铅的基础知识

铅酸电池工作温度铅酸电池是一种常见的电池类型，被广泛应用于许多领域，如汽车、UPS、太阳能发电等。

铅酸电池工作温度是它的重要性能指标之一，本文将对铅酸电池工作温度的基础知识、影响因素及其应用进行详细阐述。

一、基础知识1.1 定义铅酸电池工作温度指电池在使用过程中正常工作的温度范围。

一般来说，标准的铅酸电池工作温度范围为-20℃至50℃。

1.2 分类根据工作温度范围的不同，铅酸电池可以分为以下几种类型：(1) 高温铅酸电池高温铅酸电池是一种特殊的铅酸电池，它可以在高温环境下工作，通常工作温度范围为60℃至85℃。

这种电池可以在热带地区、工业高温环境中使用，但其产品成本较高。

(2) 低温铅酸电池低温铅酸电池是一种专门用于低温工作的电池。

一般来说，工作温度范围为-40℃至-20℃。

这种电池一般用于北极、南极及高海拔地区的极端环境中。

(3) 普通铅酸电池普通铅酸电池是最常见的铅酸电池，其工作温度范围为-20℃至50℃。

这种电池适用于大多数环境条件下的应用。

二、影响因素2.1 温度对电池性能的影响温度是铅酸电池最重要的工作参数之一，因为电池的化学反应过程都是在温度的调节下进行的。

具体来说，温度对铅酸电池的生命周期、容量、充电效率和自放电等方面都有着直接的影响。

2.2 温度与电池寿命在高温环境下，电池的外壳和内部元件会经历长时间的热膨胀和收缩，容易造成金属膨胀和疲劳，从而缩短电池的使用寿命。

在低温环境下，活性物质的反应速率较慢，电池容量减少，从而影响电池的使用寿命。

2.3 温度与电池容量温度对电池容量的影响很大。

在高温环境下，电池内部的蒸发速度会增加，从而产生氧气和氢气，导致电解液的流失。

在低温环境下,活性物质的反应速率变慢，从而限制了电池的容量。

2.4 温度与充电效率在高温环境下，铅酸电池的充电效率会降低，因为高温会导致电化学反应速率加快，从而产生大量的气体，蒸发电解液，电池的容量和寿命都受影响。

在低温环境下，电池的充电效率也会降低，因为低温会使电池内部的反应速度变慢，难以充分利用电池的能量。

铅酸蓄电池的基础知识1一、铅酸蓄电池的原理：铅酸蓄电池的原理是通过将化学能和直流电能相互转化，在放电后经充电后能复原，从而达到重复使用效果。

铅酸蓄电池充放电时的反应：1、阳极反应：pbO2+H2SO4+3H++2e≒pbSO4+2H2O2、阴极反应：pb+H2SO4-≒pbSO4+H+2e3、总反应：pb+2H2SO4+pbO2≒2pbSO4+2H2O二、蓄电池的种类1、按用途分类：起动型蓄电池：主要用于汽车、摩托车、拖拉机、柴油机等起动和照明固定型蓄电池：主要用于通讯、发电厂、计算机系统作为保护、自动控制的备用电源牵引型蓄电池：主要用于各种蓄电池车、叉车、铲车等动力电源铁路用蓄电池：主要用于铁路内燃机车、电力机车、客车起动、照明之动力储能用蓄电池：主要用于风力、太阳能等发电用电能储存2、按铅酸蓄电池极板结构分类：有形成式、涂膏式和管式3、按铅酸蓄电池盖的结构分类：有开口式、排气式、防酸隔爆式和密封阀控式4、按铅酸蓄电池维护方式分类：有普通式、少维护式和免维护式三、蓄电池的命名1、国家标准蓄电池命名：以型号6-QA(W)-54a的蓄电池为例，说明如下：⏹6表示由6个单格电池组成，每个单格电池电压为2V，即额定电压为12V⏹Q表示蓄电池的用途，Q为汽车启动用蓄电池、M为摩托车用蓄电池、JC为船舶用蓄电池、HK为航空用蓄电池、D表示电动车用蓄电池、F 表示阀控型蓄电池。

⏹A和W表示蓄电池的类型，A表示干荷型蓄电池，W表示免维护型蓄电池，若不标表示普通型蓄电池⏹54表示蓄电池的额定容量为54Ah（充足电的蓄电池，在常温以20h率放电电流放电20h蓄电池对外输出的电量）⏹角标a表示对原产品的第一次改进，名称后加角标b表示第二次改进，依次类推。

注：①型号后加D表示低温启动性能好，如6-QA-110D ②型号后加HD表示高抗振型③型号后加DF表示低温反装，如6-QA-165DF2、日本JIS标准蓄电池命名：在1979年时，日本标准蓄电池型号用日本Nippon的N为代表，后面的数字是电池槽的大小，用接近蓄电池额定容量来表示：如NS40ZL ：⏹N表示日本JIS标准；⏹S表示小型化，即实际容量比40 Ah小，为36Ah⏹Z表示同一尺寸下具有较好启动放电性能，S表示极桩端子比同容量蓄电池要粗，如NS60SL；。

2011年铅市场分析之一铅工业运行发展状况每天开车用的铅酸蓄电池到医院治疗用的核磁，铅已经成为我们日常生活中经常接触到的工业品。

近年来，人们的环保意识不断增强，铅污染问题受到有色金属行业内广泛关注，一定程度上影响了铅的供应。

虽然铅的供应不如铜铝锌连续稳定，但作为中国第四大有色金属，铅的产销量连续多年名列世界第一。

1．产品产量稳定增长据有色金属行业协会统计，2010年国内铅产量为419.94万吨，同比增长13.25%，增速比2009年减缓2.4%。

铅锌作为伴生金属一直都同时受到行业内的关注，2010年国内铅锌总产量940万吨左右，占全国主要十种有色金属的30%。

中国铅产量占世界总产量44.66%，连续18年居世界第一，铅消费量约为395万吨，占世界总消费量的44％，连续10年居世界第一位。

据中国有色金属工业协会统计，2010年我国矿产铅生产283.6万吨，同比增长13.25%。

据有色金属行业协会预测，2010年全国铅总产能达480万吨。

这主要是由于国内几家大企业对于完成国家替代落后产能技术工业发挥了比较好的作用，另一方面，铅锌矿冶炼供应充足以及2010年下半年市场对有色金属价格整体预期较高也保证了铅锌矿冶炼企业的开工率，其中2010年铅原料生产增长36%，10月份铅锌矿产量更是达到40万吨。

2010年再生铅产量130万吨，比2009年增加77万吨，占铅总产量32%，自2008年以来我国再生铅产量占全国总产量一直维持在30%左右，这主要是由于汽车、电动自行车等产品替换保证了铅酸蓄电池的供应相对稳定。

从2012年起，车用蓄电池的大批更换，将大幅推升中国的铅消费量。

再生铅生产主要集中在安徽、江苏、湖北三省，突出的是安徽，其铅年总产量84万吨，再生铅就超过了70万吨，产业技术效应发挥了主要作用。

2010年我国铅精矿产量为185.1万吨，同比增长36.1%，增幅较去年增加近18个百分点。

其中内蒙古、湖南、广西、四川、广东等地区铅精矿产量分别为42.6万吨、27.3万吨、23.8万吨、22.3万吨和12.9万吨，同比分别增加48.1%、84.1%、88.8%、29.3%和6.4%。

目录铅的行业基础知识............................................................................................ 错误!未定义书签。

一、铅的金属属性和历史................................................................................ 错误!未定义书签。

1.金属属性.................................................................................................错误!未定义书签。

2.铅的历史.................................................................................................错误!未定义书签。

二、铅的供给 ................................................................................................... 错误!未定义书签。

1. 全球及中国资源储量与地理分布.......................................................错误!未定义书签。

（1）全球资源储量与地理分布......................................................错误!未定义书签。

（2）中国资源分布..........................................................................错误!未定义书签。

2.全球铅矿产出及分布.............................................................................错误!未定义书签。

蓄电池基础知识蓄电池是UPS电源中最关键、最昂贵、最易损坏的部件之一，它对UPS的品质有着重要的影响。

正确的使用和维护好蓄电池，是延长蓄电池的寿命，提高放电效率的关键。

下面再介绍一些铅蓄电池的小知识。

1. 铅酸蓄电池的结构及电动势的产生：铅酸蓄电池的构造：正极板（正极板上的活性物质为二氧化铅PbO2)、负极板（负极板上的活性物质为海绵状纯铅Pb)、电解液（电解液由水和硫酸[H2SO4]按一定的比例配制而成）、电池槽等。

将制作好的正、负极板浸入装有电解液的电池槽中后，负板表面的铅离解产生二价的正铅离子和电子（Pb →Pb2+ + 2e），其中正二价的铅离子进入电解液中，电子留在负极板上，这样负极板和电解液之间形成电位差。

同样正极板上的二氧化铅在电解液中离解成正四价的铅离子和负氢氧根离子（PbO2 + H2O →Pb4+ + OH- ），其中负的氢氧根离子进入电解液，正4价铅离子留在正极板上，这样在正极板和电解液之间形成电位差。

由于正、负极板与电解液都有电压差，所以正、负极板之间也存在电位差。

正、负这间电压的高低与电解液的浓度有关，铅酸蓄电池的每单元电压值可用公式表示：E = 0.85 + d(15℃)式中0.85----表示铅酸蓄电池的电动势常数,d(15℃)---表示15℃时极板活性质物质微孔中电解液的比重。

UPS电源中常使用的铅酸蓄电池标称电压为12V，它由6个单元组成。

2. 铅酸蓄电池的放电及常用的充电方法：2.1 蓄电池的放电：蓄电池向外电路供电叫蓄电池放电，放电时，负极板上的电子通过负载流向正极，随着放电的进行，负极板的铅和硫酸反应生成硫酸铅，正极上的氧化铅和硫酸反应生成硫酸铅，随着放电的进行，蓄电池的端电压逐惭下降，当端电压下降至临界电压时，就应终止放电，否则蓄电池的寿命将大缩短甚至损坏。

临界电压是蓄电池制造商为保护蓄电池免受不正常的放电而影响蓄电池的寿命，2.2 恒流充电：这种充电方法在整个充电过程中，流过蓄电池的电流不变，充电器输出的充电电压随蓄电池的端电压上升而上升。

中国铅锌矿基础知识铅是人类从铅锌矿石中提炼出来的较早的金属之一。

它是最软的重金属，也是比重大的金属之一，具蓝灰色，硬度1.5，比重11.34，熔点327.4℃，沸点1750℃，展性良好，易与其他金属(如锌、锡、锑、砷等)制成合金。

锌从铅锌矿石中提炼出来的金属较晚，是古代7种有色金属(铜、锡、铅、金、银、汞、锌)中最后的一种。

锌金属具蓝白色，硬度2.0，熔点419.5℃，沸点911℃，加热至100～150℃时，具有良好压性，压延后比重7.19。

锌能与多种有色金属制成合金或含锌合金，其中最主要的是锌与铜、锡、铅等组成的黄铜等，还可与铝、镁、铜等组成压铸合金。

铅锌用途广泛，用于电气工业、机械工业、军事工业、冶金工业、化学工业、轻工业和医药业等领域。

此外，铅金属在核工业、石油工业等部门也有较多的用途。

一、矿物原料特点铅锌在自然界里特别在原生矿床中共生极为密切。

它们具有共同的成矿物质来源和十分相似的地球化学行为，有类似的外层电子结构，都具有强烈的亲硫性，并形成相同的易溶络合物。

它们被铁锰质、粘土或有机质吸附的情况也很相近。

铅在地壳中平均含量约为15×10-6，在有关岩石中平均含量：砂岩7×10-6、碳酸盐岩9×10-6、页岩20×10-6。

锌在地壳中平均含量约为80×10-6，在有关岩石中平均含量：玄武岩105×10-6、花岗岩中60×10-6、砂岩16×10-6、碳酸盐岩20×10-6、页岩95×10-6。

目前，在地壳上已发现的铅锌矿物约有250多种，大约1/3是硫化物和硫酸盐类。

方铅矿、闪锌矿等是冶炼铅锌的主要工业矿物原料。

二、矿石工业要求尽管现在已发现有250多种铅锌矿物，但可供目前工业利用的仅有17种。

其中，铅工业矿物有11种，锌工业矿物有6种(表3.8.1)，以方铅矿、闪锌矿最为重要。

矿石工业类型，以矿石自然类型为基础，按矿石氧化程度可分为硫化矿石(铅或锌氧化率＜10%)、氧化矿石(铅或锌氧化率＞30%)、混合矿石(铅或锌氧化率10%～30%)；按矿石中主要有用组分可分为：铅矿石、锌矿石、铅锌矿石、铅锌铜矿石、铅锌硫矿石、铅锌铜硫矿石、铅锡矿石、铅锑矿石、锌铜矿石等；按矿石结构构造，可分为：浸染状矿石、致密块状矿石、角砾状矿石、条带状矿石、细脉浸染状矿石等。

铅酸蓄电池的工作原理1、铅酸蓄电池电动势的产生铅酸蓄电池充电后，正极板二氧化铅（PbO2），在硫酸溶液中水分子的作用下，少量二氧化铅与水生成可离解的不稳定物质--氢氧化铅（Pb(OH)4），氢氧根离子在溶液中，铅离子（Pb4）留在正极板上，故正极板上缺少电子。

铅酸蓄电池充电后，负极板是铅（Pb），与电解液中的硫酸（H2SO4）发生反应，变成铅离子（Pb2），铅离子转移到电解液中，负极板上留下多余的两个电子（2e）。

可见，在未接通外电路时（电池开路），由于化学作用，正极板上缺少电子，负极板上多余电子，如右图所示，两极板间就产生了一定的电位差，这就是电池的电动势。

2、铅酸蓄电池放电过程的电化反应铅酸蓄电池放电时，在蓄电池的电位差作用下，负极板上的电子经负载进入正极板形成电流I。

同时在电池内部进行化学反应。

负极板上每个铅原子放出两个电子后，生成的铅离子（Pb2）与电解液中的硫酸根离子（SO4-2）反应，在极板上生成难溶的硫酸铅（PbSO4）。

正极板的铅离子（Pb4）得到来自负极的两个电子（2e）后，变成二价铅离子（Pb2），，与电解液中的硫酸根离子（SO4-2）反应，在极板上生成难溶的硫酸铅（PbSO4）。

正极板水解出的氧离子（O-2）与电解液中的氢离子（H）反应，生成稳定物质水。

电解液中存在的硫酸根离子和氢离子在电力场的作用下分别移向电池的正负极，在电池内部形成电流，整个回路形成，蓄电池向外持续放电。

放电时H2SO4浓度不断下降，正负极上的硫酸铅（PbSO4）增加，电池内阻增大（硫酸铅不导电），电解液浓度下降，电池电动势降低。

3、铅酸蓄电池充电过程的电化反应充电时，应在外接一直流电源（充电极或整流器），使正、负极板在放电后生成的物质恢复成原来的活性物质，并把外界的电能转变为化学能储存起来。

在正极板上，在外界电流的作用下，硫酸铅被离解为二价铅离子（Pb2）和硫酸根负离子（SO4-2），由于外电源不断从正极吸取电子，则正极板附近游离的二价铅离子（Pb2）不断放出两个电子来补充，变成四价铅离子（Pb4），并与水继续反应，最终在正极极板上生成二氧化铅（PbO2）。