无法满足某些高功率、高能量应用的需求。

3. 环保性差铅酸蓄电池中含有大量的铅和硫酸等有害物质，废弃后会对环境造成一定的污染。

五、应用领域1. 汽车起动电源铅酸蓄电池是汽车起动电源的主要储能设备，在汽车行业得到广泛应用。

2. 太阳能发电系统太阳能发电系统需要储存太阳能发出的电能，铅酸蓄电池是其中一种常见的储能设备。