何道清《太阳能光伏发电系统原理与应用技术》第3章蓄电池.ppt

第第4 4章章 光伏蓄电池光伏蓄电池 光伏光伏蓄电池蓄电池——电能电能化学化学能能 1• 光伏发电系统中，蓄电池是光伏发电系统中，蓄电池是重要组成部件重要组成部件由于太阳光变化无由于太阳光变化无常，光伏发电系统的功率输出也变化无常，因此光伏发电系统常，光伏发电系统的功率输出也变化无常，因此光伏发电系统产生的电能需要蓄电池进行储存和调节产生的电能需要蓄电池进行储存和调节•在日照不足发电很少或需要维修光伏发电系统时，蓄电池也能在日照不足发电很少或需要维修光伏发电系统时，蓄电池也能够提供相对稳定的电能够提供相对稳定的电能蓄电池的投资占系统总投资的蓄电池的投资占系统总投资的2020%~2%~25 5% %蓄电池的合理选择、正确使用和维护等，是光伏发电系统设蓄电池的合理选择、正确使用和维护等，是光伏发电系统设计和运行、管理中计和运行、管理中至关重要至关重要的问题 24.1 光伏蓄电池概述光伏蓄电池概述4.1.1 蓄电池简介蓄电池简介 化学电池是将化学能转换为电能的装置，分为原电池和化学电池是将化学能转换为电能的装置，分为原电池和蓄电池两大类蓄电池两大类。

原电池的活性物质只能利用一次，放完电后废弃，又称原电池的活性物质只能利用一次，放完电后废弃，又称一次电池蓄电池放电后可以用与放电电流相反的电流进行一次电池蓄电池放电后可以用与放电电流相反的电流进行充电，重新获得复原而再次使用，又称二次电池，能量转换充电，重新获得复原而再次使用，又称二次电池，能量转换过程是可逆的过程是可逆的电能电能  化学能化学能34.1 光伏蓄电池概述光伏蓄电池概述4.1.1 4.1.1 蓄电池简介蓄电池简介 蓄电池的蓄电池的分类分类：铅酸蓄电池；镉镍（：铅酸蓄电池；镉镍（NiCdNiCd）蓄电池；氢）蓄电池；氢镍（镍（NiMHNiMH）蓄电池；锂离子（）蓄电池；锂离子（L Li iionion）蓄电池 蓄电池的主要蓄电池的主要技术指标技术指标：：1.1.工作电压工作电压，放电曲线上的平台电压；，放电曲线上的平台电压；2.2.蓄电池容量蓄电池容量，常用安时（，常用安时（A A h h）或毫安时（）或毫安时（mAmA h h）表示；）表示；3.3.工作温区，工作温区，正常放电温度范围；正常放电温度范围；4.4.循环寿命循环寿命，正常工作的充、放电次数。

正常工作的充、放电次数 蓄电池的蓄电池的特性曲线特性曲线：充电曲线；放电曲线；充放电循环：充电曲线；放电曲线；充放电循环曲线；温度曲线；储存曲线；等曲线；温度曲线；储存曲线；等 光伏发电系统使用光伏发电系统使用最普遍最普遍的是的是阀控密封式铅酸蓄电池阀控密封式铅酸蓄电池（（Valve-Regulated Lead Acid BatteryValve-Regulated Lead Acid Battery，，VRLAVRLA） 44.1 光伏蓄电池概述光伏蓄电池概述4.1.2 4.1.2 铅酸蓄电池的基本概念铅酸蓄电池的基本概念 （（1 1）单体蓄电池）单体蓄电池　单体蓄电池指蓄电池的最小单元（格）　单体蓄电池指蓄电池的最小单元（格）　　 （（2 2）蓄电池组）蓄电池组 蓄电池组由单体蓄电池串联和并联组成，以满足存储大蓄电池组由单体蓄电池串联和并联组成，以满足存储大容量电能的需要其作用是储存太阳电池方阵发出的电能容量电能的需要其作用是储存太阳电池方阵发出的电能并随时向负载供电并随时向负载供电 （（3 3）电池充电）电池充电　电池充电是外电路给蓄电池供电，使电池内发生化学反　电池充电是外电路给蓄电池供电，使电池内发生化学反应，从而把电能转化成化学能而储藏起来的操作。

应，从而把电能转化成化学能而储藏起来的操作 （（4 4）过充电）过充电　过充电是对完全充电的蓄电池或蓄电池组继续充电　过充电是对完全充电的蓄电池或蓄电池组继续充电54.1 光伏蓄电池概述光伏蓄电池概述5 5）热失控）热失控 热失控是指蓄电池在恒压充电时充电电流和电池热失控是指蓄电池在恒压充电时充电电流和电池温度温度发发生一种生一种积累性的增强作用积累性的增强作用并逐步并逐步损坏蓄电池损坏蓄电池现象•VRLAVRLA蓄电池过充时正极产生的大量氧气在负极复合，复蓄电池过充时正极产生的大量氧气在负极复合，复合反应产生的热使蓄电池温度进一步升高温度升高又合反应产生的热使蓄电池温度进一步升高温度升高又使电池内阻下降，导致浮充电流增大这样，增大的浮使电池内阻下降，导致浮充电流增大这样，增大的浮充电流使蓄电池温度升高，升高的温度又使浮充电流增充电流使蓄电池温度升高，升高的温度又使浮充电流增大，如此反复形成恶性循环大，如此反复形成恶性循环————热失控热失控 VRLA VRLA铅酸蓄电池铅酸蓄电池““热失控热失控””故障的原因：故障的原因：  电池失水；电池失水；  单格电池提前失效故障；单格电池提前失效故障；  充电器与铅酸蓄电池组不匹配（充电器与铅酸蓄电池组不匹配（充电电压过高充电电压过高 ）；）；  电池的氧循环气路过于畅通。

电池的氧循环气路过于畅通64.1 光伏蓄电池概述光伏蓄电池概述　（　（6 6）放电）放电　在规定的条件下，电池向外电路输出电能的过程　在规定的条件下，电池向外电路输出电能的过程 （（7 7）活性物质）活性物质　在电池放电时发生化学反应从而产生电能的物质，或者　在电池放电时发生化学反应从而产生电能的物质，或者说是正极和负极储存电能的物质统称为活性物质说是正极和负极储存电能的物质统称为活性物质　（　（8 8）板极硫化）板极硫化　电池放电后未及时充电，或长时期处于半放电或充电不　电池放电后未及时充电，或长时期处于半放电或充电不足，甚至过充电情况下或者长时间充电和放电都会形成难足，甚至过充电情况下或者长时间充电和放电都会形成难溶的溶的PbSOPbSO4 4晶体，无法恢复原来的状态晶体，无法恢复原来的状态————板极硫化板极硫化板极硫化导致充电困难或电池失效板极硫化导致充电困难或电池失效 74.1 光伏蓄电池概述光伏蓄电池概述 （（9 9）容量）容量 容量是在规定的放电条件下电池输出的电荷其单位常容量是在规定的放电条件下电池输出的电荷其单位常用安时用安时( (A·hA·h) )表示。

表示 ① ①能量和比能量能量和比能量  能量能量 蓄电池的能量是指在一定放电制下，蓄电池所能蓄电池的能量是指在一定放电制下，蓄电池所能给出的能量，通常用给出的能量，通常用W W表示，其单位为瓦时（表示，其单位为瓦时（W W h h） 理论能量理论能量可以用可以用理论容量和电动势理论容量和电动势的乘积表示；的乘积表示； 实际能量实际能量为一定放电条件下的实际容量与平均工作电压的为一定放电条件下的实际容量与平均工作电压的乘积  比能量比能量 蓄电池的比能量是单位体积或单位重量（质蓄电池的比能量是单位体积或单位重量（质量）的蓄电池所给出的能量，分别称为体积比能量量）的蓄电池所给出的能量，分别称为体积比能量( (W W h h/L)/L)和重量比能量（和重量比能量（W W h h/kg/kg） 84.1 光伏蓄电池概述光伏蓄电池概述 ② ②功率和比功率功率和比功率  功率功率 蓄电池的功率是指蓄电池在一定放电制下，在单蓄电池的功率是指蓄电池在一定放电制下，在单位时间内所给出的能量的大小，通常用位时间内所给出的能量的大小，通常用P P表示，单位为瓦（表示，单位为瓦（W W）。

理论功率理论功率为一定放电条件下的放电电流与蓄电池电动势为一定放电条件下的放电电流与蓄电池电动势的乘积的乘积; ; 实际功率实际功率为一定放电条件下的放电电流与平均工作电压为一定放电条件下的放电电流与平均工作电压的乘积  比功率比功率 是指是指单位体积或单位质量单位体积或单位质量的蓄电池输出功率，的蓄电池输出功率，分别称为体积比功率（分别称为体积比功率（W /LW /L）和质量比功率（）和质量比功率（W /kgW /kg） 比功率是蓄电池的重要的技术性能指标，蓄电池的比功比功率是蓄电池的重要的技术性能指标，蓄电池的比功率大，表示它承受大电流放电的能量强率大，表示它承受大电流放电的能量强94.1 光伏蓄电池概述光伏蓄电池概述 （（1010））相对密度相对密度　相对密度是指　相对密度是指电解液与水的密度的比值电解液与水的密度的比值，，用用来检验电解来检验电解液的强度相对密度与温度变化有关液的强度相对密度与温度变化有关25℃25℃时，满充的电时，满充的电池电解液相对密度值为池电解液相对密度值为1.2651.265。

密封式电池，相对密度值无密封式电池，相对密度值无法测量纯酸溶液的密度为法测量纯酸溶液的密度为1.835g/cm1.835g/cm3 3，完全放电后降至，完全放电后降至1.l20g/cm1.l20g/cm3 3 大部分铅酸电池的密度在大部分铅酸电池的密度在1.1~1.3 g/cm1.1~1.3 g/cm3 3范围内，满充之后范围内，满充之后一般为一般为1.23~1.3 g/cm1.23~1.3 g/cm3 3 高温或者低温中的电池，相对密度也会受影响高温或者低温中的电池，相对密度也会受影响104.1 光伏蓄电池概述光伏蓄电池概述 （（1 11 1））运行温度运行温度 温度对电池性能影响很大温度对电池性能影响很大 电池运行一段时间，就感到烫手，铅酸电池具有很强的电池运行一段时间，就感到烫手，铅酸电池具有很强的发热性当运行温度超过发热性当运行温度超过25℃25℃，每升高，每升高10℃10℃，铅酸电池的，铅酸电池的使用寿命就减少使用寿命就减少50%50%所以电池的最高运行温度应比外界所以电池的最高运行温度应比外界低，运行温度变化超过低，运行温度变化超过 5℃5℃时应带时应带温度补偿充电温度补偿充电措施。

电措施电池温度传感器应安装在阳极上，且与外界绝缘池温度传感器应安装在阳极上，且与外界绝缘114.2 铅酸蓄电池结构和工作原理铅酸蓄电池结构和工作原理4.2.1 4.2.1 铅酸蓄电池的结构铅酸蓄电池的结构 结构：结构：铅蓄电池由正极板、负极板、隔板、电槽及电解铅蓄电池由正极板、负极板、隔板、电槽及电解液组成  活性物质：活性物质： 正极，正极，PbOPbO2 2，， 负极，负极，PbPb；；  电解液电解液：：H H2 2SOSO4 4 电化学反应同时，电化学反应同时， e e、、H H＋＋、、HSOHSO4 4 不断产生，不断不断产生，不断复合图图4-1 VRLA蓄电池的基本结构蓄电池的基本结构124.2 铅酸蓄电池结构和工作原理铅酸蓄电池结构和工作原理 1. 1.极板极板　极板由板栅和活性物质组成板栅是极板的骨架，用于　极板由板栅和活性物质组成板栅是极板的骨架，用于支撑活性物质，传导电流支撑活性物质，传导电流 　　 （（1 1））正极板正极板( (阳极阳极) )　阳极指发生　阳极指发生氧化反应氧化反应的电极。

铅酸蓄电池的阳极板就是的电极铅酸蓄电池的阳极板就是正极它是以结晶细密、疏松多孔的正极它是以结晶细密、疏松多孔的二氧化铅二氧化铅作为储存电作为储存电能的活性物质，能的活性物质，正常为红褐色正常为红褐色，铅酸蓄电池的每个单元也，铅酸蓄电池的每个单元也分正极和负极，分正极和负极，阳极是放电时的负极，充电时的正极阳极是放电时的负极，充电时的正极　　（（2 2）负极板）负极板( (阴极阴极) )　负极指发生　负极指发生还原反应还原反应的电极负极板是放电时的正极，负极板是放电时的正极，充电时的负极充电时的负极负极( (阴极板阴极板) )是以海绵状的是以海绵状的金属铅金属铅作为储存作为储存电能的物质，电能的物质，正常为灰色正常为灰色134.2 铅酸蓄电池结构和工作原理铅酸蓄电池结构和工作原理 2. 2.隔板隔板　在电池两极板组间插入的隔离物，防止正、负极板相互　在电池两极板组间插入的隔离物，防止正、负极板相互接触而发生短路和活性物质脱落接触而发生短路和活性物质脱落 隔板由防止渗透离子的材料制成，主要有隔板由防止渗透离子的材料制成，主要有AGMAGM（超细玻（超细玻璃纤维）隔板和璃纤维）隔板和PVC-SiOPVC-SiO2 2隔板两类隔板两类 　　3.3.容器容器　　容器用于盛装电解液和支撑极板，容器用于盛装电解液和支撑极板， 硬橡胶式及塑料槽。

硬橡胶式及塑料槽　　4.4.电解液电解液　含有可移动离子，具有离子导电性的液体或固体物质叫　含有可移动离子，具有离子导电性的液体或固体物质叫做电解液一般为做电解液一般为稀硫酸稀硫酸，有一部分做成胶体有一部分做成胶体 电解液电解液在铅酸蓄电池中的在铅酸蓄电池中的作用作用是：参加电化学反应；溶是：参加电化学反应；溶液正、负离子的传导体；极板温升的热扩散体液正、负离子的传导体；极板温升的热扩散体144.2 铅酸蓄电池结构和工作原理铅酸蓄电池结构和工作原理4.2.2铅酸蓄电池的工作原理铅酸蓄电池的工作原理　铅酸蓄电池由两组极板插入稀硫酸溶液中构成电极在　铅酸蓄电池由两组极板插入稀硫酸溶液中构成电极在完成充电后，正极板为二氧化铅，负极板为海绵状铅放完成充电后，正极板为二氧化铅，负极板为海绵状铅放电后，在两极板上都产生细小而松电后，在两极板上都产生细小而松软的硫酸铅，充电后又恢复为原来软的硫酸铅，充电后又恢复为原来物质 铅酸蓄电池在充电和放电过程中铅酸蓄电池在充电和放电过程中的可逆反应理论比较复杂，目前公的可逆反应理论比较复杂，目前公认的是认的是“双硫酸化理论双硫酸化理论”，，其含义：其含义：放电时，两电极的有效物质和硫酸放电时，两电极的有效物质和硫酸发生作用，均转化为硫酸化合物发生作用，均转化为硫酸化合物—硫酸铅；充电时，又恢复为原来的硫酸铅；充电时，又恢复为原来的铅和二氧化铅，如图铅和二氧化铅，如图4-1（（b）所示。

所示 154.2 铅酸蓄电池结构和工作原理铅酸蓄电池结构和工作原理 1.铅酸蓄电池电动势的产生铅酸蓄电池电动势的产生　铅酸蓄电池充电后，正极板的　铅酸蓄电池充电后，正极板的PbO2在硫酸溶液中水分子在硫酸溶液中水分子的作用下，少量与水生成可离解的不稳定物质的作用下，少量与水生成可离解的不稳定物质——氢氧化氢氧化铅铅(Pb(OH)4)，氢氧根离子在溶液中，铅离子（，氢氧根离子在溶液中，铅离子（Pb4+ ）留在）留在正极板上，因此正极板上缺少电子同时负极板的正极板上，因此正极板上缺少电子同时负极板的Pb与电与电解液中的解液中的H2SO4发生反应，变成铅离子（发生反应，变成铅离子（Pb2+），铅离子），铅离子转移到电解液中，负极板上留下多余的两个电子转移到电解液中，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，两极板间就产生了极板上缺少电子，负极板上多余电子，两极板间就产生了一定的电位差，这就是电池的一定的电位差，这就是电池的电动势电动势铅酸蓄电池单体铅酸蓄电池单体（格）的电动势为（格）的电动势为2.0V。

164.2 铅酸蓄电池结构和工作原理铅酸蓄电池结构和工作原理 2.铅酸蓄电池充、放电过程的电化学反应铅酸蓄电池充、放电过程的电化学反应 蓄电池充、放电时，正极、负极活性物质和电解液同时蓄电池充、放电时，正极、负极活性物质和电解液同时参加化学反应铅酸蓄电池充、放电化学反应的方程式如参加化学反应铅酸蓄电池充、放电化学反应的方程式如下下: 正极正极 电解液电解液 负极负极 正极正极 水水 负极负极放电过程：放电过程：PbO2 + 2H2SO4 + Pb → PbSO4+2H2O+PbSO4充电过程：充电过程：PbO2 + 2H2SO4 + Pb ← PbSO4+2H2O+PbSO4 化学反应的同时，有电子和离子的产生化学反应的同时，有电子和离子的产生 正极：正极：PbO2+H2SO4→PbSO4+H2O 　负极：　负极：Pb+H2SO4→PbSO4+H2↑ 　总反应：　总反应：PbO2+2H2SO4+Pb 2PbSO4+2H2O 174.2 铅酸蓄电池结构和工作原理铅酸蓄电池结构和工作原理 铅酸蓄电池在充、放电过程伴随着的副反应为铅酸蓄电池在充、放电过程伴随着的副反应为2H2O → 2H2↑+ O2↑2Pb+ O2 → 2PbOPbO+H2SO4 → PbSO4 +H2O 该反应使电池中该反应使电池中水分逐渐损失，需不断补充纯水才能保水分逐渐损失，需不断补充纯水才能保持正常使用。

持正常使用 184.2 铅酸蓄电池结构和工作原理铅酸蓄电池结构和工作原理4.2.3 铅酸蓄电池的分类和命名铅酸蓄电池的分类和命名 1.铅酸蓄电池的分类铅酸蓄电池的分类 （（1）按照电解液数量和电池槽结构分类）按照电解液数量和电池槽结构分类  传统开口式铅酸蓄电池：开口半密封式结构，电解液处传统开口式铅酸蓄电池：开口半密封式结构，电解液处于富液状态，使用过程中需要加水调节酸密度；于富液状态，使用过程中需要加水调节酸密度；  阀控密封式铅酸蓄电池（阀控密封式铅酸蓄电池（Valve-Regulated Lead Acid Battery，，VRLA）：全密封式结构，电解液为贫液状态，）：全密封式结构，电解液为贫液状态，使用过程中不需要进行加水或加酸维护使用过程中不需要进行加水或加酸维护——“免维护免维护”  AGM电池：主要采用电池：主要采用AGM（玻璃纤维）隔板，电解液（玻璃纤维）隔板，电解液被吸附在隔板孔隙内；被吸附在隔板孔隙内；  GEL电池：主要采用电池：主要采用PVC-SiO2隔板，电解质为已经凝胶隔板，电解质为已经凝胶的胶体电解质。

的胶体电解质 194.2 铅酸蓄电池结构和工作原理铅酸蓄电池结构和工作原理 （（2）按照电池的用途分类）按照电池的用途分类　　  循环和启动使用电池：铁路电池、汽车电池、太阳能循环和启动使用电池：铁路电池、汽车电池、太阳能电池、电动车电池、牵引电池等类型电池、电动车电池、牵引电池等类型  浮充使用电池：浮充电池主要是后备电池浮充使用电池：浮充电池主要是后备电池　（　（3）按照电池的使用环境分类）按照电池的使用环境分类　　 固定型电池：主要用于后备电源，广泛用于邮电、电站固定型电池：主要用于后备电源，广泛用于邮电、电站和医院等，最大要求是安全可靠，因其使用固定在一地和医院等，最大要求是安全可靠，因其使用固定在一地方，重量不是关键问题方，重量不是关键问题  移动型电池：主要有内燃机车用电池、铁路客车用电移动型电池：主要有内燃机车用电池、铁路客车用电池、摩托车用电池、电动汽车及牵引车用电池等池、摩托车用电池、电动汽车及牵引车用电池等204.2 铅酸蓄电池结构和工作原理铅酸蓄电池结构和工作原理 2.蓄电池的命名方法、型号组成及其代表意义蓄电池的命名方法、型号组成及其代表意义 蓄电池名称由单体蓄电池格数、型号、额定容量、电池蓄电池名称由单体蓄电池格数、型号、额定容量、电池功能或形状等组成功能或形状等组成(图图4-2)。

当单体蓄电池格数为当单体蓄电池格数为1时时(2V)省省略，略，6V、、12V分别为分别为3和和6各公司的产品型号有不同的解各公司的产品型号有不同的解释，但产品型号中的基本含义相同表释，但产品型号中的基本含义相同表4-3为常用字母的含为常用字母的含义图图4-2 蓄电池名称的组成蓄电池名称的组成 214.2 铅酸蓄电池结构和工作原理铅酸蓄电池结构和工作原理表表4-3 蓄电池常用字母的含义蓄电池常用字母的含义 代号代号拼音拼音汉字汉字全称全称备注备注GGu固固固定型固定型F Fa阀阀阀控式阀控式MMi密密密封密封JJiao胶胶胶体胶体DDong动动动力型动力型DC系列电池用系列电池用NNei内内内燃机车用内燃机车用TTie铁铁铁路客车用铁路客车用DDian电电电力机车用电力机车用TS系列电池用系列电池用 例：例：GFM-500，，1个单体，个单体，G为固定型，为固定型，F为阀控式，为阀控式，M为密封，为密封，500为为10小时率的额定容量；小时率的额定容量；6-GFMJ-100，，6为为6个单体，电压个单体，电压12V，，G为固定为固定型，型，F为阀控式，为阀控式，M为密封，为密封，J为胶体，为胶体，100为为10小时率的额定容量。

小时率的额定容量 224.2 铅酸蓄电池结构和工作原理铅酸蓄电池结构和工作原理表表4-4 12V系列免维护铅酸蓄电池系列免维护铅酸蓄电池电池型号电池型号额定电压额定电压(V) 额定容量额定容量 (A h)最大外形尺寸（最大外形尺寸（mm)参考重量参考重量(kg)长长宽宽高高总高总高6-GFM-40124019816617017012.56-GFM-551255229138208213166-GFM-65126533117517517821.56-GFM-751275259169220230246-GFM-901290331175225227296-GFM-10012100331174225243326-GFM-12012120407173208213376-GFM-15012150483170241241436-GFM-2001220052224021924462234.2 铅酸蓄电池结构和工作原理铅酸蓄电池结构和工作原理表表4-5 12V系列胶体蓄电池系列胶体蓄电池电池型号电池型号标准电压标准电压（（V））20HR容量容量（（A h））最大外形尺寸（最大外形尺寸（mm））参考重量参考重量(kg)长长宽宽高高总高总高6-GFMJ-40124019816617017013.56-GFMJ-551255230140215225176-GFMJ-65126535016717818522.86-GFMJ-751275260170215230256-GFMJ-85128533117521624029.56-GFMJ-1001210033117521624033.56-GFMJ-1201212040517521823537.16-GFMJ-1501215048017021524146.86-GFMJ-2001220052524021524564244.2 铅酸蓄电池结构和工作原理铅酸蓄电池结构和工作原理4.2.4 蓄电池的性能参数蓄电池的性能参数（铅酸蓄电池）（铅酸蓄电池）　　　　1.蓄电池的电压蓄电池的电压 （（1）蓄电池电动势（）蓄电池电动势（E）） 蓄电池的电动势在数值上等于蓄电池达到稳定时的开路蓄电池的电动势在数值上等于蓄电池达到稳定时的开路电压，它是由蓄电池电极的活性物质与电解质的电化学特电压，它是由蓄电池电极的活性物质与电解质的电化学特性决定的。

性决定的 铅酸蓄电池的电动势与硫酸铅酸蓄电池的电动势与硫酸密度的关系如图密度的关系如图4-3所示由图所示由图可知，硫酸密度增加（在硫酸可知，硫酸密度增加（在硫酸密度为密度为1.05～～1.300g/cm3范围范围时），蓄电池电动势的值也相时），蓄电池电动势的值也相应增加，呈线性关系应增加，呈线性关系 图图4-3 蓄电池电动势与硫酸密度的关系蓄电池电动势与硫酸密度的关系254.2 铅酸蓄电池结构和工作原理铅酸蓄电池结构和工作原理 （（1）蓄电池电动势（）蓄电池电动势（E）） 蓄电池的电动势可以从下面近似公式得出蓄电池的电动势可以从下面近似公式得出E＝＝0.85+d （（4-1））式中，式中，0.85为为VRLA蓄电池的电动势常数；蓄电池的电动势常数；d为电解液的比为电解液的比重，单位采用重，单位采用g/cm3 图图4-3 蓄电池电动势蓄电池电动势与硫酸密度的关系与硫酸密度的关系264.2 铅酸蓄电池结构和工作原理铅酸蓄电池结构和工作原理 （（2）开路电压（）开路电压（Uk）） 蓄电池的开路电压是蓄电池在开路状态（无电流状态）蓄电池的开路电压是蓄电池在开路状态（无电流状态）下的端电压。

下的端电压Uk＝＝Ez  Ef （（4-2））式中，式中， Ez为蓄电池正极电位；为蓄电池正极电位；Ef为蓄电池负极电位为蓄电池负极电位 蓄电池达到稳定时的开路电压在数值上等于蓄电池的电蓄电池达到稳定时的开路电压在数值上等于蓄电池的电动势，也可由动势，也可由Uk＝＝E＝＝0.85+d近似得出近似得出274.2 铅酸蓄电池结构和工作原理铅酸蓄电池结构和工作原理 （（3）工作电压（）工作电压（U）） 蓄电池的工作电压是指蓄电池蓄电池的工作电压是指蓄电池接通负荷后在放电过程接通负荷后在放电过程中中显示的端电压，又称显示的端电压，又称负荷（载）电压或放电电压负荷（载）电压或放电电压工作电压的大小是变化的，既与电池的放电电流有关，又与电池压的大小是变化的，既与电池的放电电流有关，又与电池的内阻有关的内阻有关U=Uk I(R0+Rj) （（4-3））式中，式中，I为蓄电池放电电流；为蓄电池放电电流；R0为蓄电池的欧姆电阻；为蓄电池的欧姆电阻；Rj为为蓄电池的极化电阻。

蓄电池的极化电阻 （（4）充电电压）充电电压 蓄电池的充电电压是指蓄电池在充电时，外电源加在蓄蓄电池的充电电压是指蓄电池在充电时，外电源加在蓄电池两端的电压电池两端的电压 （（5）初始电压）初始电压 蓄电池的初始电压是蓄电池在放电初始时的工作电压蓄电池的初始电压是蓄电池在放电初始时的工作电压284.2 铅酸蓄电池结构和工作原理铅酸蓄电池结构和工作原理 （（6）浮充电压）浮充电压 电池充电器对蓄电池进行浮充电时设定的电压值电池充电器对蓄电池进行浮充电时设定的电压值 铅酸蓄电池的单体（格）电压为铅酸蓄电池的单体（格）电压为2V/格，实际电压随充、格，实际电压随充、放电情况而有变化，充电结束时电压有放电情况而有变化，充电结束时电压有2.5～～2.7V/格，以后格，以后缓慢降到缓慢降到2.05V/格左右的稳定状态；放电时，电压缓慢下格左右的稳定状态；放电时，电压缓慢下降，低到降，低到1.7V时，便不能再继续放电，否则会损坏蓄电池时，便不能再继续放电，否则会损坏蓄电池的极板200A h以上的铅酸蓄电池每只为一单体，电压为以上的铅酸蓄电池每只为一单体，电压为2V；；200A h以下的铅酸蓄电池每只一般为以下的铅酸蓄电池每只一般为6个单体（格）串个单体（格）串联，电压为联，电压为12V。

VRLA蓄电池在蓄电池在25℃时时浮充电压浮充电压U＝开路电压＝开路电压+极化电压极化电压=Uk＋（＋（0.10~0.18） 镉镍蓄电池的单体电压为镉镍蓄电池的单体电压为1.2V/格蓄电池组的电压由串格蓄电池组的电压由串联的蓄电池单体只数确定，有联的蓄电池单体只数确定，有24V、、48V、、60V、、110V等 294.2 铅酸蓄电池结构和工作原理铅酸蓄电池结构和工作原理 铅酸蓄电池端电压与放电时间关系曲线如图铅酸蓄电池端电压与放电时间关系曲线如图4-4所示所示 图图4-4 铅酸蓄电池端电压与放电时间关系曲线铅酸蓄电池端电压与放电时间关系曲线304.2 铅酸蓄电池结构和工作原理铅酸蓄电池结构和工作原理 铅酸蓄电池充电时间与电压及电流关系曲线如图铅酸蓄电池充电时间与电压及电流关系曲线如图4-5所所示 图图4-5 铅酸蓄电池充电时间与电压及电流关系曲线铅酸蓄电池充电时间与电压及电流关系曲线314.2 铅酸蓄电池结构和工作原理铅酸蓄电池结构和工作原理• （（7）蓄电池的放电终止电压）蓄电池的放电终止电压• 放电终止电压放电终止电压是指蓄电池放电时电压下降到不宜再放电是指蓄电池放电时电压下降到不宜再放电时的最低工作电压。

时的最低工作电压•放电终止电压随放电率不同而变化小于放电终止电压随放电率不同而变化小于10h的小电流放的小电流放电，终止电压取值稍高；大于电，终止电压取值稍高；大于10h的大电流放电，终止电的大电流放电，终止电压取值稍低压取值稍低 图图4-6 放电率对终止电压的影响放电率对终止电压的影响 324.2 铅酸蓄电池结构和工作原理铅酸蓄电池结构和工作原理 2.蓄电池的容量蓄电池的容量 蓄电池的容量是蓄电池储存电能的能力处于完全充电蓄电池的容量是蓄电池储存电能的能力处于完全充电状态的铅酸蓄电池在一定的放电电流和一定的电解液温度状态的铅酸蓄电池在一定的放电电流和一定的电解液温度下，单格电池的电压降到规定的终止电压时所能提供的电下，单格电池的电压降到规定的终止电压时所能提供的电量称为量称为电池容量电池容量，以，以符号符号C表示，通常可采用两种表示方表示，通常可采用两种表示方法：法：安时容量（安时容量（A h），瓦时容量（），瓦时容量（W·h） 当蓄电池以恒定电流放电时，安时容量当蓄电池以恒定电流放电时，安时容量=放电电流放电电流 放电放电时间，瓦时容量时间，瓦时容量=安时容量安时容量 平均放电电压。

平均放电电压•目前铅酸蓄电池产品容量可从目前铅酸蓄电池产品容量可从1安时到几千甚至上万安时安时到几千甚至上万安时334.2 铅酸蓄电池结构和工作原理铅酸蓄电池结构和工作原理  额定容量（标称容量）是按照国家或有关部门颁布的标额定容量（标称容量）是按照国家或有关部门颁布的标准，在电池设计时要求电池在一定的放电条件下（一般规准，在电池设计时要求电池在一定的放电条件下（一般规定在定在25℃环境下以环境下以10小时率电流放电至终止电压小时率电流放电至终止电压）应该放）应该放出的最低限度的电量值额定容量常用来标定出的最低限度的电量值额定容量常用来标定10小时率蓄小时率蓄电池的型号电池的型号 为了比较不同系列的蓄电池，常用为了比较不同系列的蓄电池，常用比容量比容量的概念，即单的概念，即单位体积或单位质量蓄电池所能给出的能量，分别称为体积位体积或单位质量蓄电池所能给出的能量，分别称为体积比容量和重量比容量，其单位分别为比容量和重量比容量，其单位分别为A h/L或或A h/kg 344.2 铅酸蓄电池结构和工作原理铅酸蓄电池结构和工作原理 （（1）蓄电池容量与放电率的关系）蓄电池容量与放电率的关系　　同一个电池放电率不同时，给出的容量也不同。

同一个电池放电率不同时，给出的容量也不同放电率放电率有小时率有小时率（时间率）和电流率（倍率）两种不同的表示方法时间率）和电流率（倍率）两种不同的表示方法　　①①小时率小时率（时间率）：是以一定的电流放完额定容量所需的时间（时间率）：是以一定的电流放完额定容量所需的时间，或以一定电流放电至规定终止电压所经历的时间标识为，或以一定电流放电至规定终止电压所经历的时间标识为20h、、10h、、5h、、3h、、1h、、0.5h等　　例如，某例如，某12V的蓄电池，如果用的蓄电池，如果用2A放电，放电，5h降到降到10.5V（终止电（终止电压），则容量为压），则容量为C5=2A 5h=10A h 同样是这个电池，如果用同样是这个电池，如果用1.2A放电，放电，10h降到降到10.5V则容量为则容量为C10 =1.2A  10h＝＝l2A h 前者称前者称5小对放电率，容量用小对放电率，容量用C5表示；后者称表示；后者称10小时放电率，容量用小时放电率，容量用C10表表示；示； 1小时放电率，容量用小时放电率，容量用C表示；等表示；等C的下脚标就是小时率的下脚标就是小时率354.2 铅酸蓄电池结构和工作原理铅酸蓄电池结构和工作原理 ②②电流率电流率（倍率）：是指（倍率）：是指放电电流相当于电池额定容量放电电流相当于电池额定容量的倍数的倍数。

例如，容量为例如，容量为100A h的蓄电池，以的蓄电池，以100A h/10h =10A电流放电，电流放电，10h将全部电量放完，则电流率为将全部电量放完，则电流率为0.1C10；；若以若以100A电流放电，则电流放电，则1h将全部电量放完，则电流率为将全部电量放完，则电流率为1C10，依此类推依此类推 蓄电池的额定容量按放电率蓄电池的额定容量按放电率标定国际标准规定：标定国际标准规定： 启动型蓄电池，其额定容量以启动型蓄电池，其额定容量以20h率标定，表示为率标定，表示为C20；； 固定型蓄电池，其额定容量以固定型蓄电池，其额定容量以10h率标定，表示为率标定，表示为C10 光伏应用一般采用光伏应用一般采用20小时率容量小时率容量 364.2 铅酸蓄电池结构和工作原理铅酸蓄电池结构和工作原理 放电电流越大，蓄电池容量越小，放电率对蓄电池容量放电电流越大，蓄电池容量越小，放电率对蓄电池容量的影响见表的影响见表4-6 表表4-6 放电率对蓄电池容量的影响放电率对蓄电池容量的影响电池型号电池型号（（Type））额定电压额定电压(Nom Voltage)/V各小时率容量（各小时率容量（Rated Capacity））/(A h)10.8V/20h10.8V/10h10.5V/5h10.5V/3h10.02V/1hDJM12401243.4403632.725.6DJM12501254504541.132DJM12651270.56558.553.341.6DJM12701276706358.245.5DJM12901298908073.857.6DJM12100121081009083.165DJM121501216215013512397.5DJM1220012216200180165130374.2 铅酸蓄电池结构和工作原理铅酸蓄电池结构和工作原理 （（2）蓄电池容量与温度的关系）蓄电池容量与温度的关系　铅酸蓄电池电解液的温度对蓄电池的容量有一定影响，　铅酸蓄电池电解液的温度对蓄电池的容量有一定影响，温度高时，电解液的黏度下降，电阻减小，扩散速度增温度高时，电解液的黏度下降，电阻减小，扩散速度增大，电池的化学反应加强，这些都会大，电池的化学反应加强，这些都会使容量增大使容量增大。

但是温但是温度升高时，蓄电池的自放电会增加，电解液的度升高时，蓄电池的自放电会增加，电解液的消耗量也会消耗量也会增多增多 蓄电池在蓄电池在低温下容量迅速下降低温下容量迅速下降，通用型蓄电池在温度降，通用型蓄电池在温度降到到5℃时，容量会降到时，容量会降到70%左右低于左右低于 15℃容量将下降到容量将下降到不足不足60%，且在，且在 10℃以下充电反应非常缓慢，可能造成放以下充电反应非常缓慢，可能造成放电后难以恢复放完电后若不能及时充电，在温度低于电后难以恢复放完电后若不能及时充电，在温度低于 30℃时有冻坏的危险时有冻坏的危险384.2 铅酸蓄电池结构和工作原理铅酸蓄电池结构和工作原理　　3.蓄电池的使用寿命蓄电池的使用寿命　蓄电池寿命有三种评价方法（主要考虑前两种）：　蓄电池寿命有三种评价方法（主要考虑前两种）：  蓄电池经历一次充电和放电，称为一次蓄电池经历一次充电和放电，称为一次循环循环在一定的在一定的放电条件下，电池使用至某一容量规定值之前，电池所能放电条件下，电池使用至某一容量规定值之前，电池所能承受的循环次数，称为承受的循环次数，称为循环寿命循环寿命。

 蓄电池的蓄电池的使用寿命（浮充寿命）使用寿命（浮充寿命）是指蓄电池在规定的浮是指蓄电池在规定的浮充电压和环境温度下，蓄电池寿命终止时浮充运行的总时充电压和环境温度下，蓄电池寿命终止时浮充运行的总时间，以蓄电池的工作年限来衡量间，以蓄电池的工作年限来衡量  恒流过充电寿命恒流过充电寿命是指采用一定的充电电流对蓄电池进行是指采用一定的充电电流对蓄电池进行连续过充电，一直到蓄电池寿命终止时所能承受的过充电连续过充电，一直到蓄电池寿命终止时所能承受的过充电时间 蓄电池寿命终止条件一般设定在容量低于蓄电池寿命终止条件一般设定在容量低于10小时率额定小时率额定容量的容量的80% 394.2 铅酸蓄电池结构和工作原理铅酸蓄电池结构和工作原理 蓄电池的使用寿命与蓄电池本身质量及工作条件、使用蓄电池的使用寿命与蓄电池本身质量及工作条件、使用和维护情况等因素有很大关系和维护情况等因素有很大关系 放电深度对蓄电池循环使用寿命的影响如图放电深度对蓄电池循环使用寿命的影响如图4-7所示图图4-7 蓄电池放电深度与循环次数关系曲线蓄电池放电深度与循环次数关系曲线404.2 铅酸蓄电池结构和工作原理铅酸蓄电池结构和工作原理 4.蓄电池的效率蓄电池的效率 蓄电池在实际工作过程中有一定的能量损耗，通常用能蓄电池在实际工作过程中有一定的能量损耗，通常用能量效率和安时效率来表示。

量效率和安时效率来表示　　（（1）能量效率：）能量效率：蓄电池放电时输出的能量与充电时输入蓄电池放电时输出的能量与充电时输入的能量之比影响能量效率的主要因素是的能量之比影响能量效率的主要因素是蓄电池的内阻蓄电池的内阻　　（（2）充电效率（也称库仑效率）：）充电效率（也称库仑效率）：蓄电池放电时输出的蓄电池放电时输出的电量与充电时输入的电量之比影响充电效率的主要因素电量与充电时输入的电量之比影响充电效率的主要因素是是蓄电池内部的各种负反应，如自放电蓄电池内部的各种负反应，如自放电 对于一般的离网光伏发电系统，平均充电效率大约为对于一般的离网光伏发电系统，平均充电效率大约为80%～～85%，在冬天可增加到，在冬天可增加到90%～～95%414.2 铅酸蓄电池结构和工作原理铅酸蓄电池结构和工作原理 5.蓄电池的自放电蓄电池的自放电 在蓄电池不使用时，随着放置时间的延长，储电量会自在蓄电池不使用时，随着放置时间的延长，储电量会自动减少，这种现象称为动减少，这种现象称为自放自放电自放电与储存时间关系曲电自放电与储存时间关系曲线如图线如图4-6所示图图4-8 自放电与储存自放电与储存时间关系曲线时间关系曲线424.2 铅酸蓄电池结构和工作原理铅酸蓄电池结构和工作原理 自放电的主要原因是：自放电的主要原因是：　（　（1）电解液中含有杂质（其它金属如铜、铁等），或添）电解液中含有杂质（其它金属如铜、铁等），或添加的不是纯净水，这些杂质与蓄电池极板形成局部微小电加的不是纯净水，这些杂质与蓄电池极板形成局部微小电池，从而使蓄电池形成自放回路。

实验表明，电解液中如池，从而使蓄电池形成自放回路实验表明，电解液中如含有含有1%的铁，蓄电池充足电后会在的铁，蓄电池充足电后会在24h之内将电能全部放之内将电能全部放完　蓄电池极板成分不纯，含锑量过高或含有其它有害杂质　蓄电池极板成分不纯，含锑量过高或含有其它有害杂质时，也会形成许多微小蓄电池杂质与极板间或不同杂质时，也会形成许多微小蓄电池杂质与极板间或不同杂质之间产生电位差，变成一个局部蓄电池，并通过电解液构之间产生电位差，变成一个局部蓄电池，并通过电解液构成回路，产生局部电流，从而形成自放电成回路，产生局部电流，从而形成自放电　（　（2）蓄电池电极间污垢较多，如泥土及水等均为导体，）蓄电池电极间污垢较多，如泥土及水等均为导体，使蓄电池正、负电极间形成放电回路而自行放电使蓄电池正、负电极间形成放电回路而自行放电434.2 铅酸蓄电池结构和工作原理铅酸蓄电池结构和工作原理 6.蓄电池的放电深度与荷电态蓄电池的放电深度与荷电态  蓄电池放电深度蓄电池放电深度（（Depth of Discharge，，DOD）是指从蓄电池使用过程中放）是指从蓄电池使用过程中放出的有效容量占该电池额定容量的比值，通常以出的有效容量占该电池额定容量的比值，通常以百分数表示。

百分数表示 17%～～25%为为浅循环浅循环放电；放电； 30%～～50%为为中等循环中等循环放电；放电； 60%～～80%为为深循环放电深循环放电 光伏发电系统中，光伏发电系统中，DOD一般为一般为30％～％～80％ 444.2 铅酸蓄电池结构和工作原理铅酸蓄电池结构和工作原理 7.蓄电池内阻蓄电池内阻 电池内阻有电池内阻有欧姆内阻和极化内阻欧姆内阻和极化内阻两部分：两部分： 欧姆内阻欧姆内阻主要由电极材料、隔膜、电解液、接线柱等构主要由电极材料、隔膜、电解液、接线柱等构成，也与电池尺寸、结构及装配有关成，也与电池尺寸、结构及装配有关 极化内阻极化内阻是由电化学极化和浓差极化引起的，是电池放是由电化学极化和浓差极化引起的，是电池放电或充电过程中两电极进行化学反应时极化产生的内阻电或充电过程中两电极进行化学反应时极化产生的内阻极化内阻除与电池制造工艺、电极结构及活性物质的活性极化内阻除与电池制造工艺、电极结构及活性物质的活性有关外，还与电池工作电流大小和温度等因素有关有关外，还与电池工作电流大小和温度等因素有关 电池内阻严重影响电池工作电压、工作电流和输出能电池内阻严重影响电池工作电压、工作电流和输出能量，因而量，因而内阻愈小的电池性能愈好内阻愈小的电池性能愈好。

电池内阻电池内阻不是常数不是常数，在充放电过程中随时间，在充放电过程中随时间不断变化不断变化，，因为活性物质组成、电解液浓度和温度都在不断变化因为活性物质组成、电解液浓度和温度都在不断变化 454.2 铅酸蓄电池结构和工作原理铅酸蓄电池结构和工作原理 8.蓄电池的串联和并联蓄电池的串联和并联 将多只蓄电池的正极接负极依次连接称为将多只蓄电池的正极接负极依次连接称为串联串联，组成的，组成的蓄电池组的电压为串联的蓄电池电压之和，蓄电池组的电压为串联的蓄电池电压之和，容量不变容量不变例如如55只只2V/250A·h的铅酸蓄电池串联，组成的串联蓄电池组的铅酸蓄电池串联，组成的串联蓄电池组的电压为的电压为110V，容量为，容量为250A h 将多只蓄电池的正极和负极分别连接起来称为将多只蓄电池的正极和负极分别连接起来称为并联并联，组，组成的蓄电池组的成的蓄电池组的电压不变电压不变，，容量容量为并联的为并联的蓄电池容量之和蓄电池容量之和例如例如10只只2V/250A·h铅酸蓄电池并联，组成的蓄电池组铅酸蓄电池并联，组成的蓄电池组的电压为的电压为2V，容量为，容量为2500A h。

蓄电池组也可以并联，例如蓄电池组也可以并联，例如两组两组110V/250A h的蓄电池组并联，组成的蓄电池组的电压的蓄电池组并联，组成的蓄电池组的电压为为110V，容量为，容量为500A h 蓄电池串、并联时应尽可能保证蓄电池串、并联时应尽可能保证每只蓄电池的性能一致每只蓄电池的性能一致464.2 铅酸蓄电池结构和工作原理铅酸蓄电池结构和工作原理 9.蓄电池的充电方法蓄电池的充电方法　（　（1）恒压充电法）恒压充电法　在充电过程中，充电电压保持不变　在充电过程中，充电电压保持不变•这样在刚开始充电时，能以较大的电流对蓄电池这样在刚开始充电时，能以较大的电流对蓄电池充电，充电，•随着充电时间的增加，电流逐渐减少随着充电时间的增加，电流逐渐减少•充电电流太大会使电池寿命减少，而且容易造成充电电流太大会使电池寿命减少，而且容易造成电池温度上升，因此需要额外加入电池温度上升，因此需要额外加入限流电路限流电路及温及温度补偿电路度补偿电路　　47（（2）恒流充）恒流充电电法法　在充　在充电过电过程中，充程中，充电电电电流保持不流保持不变变这样这样可以避免恒可以避免恒压压充充电电法因法因电电流太大而流太大而产产生的生的问题问题。

•其缺点是恒流充其缺点是恒流充电电可能造成充可能造成充电电压过电电压过高而影高而影响响蓄蓄电电池的池的寿寿命•而且恒流充而且恒流充电电不能像恒不能像恒压压充充电电法那法那样样使使电电池保持在浮充池保持在浮充状状态态，因此无法，因此无法将将蓄蓄电电池完全充足池完全充足电电484.2 铅酸蓄电池结构和工作原理铅酸蓄电池结构和工作原理 （（3）二阶段充电法）二阶段充电法　　二阶段充电法二阶段充电法=恒流充电法恒流充电法+恒压充电法恒压充电法• 先以恒定电流对蓄电池充电，等蓄电池电压达到气化先以恒定电流对蓄电池充电，等蓄电池电压达到气化电压后，再以恒定电压充电，使蓄电池保持在浮充状电压后，再以恒定电压充电，使蓄电池保持在浮充状态•二阶段充电法在蓄电池寿命和充电时间上已有很大改二阶段充电法在蓄电池寿命和充电时间上已有很大改善•然而在恒压充电阶段，由于充电电流很小，因此必须然而在恒压充电阶段，由于充电电流很小，因此必须消耗很长的时间对蓄电池充电，这是其不足之处消耗很长的时间对蓄电池充电，这是其不足之处　　49（（4）三）三阶阶段充段充电电法法（（此法最此法最优优！！））　　三三阶阶段充段充电电法法=恒流充恒流充电电法法+ “充充电电吸收吸收” +恒恒压压充充电电法法• 第一第一阶阶段是以恒定段是以恒定电电流充流充电电，，•第三第三阶阶段是以恒定段是以恒定电压电压充充电电，，•但在第一但在第一阶阶段段与与第三第三阶阶段之段之间间加入加入称称为为“充充电电吸收吸收”的的第二第二阶阶段。

段•在第二在第二阶阶段中，充段中，充电电压维电电压维持在持在气气化化电压电压以下，但充以下，但充电电电电流流缓缓慢下降，慢下降，这样这样可以大幅度可以大幅度缩缩短恒短恒压压充充电电的的时时间间 504.3 VRLA蓄电池的充、放电特性蓄电池的充、放电特性4.3.1 VRLA蓄电池的充电特性蓄电池的充电特性 1.VRLA蓄电池的充电技术蓄电池的充电技术 • 蓄电池保证使用寿命的技术指标是在环境温度为蓄电池保证使用寿命的技术指标是在环境温度为25℃下下给出的蓄电池特性与温度密切相关：给出的蓄电池特性与温度密切相关：• 蓄电池电压温度系数约为蓄电池电压温度系数约为 4mV/℃；；• 温度一定时，充电电压略高（温度一定时，充电电压略高（100mV），会使充电电流增加），会使充电电流增加数倍，导致蓄电池的数倍，导致蓄电池的热失控热失控和过充损坏，或略低（和过充损坏，或略低（100mV）会）会导致蓄电池充电不足而损坏导致蓄电池充电不足而损坏 ；• 蓄电池的容量与温度有关，大约是温度每降低蓄电池的容量与温度有关，大约是温度每降低1℃，容量，容量将下降将下降1%• 夏季在放出额定容量夏季在放出额定容量50%，冬季在放出，冬季在放出25%后就要充电。

后就要充电514.3 VRLA蓄电池的充、放电特性蓄电池的充、放电特性 2.自然平衡充电器自然平衡充电器 VRLA蓄电池的自然平衡充电原理简图如图蓄电池的自然平衡充电原理简图如图4-9所示 EB换成被充电的蓄电池，换成被充电的蓄电池，EA精心设计成在不同环境温度精心设计成在不同环境温度下能按蓄电池充电平衡需要自动调节输出电压和电流的电下能按蓄电池充电平衡需要自动调节输出电压和电流的电源蓄电池充足电后，源蓄电池充足电后， E =0，， i＝＝0，，EA电源将不再消耗电源将不再消耗功率此后，功率此后，EA只随环境温度只随环境温度的变化，对被充电的蓄电池提的变化，对被充电的蓄电池提供跟踪平衡补偿由于蓄电池供跟踪平衡补偿由于蓄电池充电的整个过程完全是自动完充电的整个过程完全是自动完成的，所以称之为自然平衡法成的，所以称之为自然平衡法 特别适于间隙性放电使用的特别适于间隙性放电使用的VRLA蓄电池日常维护充电蓄电池日常维护充电图图4-9 自然平衡充电原理图自然平衡充电原理图 524.3 VRLA蓄电池的充、放电特性蓄电池的充、放电特性 3.VRLA蓄电池的充电方式蓄电池的充电方式 VRLA蓄电池的充电方式有蓄电池的充电方式有浮充充电、均衡充电、补充充浮充充电、均衡充电、补充充电和循环充电电和循环充电等多种方式。

等多种方式1）初充电）初充电①①串联充电；串联充电； 高压，小电流充电器，充电器输出电压在高压，小电流充电器，充电器输出电压在300-450V，电流在，电流在5-30A，电流可控，普遍应用这种电流可控，普遍应用这种②②并联充电；并联充电； 低压，大电流，无人采用低压，大电流，无人采用③③串联并联混合充电；串联并联混合充电； 先串后并，充电器输出电压在先串后并，充电器输出电压在150V，电流在，电流在30-100A，单个电池无电压，电流控制，有些采用单个电池无电压，电流控制，有些采用 53④④单单体体VRLA蓄蓄电电池充池充电电；； 可准确可准确进进行充行充电电，可以控制，可以控制电电流，流，电压电压，在，在测试测试上上应应用用 ⑤⑤模模块块控制控制单单体体VRLA蓄蓄电电池充池充电电每每个个模模块块可充可充64只只电电池，每台充池，每台充电电器可器可为为700多只多只电电池池充充电电，，并并且一且一个个模模块块中出中出现现故障的不影故障的不影响响其其它它的的电电池池可可进进行恒行恒压压，恒流控制，，恒流控制，这这是以后的是以后的发发展方向。

展方向BMS））544.3 VRLA蓄电池的充、放电特性蓄电池的充、放电特性 （（2）浮充充电）浮充充电 蓄电池充满电后，改用小电流给电池继续充电，此时就蓄电池充满电后，改用小电流给电池继续充电，此时就称为浮充电，也称为称为浮充电，也称为涓流充电涓流充电  浮充电的目的有三个：浮充电的目的有三个： ①①保持电池的电压处于浮充电压范围，此时电池的板栅保持电池的电压处于浮充电压范围，此时电池的板栅（就是极板的导电骨架）腐蚀处于最慢的状态，可延长电（就是极板的导电骨架）腐蚀处于最慢的状态，可延长电池寿命；池寿命； ②②补充电池自放电造成的容量损失，保持电量充足；补充电池自放电造成的容量损失，保持电量充足； ③③抑制活性物质重结晶造成硫酸盐化（维持蓄电池的内抑制活性物质重结晶造成硫酸盐化（维持蓄电池的内氧循环）氧循环）554.3 VRLA蓄电池的充、放电特性蓄电池的充、放电特性 蓄电池的浮充电压与其使用寿命之间也有密切的关系，蓄电池的浮充电压与其使用寿命之间也有密切的关系，总趋势是：在同一温度下工作，浮充电压越高，使用寿命总趋势是：在同一温度下工作，浮充电压越高，使用寿命越短。

越短  蓄电池的浮充电压值要参考厂家对产品推荐的数值来确蓄电池的浮充电压值要参考厂家对产品推荐的数值来确定，定，不同厂家的产品，推荐的浮充电压值可能不同；就是不同厂家的产品，推荐的浮充电压值可能不同；就是同一厂家的不同系列产品，推荐的浮充电压值也可能不同同一厂家的不同系列产品，推荐的浮充电压值也可能不同•例如某公司的例如某公司的XM系列和系列和GM系列蓄电池，前者推荐的浮充系列蓄电池，前者推荐的浮充电压为电压为2.275V/单体，后者推荐的浮充电压为单体，后者推荐的浮充电压为2.23V/单体单体（均为标准温度下）（均为标准温度下） 564.3 VRLA蓄电池的充、放电特性蓄电池的充、放电特性 蓄电池的浮充电流因蓄电池的结构和性能的不同其作用也不尽蓄电池的浮充电流因蓄电池的结构和性能的不同其作用也不尽相同 普通铅酸蓄电池的浮充电流作用为：普通铅酸蓄电池的浮充电流作用为： ①①补充普通铅酸蓄电池自放电的损失；补充普通铅酸蓄电池自放电的损失；　　②②向日常性负载提供电流向日常性负载提供电流　　VRLA蓄电池的浮充电流的作用为：蓄电池的浮充电流的作用为：　　①①补充补充VRLA蓄电池自放电的损失；蓄电池自放电的损失；　　②②向日常性负载提供电流；向日常性负载提供电流；　　③③浮充电流应足以维持浮充电流应足以维持VRLA蓄电池的内氧循环。

蓄电池的内氧循环574.3 VRLA蓄电池的充、放电特性蓄电池的充、放电特性 蓄电池蓄电池浮充状态下的充电电压和充电电流设置：浮充状态下的充电电压和充电电流设置：•在环境温度为在环境温度为25℃时，标准型时，标准型VRLA蓄电池的浮充电蓄电池的浮充电压应设置在压应设置在2.25V/格，允许变化范围为格，允许变化范围为2.20～～2.27V/格•实际运行时，还需要根据环境温度的变化来调整浮充实际运行时，还需要根据环境温度的变化来调整浮充电压，通常的调节系数为电压，通常的调节系数为 4mV/℃保证浮充电运保证浮充电运行的行的VRLA蓄电池既不欠充电，也不过充电蓄电池既不欠充电，也不过充电584.3 VRLA蓄电池的充、放电特性蓄电池的充、放电特性 （（3）均衡充电）均衡充电　所谓均衡充电是把每个　所谓均衡充电是把每个VRLA蓄电池单元并联起来，用统蓄电池单元并联起来，用统一的充电电压进行一的充电电压进行的一种的一种恒压方式恒压方式充电充电• 均衡充电的均衡充电的目的目的：：确保蓄电池组中所有单体电池的电确保蓄电池组中所有单体电池的电压、比重达到均匀一致压、比重达到均匀一致。

均衡充电电流一般选均衡充电电流一般选0.3C或略小于或略小于0.3C；均衡充电电压一；均衡充电电压一般选般选2.35V/单体（额定电压为单体（额定电压为2V的的VRLA蓄电池）；蓄电池）；•均充时间不大于均充时间不大于10小时 下列情况下蓄电池需要均衡充电：下列情况下蓄电池需要均衡充电：  市电停电后电池释放的能量超过总容量的市电停电后电池释放的能量超过总容量的15％；％；  蓄电池长期处于浮充状态（蓄电池长期处于浮充状态（3个月）；个月）；  电池组中，出现了落后电池，在浮充状态下单体电压低电池组中，出现了落后电池，在浮充状态下单体电压低于于2.2V，更换新电池后更换新电池后 59•均衡充电后，再回到浮充状态，如电压未到位，则2周后再均衡充电一次，通常新的电池在6个月的均充，浮充后，其电压会趋于一致，•均充电源通常为0.3C或小于0.3C604.3 VRLA蓄电池的充、放电特性蓄电池的充、放电特性 4.充电限流充电限流　　VRLA蓄电池放电后，蓄电池放电后，初期充电电流过大初期充电电流过大，产生的热量可，产生的热量可能会将板栅竖筋、汇流条、端子等熔断，正极板活性物质能会将板栅竖筋、汇流条、端子等熔断，正极板活性物质PbO2颗粒之间的结合松弛、软化、脱落，严重时会引发热颗粒之间的结合松弛、软化、脱落，严重时会引发热失控，使失控，使VRLA蓄电池变形、开裂而失效，所以蓄电池变形、开裂而失效，所以需要对充电需要对充电电流加以限定电流加以限定。

充电限流设定方式有：充电限流设定方式有：　（　（1）关机限流，需要限流时关掉若干充电器；）关机限流，需要限流时关掉若干充电器；　（　（2）有级设定，限制充电器的输出电流可以在额定电流）有级设定，限制充电器的输出电流可以在额定电流的的1/3挡或挡或2/3挡选择；挡选择；　（　（3）局部无级设定，可在充电器器额定电流的）局部无级设定，可在充电器器额定电流的50%～～100%段选择限流点；段选择限流点；　（　（4）无级设定，可在充电器额定电流的）无级设定，可在充电器额定电流的0%～～100%段选段选择限流点择限流点　技术优劣次序：（　技术优劣次序：（4）优于（）优于（3）优于（）优于（2）优于（）优于（1）614.3 VRLA蓄电池的充、放电特性蓄电池的充、放电特性 5.充电操作充电操作•　　VRLA蓄电池组放电后，应立即转入充电，开始时控制充蓄电池组放电后，应立即转入充电，开始时控制充电电流以不大于电电流以不大于0.2C为宜为宜 当电流变小时，可慢慢提高蓄电池组充电电压，达到均充当电流变小时，可慢慢提高蓄电池组充电电压，达到均充电压值，再充电压值，再充6h，然后再调回浮充电压值然后再调回浮充电压值。

• 使用中正常充电时，最好采用分级定流充电方式，即在充使用中正常充电时，最好采用分级定流充电方式，即在充电初期用较大电流（电初期用较大电流（0.1C ），充电一定时间后，改用较小电流，到充电后期改用更小），充电一定时间后，改用较小电流，到充电后期改用更小电流 •充电电流通常在超过充电电流通常在超过0.3C0.3C可认为是过流充电，快速充电器会可认为是过流充电，快速充电器会使电池处于使电池处于““瞬时过流充电瞬时过流充电””和和““瞬时过压充电瞬时过压充电””状态，会状态，会使电池容量下降或损坏使电池容量下降或损坏624.3 VRLA蓄电池的充、放电特性蓄电池的充、放电特性4.3.2 VRLA蓄电池的放电特性蓄电池的放电特性 1.放电放电试验试验 VRLA蓄电池出厂前的容量试验步骤：蓄电池出厂前的容量试验步骤： 　（　（1）先将被试验）先将被试验VRLA蓄电池完全充电蓄电池完全充电　（　（2）将被试验）将被试验VRLA蓄电池静置蓄电池静置1~24h，使蓄电池表面温，使蓄电池表面温度达到度达到25   5℃　（　（3））VRLA蓄电池采用蓄电池采用0.1C10电流连续对负载恒流放电流连续对负载恒流放电，在放电过程中定期测试电，在放电过程中定期测试VRLA蓄电池端电压；蓄电池端电压；VRLA蓄蓄电池端电压达到电池端电压达到1.80V/单体时放电终止。

最后累积放电量达单体时放电终止最后累积放电量达到到100％即为合格％即为合格 634.3 VRLA蓄电池的充、放电特性蓄电池的充、放电特性 2.放电使用放电使用 VRLA蓄电池的放电速率为蓄电池的放电速率为0.02C10、、0.1C10、、0.2C10或或0.3C10• 放电终止电压设定：放电终止电压设定： 根基放电速率并结合环境温度，精确地设定放电的终止根基放电速率并结合环境温度，精确地设定放电的终止电压 放电速率为放电速率为0.01~0.025C，终止电压可设定为，终止电压可设定为2.00V/单体；单体； 放电速率为放电速率为0.05~0.25C，终止电压可设定为，终止电压可设定为1.80V/单体 644.3 VRLA蓄电池的充、放电特性蓄电池的充、放电特性 3.放电要求放电要求 （（1）放电电流）放电电流　　VRLA蓄电池实际放出的容量与放电电流有关放电电流蓄电池实际放出的容量与放电电流有关放电电流越大，越大，VRLA蓄电池的效率越低蓄电池的效率越低 例如，例如，12V/24A·h的蓄电池当放电电流为的蓄电池当放电电流为0.4C时，放电至时，放电至终止电压的时间是终止电压的时间是110min，实际输出容量，实际输出容量17.6A·h，效率为，效率为73.3%；当放电电流为；当放电电流为7C时，放电至终止电压的时间仅为时，放电至终止电压的时间仅为20s，实际输出容量，实际输出容量0.93A·h，效率为，效率为3.9％。

％ 使用中应避免大电流放电，以提高使用中应避免大电流放电，以提高VRLA蓄电池的效率蓄电池的效率654.3 VRLA蓄电池的充、放电特性蓄电池的充、放电特性 （（2）放电深度）放电深度 放电深度对放电深度对VRLA蓄电池使用寿命的影响也很大蓄电池使用寿命的影响也很大，，放电深放电深度越深，其循环寿命越短度越深，其循环寿命越短 因为正极活性物质因为正极活性物质PbO2本身的互相结合不牢，放电时生本身的互相结合不牢，放电时生成成PbSO4，充电时又恢复为，充电时又恢复为PbO2 PbSO4的摩尔体积比的摩尔体积比PbO2大，则放电时活性物质体积膨胀若大，则放电时活性物质体积膨胀若1mol PbO2转化为转化为1mol PbSO4 ，体积增加，体积增加95%这样反复收缩和膨胀，就使这样反复收缩和膨胀，就使PbO2颗粒之间的相互结合逐渐松弛，易于脱落若颗粒之间的相互结合逐渐松弛，易于脱落若1mol PbO2的活性物质只有的活性物质只有20%放电，则收缩、膨胀的程度就大放电，则收缩、膨胀的程度就大大降低，结合力破坏变缓慢，大降低，结合力破坏变缓慢，使用寿命使用寿命延长。

延长664.3 VRLA蓄电池的充、放电特性蓄电池的充、放电特性 此外，蓄电池放电深度增加，此外，蓄电池放电深度增加，PbSO4溶解度降低，造成溶解度降低，造成极板硫化腐蚀，使用寿命变短极板硫化腐蚀，使用寿命变短 蓄电池放电深度与使用寿命关系如图蓄电池放电深度与使用寿命关系如图4-10所示 图图4-10 放电深度与放电深度与使用寿命的关系使用寿命的关系674.3 VRLA蓄电池的充、放电特性蓄电池的充、放电特性 设计考虑的重点就是深循环使用、浅循环使用还是浮充设计考虑的重点就是深循环使用、浅循环使用还是浮充使用实际应用中，实际应用中，若把浅循环使用的电池用于深循环使若把浅循环使用的电池用于深循环使用时，则铅酸蓄电池会很快失效用时，则铅酸蓄电池会很快失效 在使用在使用VRLA蓄电池时，既要避免重载过流放电，又要避蓄电池时，既要避免重载过流放电，又要避免长时间轻载造成免长时间轻载造成VRLA蓄电池深度放电，更要避免蓄电池深度放电，更要避免VRLA蓄电池短路放电蓄电池短路放电 此外，还要关注发现和处理落后的此外，还要关注发现和处理落后的VRLA蓄电池，经对落蓄电池，经对落后的后的VRLA蓄电池处理后再做核对性放电实验。

这样可防止蓄电池处理后再做核对性放电实验这样可防止事故，以免放电中落后的事故，以免放电中落后的VRLA蓄电池恶化为反极蓄电池恶化为反极VRLA蓄蓄电池684.3 VRLA蓄电池的充、放电特性蓄电池的充、放电特性 （（3）放电操作）放电操作 放电是为了检查放电是为了检查VRLA蓄电池容量是否正常，一般采用蓄电池容量是否正常，一般采用10小时率放电；可用假负载放电，或直接用负载放电小时率放电；可用假负载放电，或直接用负载放电 放电深度控制在放电深度控制在30%~50%为宜，放电更深，更容易暴露为宜，放电更深，更容易暴露VRLA蓄电池潜在的问题并每小时检测一次单体蓄电池潜在的问题并每小时检测一次单体VRLA蓄蓄电池电压，通过计算电池电压，通过计算VRLA蓄电池放出的容量（电流蓄电池放出的容量（电流(A) 时时间间(h) ），对照表），对照表4-7电压值，判断电压值，判断VRLA蓄电池是否正常蓄电池是否正常在相应放出容量下，测出的单体蓄电池电压值应等于或大在相应放出容量下，测出的单体蓄电池电压值应等于或大于相应电压值，即蓄电池容量为正常；反之，蓄电池容量于相应电压值，即蓄电池容量为正常；反之，蓄电池容量不足。

不足 694.3 VRLA蓄电池的充、放电特性蓄电池的充、放电特性 （（3）放电操作）放电操作表表4-7 VRLA蓄电池放出不同容量的标准电压值蓄电池放出不同容量的标准电压值(10小时率小时率) 蓄电池浅循环放电运行，有两个明显的优点：蓄电池浅循环放电运行，有两个明显的优点： ①①蓄电池一般有较长的循环寿命；蓄电池一般有较长的循环寿命； ②②蓄电池经常保有较多的备用安时容量，使光伏发电系蓄电池经常保有较多的备用安时容量，使光伏发电系统的供电保证率更高统的供电保证率更高 根据测算和实际运行经验，较适中的放电深度是根据测算和实际运行经验，较适中的放电深度是50%，，国外有关资料称国外有关资料称50%的放电深度为的放电深度为““最佳储能最佳储能- -成本系数成本系数””放出容量放出容量/％％102030405060708090100支持时间支持时间/h12345678910单体单体VRLA蓄蓄电池电压电池电压/V2.052.042.032.011.991.971.951.931.881.80704.4 VRLA蓄电池的使用与维护蓄电池的使用与维护 VRLA蓄电池运行的质量主要由三个方面决定：蓄电池运行的质量主要由三个方面决定： 产品质量，蓄电池生产环节；产品质量，蓄电池生产环节； 安装质量，蓄电池安装施工技术；安装质量，蓄电池安装施工技术； 运行维护质量，蓄电池运行技术管理运行维护质量，蓄电池运行技术管理。

维护人员要在充维护人员要在充分理解分理解VRLA蓄电池的工作原理和特性蓄电池的工作原理和特性 71724.4 VRLA蓄电池的使用与维护蓄电池的使用与维护4.4.1 VRLA蓄电池的安装蓄电池的安装　　1.验收验收　（　（1））VRLA蓄电池到货后应及时进行外观检查，因外观蓄电池到货后应及时进行外观检查，因外观缺损往往会影响产品的内在质量缺损往往会影响产品的内在质量　（　（2）根据）根据VRLA蓄电池的出厂时间，确定是否需要进行蓄电池的出厂时间，确定是否需要进行充电，并做端电压检查和容量测试、内阻测试如果充电，并做端电压检查和容量测试、内阻测试如果VRLA蓄电池到货后就只检查外观，不根据蓄电池的出厂时间进蓄电池到货后就只检查外观，不根据蓄电池的出厂时间进行充电便储存，常温下储存时间超过行充电便储存，常温下储存时间超过6个月（温度个月（温度>33℃为为3个月），它的技术性能指标肯定降低，甚至不能使用个月），它的技术性能指标肯定降低，甚至不能使用 734.4 VRLA蓄电池的使用与维护蓄电池的使用与维护 2.安装安装 蓄电池在搬运时，勿提拉极柱，以免损伤蓄电池安装蓄电池在搬运时，勿提拉极柱，以免损伤蓄电池。

安装蓄电池间连接器前，必须使单体排列整齐，以免极柱受力蓄电池间连接器前，必须使单体排列整齐，以免极柱受力使密封处发生泄漏，而导致蓄电池连接器发生腐蚀安装使密封处发生泄漏，而导致蓄电池连接器发生腐蚀安装时不能使用任何润滑剂或接触其它化学物品，以免侵蚀壳时不能使用任何润滑剂或接触其它化学物品，以免侵蚀壳体，造成外壳破裂和电解液泄漏体，造成外壳破裂和电解液泄漏 蓄电池的安装技术条件：蓄电池的安装技术条件：　（　（1）蓄电池安装前应彻底检查蓄电池的外壳，确保没有）蓄电池安装前应彻底检查蓄电池的外壳，确保没有物理损坏对于有湿润状的可疑点，可用万用表一端连接物理损坏对于有湿润状的可疑点，可用万用表一端连接蓄电池端柱，另一端接湿润处，如果电压为蓄电池端柱，另一端接湿润处，如果电压为0V，说明外壳，说明外壳未破损，如果电压大于未破损，如果电压大于0V，说明该处存在酸液，要进一步，说明该处存在酸液，要进一步仔细检查仔细检查744.4 VRLA蓄电池的使用与维护蓄电池的使用与维护 （（2）蓄电池应尽可能安装在清洁、阴凉、通风、干燥的）蓄电池应尽可能安装在清洁、阴凉、通风、干燥的地方，并避免受到阳光直射，远离加热器或其它辐射热源。

安装中根据蓄电地方，并避免受到阳光直射，远离加热器或其它辐射热源安装中根据蓄电池的极板结构合理选择安装方式，不可池的极板结构合理选择安装方式，不可倾斜蓄电池间应有通风措施蓄电池与蓄电池的间距一倾斜蓄电池间应有通风措施蓄电池与蓄电池的间距一般应大于般应大于50mm，以使蓄电池散热良好蓄电池间连线应符，以使蓄电池散热良好蓄电池间连线应符合放电电流的要求，对于并联的蓄电池组连线，其阻抗应合放电电流的要求，对于并联的蓄电池组连线，其阻抗应相等，蓄电池和充电装置及负载间的连接线不能过细或过相等，蓄电池和充电装置及负载间的连接线不能过细或过长，以免电流传导过程路上产生过大的电压降和由于长，以免电流传导过程路上产生过大的电压降和由于电能损耗而产生热量，给安全运行埋下隐患电能损耗而产生热量，给安全运行埋下隐患 754.4 VRLA蓄电池的使用与维护蓄电池的使用与维护 （（3））安装前安装前，应验证蓄电池生产与安装使用之间的时间，应验证蓄电池生产与安装使用之间的时间间隔；逐只测量蓄电池的开路电压新蓄电池一般要在间隔；逐只测量蓄电池的开路电压新蓄电池一般要在3个个月以内投入使用；搁置时间较长，应先对其进行充电后再月以内投入使用；搁置时间较长，应先对其进行充电后再使用。

使用 安装后安装后应测量蓄电池组电压应测量蓄电池组电压UD应大于等于应大于等于N 12V（（UD为蓄电池组端电压，为蓄电池组端电压，N为串联的为串联的VRLA蓄电池只数，相对于蓄电池只数，相对于12V的的VRLA蓄电池）如蓄电池）如UD小于小于N  12V，应逐只检查蓄，应逐只检查蓄电池如蓄电池组为两组蓄电池串联后再并联连接，在连电池如蓄电池组为两组蓄电池串联后再并联连接，在连接前应分别测量两组蓄电池端电压，接前应分别测量两组蓄电池端电压，UD1大于等于大于等于N 12V，，UD2大于等于大于等于N 12V（（N为并联支路串联的为并联支路串联的VRLA蓄电池蓄电池数）两组数）两组VRLA蓄电池的端电压误差应在允许范围内蓄电池的端电压误差应在允许范围内764.4 VRLA蓄电池的使用与维护蓄电池的使用与维护 （（4）蓄电池组不能采用新老结合的组合方式；不同容量）蓄电池组不能采用新老结合的组合方式；不同容量的蓄电池，绝对不可以在同一组中串联使用的蓄电池，绝对不可以在同一组中串联使用　（　（5）蓄电池安装前要清刷蓄电池端柱，去除端柱表面的）蓄电池安装前要清刷蓄电池端柱，去除端柱表面的氧化层以降低接触电阻。

氧化层以降低接触电阻 （（6）串联连接的回路组中应设有断路器以便维护并联）串联连接的回路组中应设有断路器以便维护并联组最好每组有一个断路器，便于日后维护更替操作组最好每组有一个断路器，便于日后维护更替操作 （（7）蓄电池与充电装置和负载之间各组）蓄电池与充电装置和负载之间各组VRLA蓄电池正蓄电池正极与正极、负极与负极的连接线的长短尽量一致，使在大极与正极、负极与负极的连接线的长短尽量一致，使在大电流放电时保持电流放电时保持VRLA蓄电池组间的运行平衡蓄电池组间的运行平衡 （（8）蓄电池组的正、负极汇流板与单体蓄电池汇流条间）蓄电池组的正、负极汇流板与单体蓄电池汇流条间的连接牢固可靠的连接牢固可靠774.4 VRLA蓄电池的使用与维护蓄电池的使用与维护 新安装的蓄电池组，应进行核对性放电实验，以后每隔新安装的蓄电池组，应进行核对性放电实验，以后每隔2～～3年进行一次核对性放电实验，运行了年进行一次核对性放电实验，运行了6年的年的 蓄电池，每蓄电池，每年做一次核对性放电实验若经过年做一次核对性放电实验若经过3次核对性放充电，次核对性放充电， 蓄电蓄电池组容量均达不到额定容量的池组容量均达不到额定容量的80%以上，可认为此组以上，可认为此组 A蓄蓄电池寿命终止，应予以更换。

电池寿命终止，应予以更换 784.4 VRLA蓄电池的使用与维护蓄电池的使用与维护 3.安装后检测安装后检测 主要的测试项目：主要的测试项目：　　（（1）容量测试）容量测试使被测VRLA蓄电池对负载在规定的时蓄电池对负载在规定的时间内放电间内放电(A·h)，以确定其容量以确定其容量 （（2）负载测试）负载测试用实际负载来测试用实际负载来测试VRLA蓄电池系蓄电池系统通过测试的结果，可以计算出一个客观准确的统通过测试的结果，可以计算出一个客观准确的VRLA蓄蓄电池容量及大电流放电特性建议在测试时，尽可能接近电池容量及大电流放电特性建议在测试时，尽可能接近或满足放电电流和时间的要求或满足放电电流和时间的要求 （（3）测量内部欧姆电阻）测量内部欧姆电阻内阻是反应内阻是反应VRLA蓄电池状态蓄电池状态的最佳标志，测量内阻的方法虽然没有负载测试那样绝的最佳标志，测量内阻的方法虽然没有负载测试那样绝对，但通过测量内阻至少能检测出对，但通过测量内阻至少能检测出80%～～90%有问题的有问题的VRLA蓄电池 794.4 VRLA蓄电池的使用与维护蓄电池的使用与维护4.4.2 VRLA蓄电池的正确使用蓄电池的正确使用　　1.太阳能光伏发电用太阳能光伏发电用VRLA蓄电池的使用特点蓄电池的使用特点 光伏发电系统用蓄电池可分为两种类型：光伏发电系统用蓄电池可分为两种类型：  户用系统户用系统，蓄电池的充、放电主要以一天或者几天为一，蓄电池的充、放电主要以一天或者几天为一个循环周期，以充、放电制方式运行，供电负载相对固定。

个循环周期，以充、放电制方式运行，供电负载相对固定对于这种系统，以设置过充电、过放电保护电路为主，核对于这种系统，以设置过充电、过放电保护电路为主，核心问题是蓄电池过充、过放电压的选择心问题是蓄电池过充、过放电压的选择  光伏电站光伏电站，蓄电池的充、放电主要以季节或年为循环周，蓄电池的充、放电主要以季节或年为循环周期，以循环方式运行，供电负载复杂多变且有优先级之分期，以循环方式运行，供电负载复杂多变且有优先级之分对于这种系统，不仅需要设置过充电、过放电保护电路，对于这种系统，不仅需要设置过充电、过放电保护电路，而且更需要依据负载的优先级合理分配蓄电池的剩余容量而且更需要依据负载的优先级合理分配蓄电池的剩余容量它的特点是持续放电电流较大，寿命只有它的特点是持续放电电流较大，寿命只有1～～2年左右 804.4 VRLA蓄电池的使用与维护蓄电池的使用与维护 太阳能光伏发电系统蓄电池的使用模式、充电模式、失太阳能光伏发电系统蓄电池的使用模式、充电模式、失效模式和环境情况与一般的应用差别较大它效模式和环境情况与一般的应用差别较大它放电电流较放电电流较小小，根据系统设计富裕量不同，一般以，根据系统设计富裕量不同，一般以25h率放电，率放电，放电放电深度为深度为20%～～50%。

为了能够高效地接受从发电系统中产生的电能，蓄电池为了能够高效地接受从发电系统中产生的电能，蓄电池通常处于通常处于不完全充电状态不完全充电状态(POSC)，大多时候保持放电状，大多时候保持放电状态；充电受气候的影响，有时以过放电静置在太阳能光态；充电受气候的影响，有时以过放电静置在太阳能光伏发电系统中，蓄电池充电由太阳电池直接提供，其充电伏发电系统中，蓄电池充电由太阳电池直接提供，其充电电流和充电电压随着太阳辐照度的变化而变化，有时充电电流和充电电压随着太阳辐照度的变化而变化，有时充电电压偏低，有时充电电压过高，由于蓄电池对充电方法特电压偏低，有时充电电压过高，由于蓄电池对充电方法特别敏感，易造成电池别敏感，易造成电池早期失效早期失效 814.4 VRLA蓄电池的使用与维护蓄电池的使用与维护 应用分析：应用分析： 发现由于发现由于VRLA蓄电池通常处于不完全充电状态，因此蓄电池通常处于不完全充电状态，因此极易引起正、负极板的硫酸盐化，从而导致蓄电池的容量极易引起正、负极板的硫酸盐化，从而导致蓄电池的容量损失；另外，若系统中充电电压不能根据温度变化自动调损失；另外，若系统中充电电压不能根据温度变化自动调节，则易造成高温条件下蓄电池过充电，而低温情况下蓄节，则易造成高温条件下蓄电池过充电，而低温情况下蓄电池充电不足，结果使蓄电池寿命提前终止。

电池充电不足，结果使蓄电池寿命提前终止 824.4 VRLA蓄电池的使用与维护蓄电池的使用与维护 2.太阳能光伏发电用太阳能光伏发电用VRLA蓄电池的主要技术要求蓄电池的主要技术要求 （（1）循环寿命要长）循环寿命要长 太阳能光伏发电系统中，要求蓄电池组寿命应达到太阳能光伏发电系统中，要求蓄电池组寿命应达到5年以年以上蓄电池应是适用于循环应用的长寿命电池一般太阳上蓄电池应是适用于循环应用的长寿命电池一般太阳能光伏发电系统设计蓄电池循环深度为能光伏发电系统设计蓄电池循环深度为50％，在此循环深％，在此循环深度下，循环寿命应达到度下，循环寿命应达到1000次以上 （（2）良好的低温放电性能）良好的低温放电性能　我国太阳能光伏发电系统使用地区，环境条件恶劣，室　我国太阳能光伏发电系统使用地区，环境条件恶劣，室外气温的变化范围为外气温的变化范围为 35～～+55℃，蓄电池的工作环境温度，蓄电池的工作环境温度为为 10～～+40℃，湿度为，湿度为90%，最高海拔高度为，最高海拔高度为5000m要特别注意蓄电池的气阀压力范围和高低温放电性能在特别注意蓄电池的气阀压力范围和高低温放电性能。

在 10℃时按时按10h率放电，要求放出实际容量率放电，要求放出实际容量80%以上 834.4 VRLA蓄电池的使用与维护蓄电池的使用与维护 （（3）良好的容量恢复性能）良好的容量恢复性能　太阳能光伏发电系统中蓄电池放电深度不稳定，蓄电池　太阳能光伏发电系统中蓄电池放电深度不稳定，蓄电池过放电后的容量恢复性能是一项重要指标，要求蓄电池过放电后的容量恢复性能是一项重要指标，要求蓄电池100%放电到放电到0V，搁置，搁置120h后，充电可恢复到实际容量的后，充电可恢复到实际容量的95%以上 （（4）良好的均衡性　）良好的均衡性　 太阳能光伏发电系统用蓄电池处于循环使用，系统中电太阳能光伏发电系统用蓄电池处于循环使用，系统中电池数量较多，因此对整组电池容量的均衡性要求较高参池数量较多，因此对整组电池容量的均衡性要求较高参照相关标准，配组的储能蓄电池容量偏差要求小于照相关标准，配组的储能蓄电池容量偏差要求小于5%，以，以提高整组蓄电池的循环寿命提高整组蓄电池的循环寿命 （（5）对蓄电池还应有防爆、阻燃、抗震）对蓄电池还应有防爆、阻燃、抗震的要求，其自放的要求，其自放电应小于电应小于4%/28d，恒流过充电寿命应符合，恒流过充电寿命应符合YD/T 799-2002标准的要求。

标准的要求 844.4 VRLA蓄电池的使用与维护蓄电池的使用与维护 3. VRLA蓄电池的使用蓄电池的使用 蓄电池蓄电池充电电压充电电压的要求是非常严格的，必须严格遵守的要求是非常严格的，必须严格遵守 VRLA蓄电池在运行中不析出气体是有条件的：蓄电池在运行中不析出气体是有条件的：VRLA蓄电池在存放期间内应无气体析出；充电电压在蓄电池在存放期间内应无气体析出；充电电压在2.35V/单单体（体（25℃）以下应无气体析出；放电期间内应无气体析出以下应无气体析出；放电期间内应无气体析出但当充电电压超过但当充电电压超过2.35V/单体时就有可能使气体析出单体时就有可能使气体析出 科学合理地设置科学合理地设置蓄电池的浮充电压均衡充电电压蓄电池的浮充电压均衡充电电压： （（1）） 全浮充电压定为全浮充电压定为2.23～～2.25V/单体（单体（25℃）较合适）较合适 （（2））均衡充电方法：均衡充电方法：  充电电压调到充电电压调到2.33V/单体（单体（25℃），充电），充电30h；；  充电电压调到充电电压调到2.35V/单体（单体（25℃），充电），充电20h。

控制蓄电池控制蓄电池端电压压差端电压压差的均匀一致性的均匀一致性（（<0.03V/单体单体）） 854.4 VRLA蓄电池的使用与维护蓄电池的使用与维护 3. VRLA蓄电池的使用蓄电池的使用 加尾加尾VRLA蓄电池的工作方式不可取蓄电池的工作方式不可取 不能从整组不能从整组VRLA蓄电池中抽出一部分蓄电池中抽出一部分VRLA蓄电池作其蓄电池作其它电源用它电源用 在正常使用情况下，要经常巡视、检查、测试在正常使用情况下，要经常巡视、检查、测试VRLA蓄电蓄电池，认真做好池，认真做好VRLA蓄电池的运行记录蓄电池的运行记录 应使用性能良好、具有自动控制和监测功能的充电装置应使用性能良好、具有自动控制和监测功能的充电装置当负载在正常范围内变化时，充电设备应达到当负载在正常范围内变化时，充电设备应达到 2%的稳压的稳压精度才能满足精度才能满足VRLA蓄电池说明书中所规定的技术要求蓄电池说明书中所规定的技术要求 864.4 VRLA蓄电池的使用与维护蓄电池的使用与维护 4. VRLA蓄电池搁置与放电蓄电池搁置与放电 尽量避免尽量避免VRLA蓄电池长期闲置不用或使蓄电池长期闲置不用或使VRLA蓄电池长蓄电池长期处于浮充状态而不放电。

对长期搁置不用的期处于浮充状态而不放电对长期搁置不用的VRLA蓄电池蓄电池必须每隔一定时间充电一次，以达到激活必须每隔一定时间充电一次，以达到激活VRLA蓄电池的目蓄电池的目的，尽可能恢复的，尽可能恢复VRLA蓄电池原有的容量蓄电池原有的容量 应定期对每个应定期对每个VRLA蓄电池作充、放电测量，检查蓄电池作充、放电测量，检查VRLA蓄电池的蓄电能力和充、放电特性，对不合格的蓄电池的蓄电能力和充、放电特性，对不合格的VRLA蓄电蓄电池，坚决给予更换蓄电池进行大容量放电后应及时再充池，坚决给予更换蓄电池进行大容量放电后应及时再充电，其间隔时间不应超过电，其间隔时间不应超过24h VRLA蓄电池的容量越大可靠性就越高的片面性蓄电池的容量越大可靠性就越高的片面性 874.4 VRLA蓄电池的使用与维护蓄电池的使用与维护4.4.3 VRLA蓄电池的维护蓄电池的维护　　1.维护工作的重要性维护工作的重要性　　VRLA蓄电池的维护工作是保证蓄电池的维护工作是保证VRLA蓄电池安全可靠运蓄电池安全可靠运行的重要环节行的重要环节 据统计：据统计：VRLA蓄电池供电系统的故障有蓄电池供电系统的故障有50%以上是因以上是因VRLA蓄电池组故障或因蓄电池组故障或因VRLA蓄电池维护不蓄电池维护不当造成的。

当造成的 造成造成VRLA蓄电池的使用寿命达不到设计要求的主要原因蓄电池的使用寿命达不到设计要求的主要原因有：有： （（1））VRLA蓄电池使用环境温度变化大（蓄电池使用环境温度变化大（ 15℃～～45℃）） （（2）大部分）大部分VRLA蓄电池放电终止电压设置不准造成蓄电池放电终止电压设置不准造成VRLA蓄电池组的深度放电蓄电池组的深度放电 884.4 VRLA蓄电池的使用与维护蓄电池的使用与维护 （（3））VRLA蓄电池组放电后没有及时进行充电，造成蓄电池组放电后没有及时进行充电，造成VRLA蓄电池极板硫化，使活性物质不能还原，造成蓄电池极板硫化，使活性物质不能还原，造成VRLA蓄电池容量严重下降蓄电池容量严重下降 （（4）系统采用的）系统采用的VRLA蓄电池的质量和性能的一致性较蓄电池的质量和性能的一致性较差，使差，使VRLA蓄电池供电系统的整体质量和性能难以保证蓄电池供电系统的整体质量和性能难以保证　（　（5）充电设备的性能不佳或功能不全若仅采用恒压充）充电设备的性能不佳或功能不全若仅采用恒压充电方式，充电初期，电方式，充电初期，VRLA蓄电池接受电荷能力强，充电电蓄电池接受电荷能力强，充电电流过大，正极板上的活性物质流过大，正极板上的活性物质PbSO4还原成还原成PbO2、负极板、负极板还原为还原为Pb时体积变化过于剧烈，收缩太快且不均匀，导致时体积变化过于剧烈，收缩太快且不均匀，导致VRLA蓄电池正极板弯曲膨胀、变形损坏。

蓄电池正极板弯曲膨胀、变形损坏　（　（6）浮充、均充点设置不合理，造成）浮充、均充点设置不合理，造成VRLA蓄电池欠充蓄电池欠充或过充过充会导致或过充过充会导致VRLA蓄电池析气、失水和变形蓄电池析气、失水和变形 894.4 VRLA蓄电池的使用与维护蓄电池的使用与维护 2. VRLA蓄电池的技术维护蓄电池的技术维护 （（1）日常维护）日常维护 VRLA蓄电池特性的变化是一个渐进和积累的过程，为了蓄电池特性的变化是一个渐进和积累的过程，为了保证保证VRLA蓄电池性能良好、确保蓄电池性能良好、确保VRLA蓄电池的使用寿蓄电池的使用寿命，应对命，应对VRLA蓄电池进行日常维护和定期检查蓄电池进行日常维护和定期检查 ①①日常管理周到、细致和规范，保证日常管理周到、细致和规范，保证VRLA蓄电池及充蓄电池及充电装置处于良好的运行状况，保证直流母线上的电装置处于良好的运行状况，保证直流母线上的电压电压和和VRLA蓄电池处于正常运行范围；尽可能地使蓄电池处于正常运行范围；尽可能地使VRLA蓄电蓄电池运行在池运行在最佳运行温度最佳运行温度范围内 904.4 VRLA蓄电池的使用与维护蓄电池的使用与维护 ②②VRLA蓄电池的日常维护中需经常检查的项目有：蓄电池的日常维护中需经常检查的项目有：　　　　 检测检测VRLA蓄电池的端电压；蓄电池的端电压；　　　　 检测检测VR以蓄电池的工作温度；以蓄电池的工作温度；　　　　 检测检测VRLA蓄电池连接处有无松动、腐蚀现象蓄电池连接处有无松动、腐蚀现象;检测检测连接条的压降；连接条的压降；　　　　 检测检测VRLA蓄电池外观是否完好、有无外壳变形和蓄电池外观是否完好、有无外壳变形和渗漏；渗漏；　　　　 检测极柱、安全阀周围是否有酸雾析出，保持检测极柱、安全阀周围是否有酸雾析出，保持VRLA蓄电池本身清洁。

蓄电池本身清洁　　安装好的　　安装好的VRLA蓄电池极柱应涂上中性凡士林，防止蓄电池极柱应涂上中性凡士林，防止腐蚀极柱定期清洁，以防腐蚀极柱定期清洁，以防VRLA蓄电池绝缘性降低蓄电池绝缘性降低 914.4 VRLA蓄电池的使用与维护蓄电池的使用与维护 ③③平时每组平时每组VRLA蓄电池至少应选择几只蓄电池至少应选择几只VRLA蓄电池蓄电池作标示，作为了解作标示，作为了解VRLA蓄电池组工作情况的参考，对标蓄电池组工作情况的参考，对标示示VRLA蓄电池应定期测量并做好记录蓄电池应定期测量并做好记录　　④④当在当在VRLA蓄电池组中发现有电压反极性、压降大、蓄电池组中发现有电压反极性、压降大、压差大和酸雾泄漏现象的压差大和酸雾泄漏现象的VRLA蓄电池时，应及时采取相蓄电池时，应及时采取相应的方法恢复或修复，对不能恢复或修复的要更换，对寿应的方法恢复或修复，对不能恢复或修复的要更换，对寿命已过期的命已过期的VRLA蓄电池组要及时更换蓄电池组要及时更换924.4 VRLA蓄电池的使用与维护蓄电池的使用与维护 （（2）定期检查）定期检查　　①①月度检查和维护项目保持月度检查和维护项目。

保持VRLA蓄电池清洁卫生，蓄电池清洁卫生，测量和记录测量和记录VRLA蓄电池的环境温度；逐个检查蓄电池的环境温度；逐个检查VRLA蓄蓄电池的清洁度、端子的损伤痕迹、外壳及壳盖的损坏或过电池的清洁度、端子的损伤痕迹、外壳及壳盖的损坏或过热痕迹；检查壳盖、极柱、安全阀周围是否有渗液和酸雾热痕迹；检查壳盖、极柱、安全阀周围是否有渗液和酸雾析出；检测析出；检测VRLA蓄电池外壳和极柱温度、单体和蓄电池外壳和极柱温度、单体和VRLA蓄电池组的浮充电压、蓄电池组的浮充电压、VRLA蓄电池组的浮充电流蓄电池组的浮充电流934.4 VRLA蓄电池的使用与维护蓄电池的使用与维护　　②②每半年检查每半年检查VRLA蓄电池组中各蓄电池组中各VRLA蓄电池的端电蓄电池的端电压和内阻，若单个压和内阻，若单个VRLA蓄电池的端电压低于其最低临界蓄电池的端电压低于其最低临界电压或电压或VRLA蓄电池内阻大于蓄电池内阻大于80m 时，应及时更换或进时，应及时更换或进行均衡充电同时应检查行均衡充电同时应检查VRLA蓄电池连线牢固程度，主蓄电池连线牢固程度，主要防止由于要防止由于VRLA蓄电池充放电过程中的温度变化导致连蓄电池充放电过程中的温度变化导致连线处松动或接触电阻过大。

线处松动或接触电阻过大　　③③每年以实际负荷做一次核对性放电，放出额定容量的每年以实际负荷做一次核对性放电，放出额定容量的30%~40%，并作均充；每，并作均充；每3年做一次容量试验，放电深度年做一次容量试验，放电深度为为80％％/C10，若该组，若该组VRLA蓄电池实放容量低于额定容量蓄电池实放容量低于额定容量的的80%，则认为该，则认为该VRLA蓄电池组寿命终止蓄电池组寿命终止944.4 VRLA蓄电池的使用与维护蓄电池的使用与维护 （（3））“三防、一及时三防、一及时”　　①①防高温；防高温；　　②②防过充电防过充电：：25℃时的浮充电压时的浮充电压U＝开路电压＝开路电压+极化电压极化电压＝＝ Uk＋（＋（0.10~0.18））或按蓄电池使用手册中给出浮充电压或按蓄电池使用手册中给出浮充电压值设定值设定 ；； 均、浮充电限流点可以按均、浮充电限流点可以按I充充＝＝(0.1～～0.125)C10进行设进行设定，最大充电电流不能大于定，最大充电电流不能大于10小时率充电电流的小时率充电电流的1.5倍，并倍，并要根据环境温度的变化对浮充电压进行补偿要根据环境温度的变化对浮充电压进行补偿。

③③防过放电；防过放电； 　　④④及时充电及时充电 954.4 VRLA蓄电池的使用与维护蓄电池的使用与维护　（　（4）核对性容量试验）核对性容量试验　由于无法测量　由于无法测量VRLA蓄电池的电解液密度，因此要准确蓄电池的电解液密度，因此要准确地了解容量，最有效的方法就是每年进行一次核对性容量地了解容量，最有效的方法就是每年进行一次核对性容量试验因落后试验因落后VRLA蓄电池也只有在放电状态下才能被正蓄电池也只有在放电状态下才能被正确判定，放电时一组确判定，放电时一组VRLA蓄电池中电压降低最快的一只蓄电池中电压降低最快的一只就是落后就是落后VRLA蓄电池，在不脱离负载的情况下，可以对蓄电池，在不脱离负载的情况下，可以对一只最差的一只最差的VRLA蓄电池进行放电，它的容量就代表该组蓄电池进行放电，它的容量就代表该组VRLA蓄电池的有效容量蓄电池的有效容量964.4 VRLA蓄电池的使用与维护蓄电池的使用与维护 （（5）容量恢复试验）容量恢复试验 容量恢复试验，让容量恢复试验，让VRLA蓄电池内的活性物质活化，以蓄电池内的活性物质活化，以恢复蓄电池的容量恢复蓄电池的容量。

主要主要方法：方法： 将蓄电池将蓄电池组脱离充电装置，在蓄电池组两端加上可调负组脱离充电装置，在蓄电池组两端加上可调负载，使蓄电池组的放电电流为额定容量的载，使蓄电池组的放电电流为额定容量的0.1倍，每半小时倍，每半小时记录一次蓄电池电压，直到蓄电池电压下降到记录一次蓄电池电压，直到蓄电池电压下降到1.8V/只（对只（对于于2V/只的单体蓄电池）或只的单体蓄电池）或10. 8 V/只（对于只（对于12 V/只的单体只的单体蓄电池）后停止放电，并记录时间静置蓄电池）后停止放电，并记录时间静置2h后，再用同样后，再用同样大小的电流对蓄电池进行恒流充电，使蓄电池电压上升到大小的电流对蓄电池进行恒流充电，使蓄电池电压上升到2.35 V/只或只或14.1V/只，保持该电压对蓄电池进行只，保持该电压对蓄电池进行8h的均衡充的均衡充电后，将恒压充电电压改为电后，将恒压充电电压改为2.25V/只或只或13.5V/只，进行浮充只，进行浮充充电974.4 VRLA蓄电池的使用与维护蓄电池的使用与维护 （（6）治疗性充、放电维护操作）治疗性充、放电维护操作　如果在半年内，　如果在半年内，VRLA蓄电池组从未放过电，应对蓄电池蓄电池组从未放过电，应对蓄电池组进行一次治疗性充、放电维护操作。

组进行一次治疗性充、放电维护操作　　根据治疗性充、放电过程，从放电容量和蓄电池电压值根据治疗性充、放电过程，从放电容量和蓄电池电压值判断每只蓄电池的判断每只蓄电池的“健康情况健康情况”，，因为在不同放电容量过因为在不同放电容量过程中，每只蓄电池的电压变化就代表了该蓄电池的程中，每只蓄电池的电压变化就代表了该蓄电池的“健康健康”状况，如有不合格蓄电池，应采取补救措施状况，如有不合格蓄电池，应采取补救措施 VRLA蓄电池端电压的测量应定期在放电状态下进行，而蓄电池端电压的测量应定期在放电状态下进行，而不能只在浮充状态下进行不能只在浮充状态下进行 984.5 蓄电池充放电管理蓄电池充放电管理 4.5.1 蓄电池充电管理蓄电池充电管理　　1.蓄电池温度蓄电池温度 充电充电 →温升，温升过高，电池寿命缩短；温度过低，蓄温升，温升过高，电池寿命缩短；温度过低，蓄电池容量减少，容易过度放电，电池寿命缩短电池容量减少，容易过度放电，电池寿命缩短 使用状态使用状态正常温度范围：正常温度范围：15~55℃；； 特殊情况，放电时不超过特殊情况，放电时不超过 15~55℃范围，范围， 充电时不超过充电时不超过0~60℃范围。

范围 放电终了，电解液温度最好维持在放电终了，电解液温度最好维持在40℃以下 994.5 蓄电池充放电管理蓄电池充放电管理4.5.1 蓄电池充电管理蓄电池充电管理 2.充电量充电量　蓄电池的充电量与放电量之比不能过高，若过高易使水　蓄电池的充电量与放电量之比不能过高，若过高易使水分解，气体产生，电解液明显减少，会使充电时温度上分解，气体产生，电解液明显减少，会使充电时温度上升，蓄电池寿命缩短假设充电量为放电量升，蓄电池寿命缩短假设充电量为放电量120%时的电时的电池，使用寿命有池，使用寿命有4年；当电池的充电量与放电量之比达到年；当电池的充电量与放电量之比达到150%时，该电池的寿命为时，该电池的寿命为4×120/150=3.2(年年)　充电不足又重复放电使用，则会严重影响电池寿命　充电不足又重复放电使用，则会严重影响电池寿命　　3.气体气体 充电场所必须通风良好，注意远离火源，避免触电充充电场所必须通风良好，注意远离火源，避免触电充电中产生的气体是氧气与氢气，氢气具有可燃性和爆炸电中产生的气体是氧气与氢气，氢气具有可燃性和爆炸性，若空气中的氢气达到性，若空气中的氢气达到3.8%以上，又离火源近，就会发以上，又离火源近，就会发生爆炸。

生爆炸1004.5 蓄电池充放电管理蓄电池充放电管理4.5.2放电时的管理放电时的管理　电池放电　电池放电→内阻增大完全放电时内阻为完全充电时的内阻增大完全放电时内阻为完全充电时的2~3倍严禁到达额定电压时继续放电，会缩短蓄电池寿倍严禁到达额定电压时继续放电，会缩短蓄电池寿命若电池电压达到厂家规定的最高电压时，则应停止使命若电池电压达到厂家规定的最高电压时，则应停止使用，马上充电每日反复充放电以供使用时，则电池寿命用，马上充电每日反复充放电以供使用时，则电池寿命将会因放电量的深浅，而受到影响将会因放电量的深浅，而受到影响 蓄电池的电解液比重几乎与放电量成比例测比重（兼蓄电池的电解液比重几乎与放电量成比例测比重（兼测温度，换算成测温度，换算成20℃时的比重），推算（监测）蓄电池的时的比重），推算（监测）蓄电池的放电量 蓄电池放电量不得大于蓄电池放电量不得大于80%1014.5 蓄电池充放电管理蓄电池充放电管理 1.放电状态与内部阻抗放电状态与内部阻抗　内部阻抗会因放电量增加而加大，尤其放电终点时，阻　内部阻抗会因放电量增加而加大，尤其放电终点时，阻抗最大，主要因为放电的进行，使得极板内产生电流的不抗最大，主要因为放电的进行，使得极板内产生电流的不良导体良导体——硫酸铅及电解液比重的下降，都导致内部阻抗硫酸铅及电解液比重的下降，都导致内部阻抗增强，故放电后，务必马上充电，若任其持续放电状态，增强，故放电后，务必马上充电，若任其持续放电状态，则硫酸铅形成安定的白色结晶后则硫酸铅形成安定的白色结晶后(即硫化现象即硫化现象)，即使充电，，即使充电，极板的活性物质也无法恢复原状，而将缩短电瓶的使用年极板的活性物质也无法恢复原状，而将缩短电瓶的使用年限。

限　　2.放电中的温度放电中的温度 当电池过度放电，内部阻抗即显著增加，因此蓄电池温当电池过度放电，内部阻抗即显著增加，因此蓄电池温度也会上升放电时的温度高，会提高充电完成时的温度也会上升放电时的温度高，会提高充电完成时的温度，因此，将放电终了时的温度控制在度，因此，将放电终了时的温度控制在40℃以下最好以下最好1024.5 蓄电池充放电管理蓄电池充放电管理4.5.3蓄电池自放电蓄电池自放电　蓄电池在开路不用时，其容量会自行逐渐下降，这就是　蓄电池在开路不用时，其容量会自行逐渐下降，这就是自放电现象蓄电池正极和负极在开路不用时都会产生自自放电现象蓄电池正极和负极在开路不用时都会产生自放电，究其原因如下：放电，究其原因如下：　　1.正极的自放电原因正极的自放电原因 ①①正极活性物质中若存在二价的铁离子，会被氧化为三正极活性物质中若存在二价的铁离子，会被氧化为三价的铁离子而造成正极活性物质的还原价的铁离子而造成正极活性物质的还原　　②②正极板栅中金属铅、锑、银等的氧化，造成的正极自正极板栅中金属铅、锑、银等的氧化，造成的正极自放电 PbO2＋＋Pb＋＋2H2SO4 ＝＝2PbSO4 ＋＋2H2OPbO2 ＋＋2Ag＋＋2H2SO4＝＝PbSO4 ＋＋Ag2SO4 ＋＋2H2O5PbO2＋＋2Sb＋＋6H2SO4＝＝(SbO2)2SO4 ＋＋5PbSO4 ＋＋6H2O1034.5 蓄电池充放电管理蓄电池充放电管理4.5.3蓄电池自放电蓄电池自放电　　 ③③极板孔隙深处和极板的外表面硫酸浓度之差会引起浓极板孔隙深处和极板的外表面硫酸浓度之差会引起浓差电池也一样会造成正极的自放电。

差电池也一样会造成正极的自放电 ④④负极负极氧氧气的产生气的产生PbO2＋＋H2＋＋H2SO4＝＝PbSO4＋＋2H2O　　⑤⑤电解质中杂质的存在隔板或电解质中若存在容易被氧电解质中杂质的存在隔板或电解质中若存在容易被氧化的杂质，会引起正极活性物质的还原化的杂质，会引起正极活性物质的还原1044.5 蓄电池充放电管理蓄电池充放电管理4.5.3 蓄电池自放电蓄电池自放电　　 2.负极产生自放电的原因负极产生自放电的原因　负极处的活性物质　负极处的活性物质(Pb粉粉)，电极电位比氢负，于是会在硫，电极电位比氢负，于是会在硫酸溶液中产生以下的置换氢气的反应酸溶液中产生以下的置换氢气的反应(这种现象叫作铅自这种现象叫作铅自溶溶)：：Pb＋＋H2SO4＝＝PbSO4 ＋＋H2↑　　 影响铅自溶的原因如下影响铅自溶的原因如下　　①①氧气从正极处溢出正极氧气从正极处溢出正极PbO2反应产生的氧气容易在负反应产生的氧气容易在负极被还原，即：极被还原，即：Pb ＋＋ O2＋＋ H2SO4 ＝＝H2O＋＋PbSO4容易促使负极铅自溶容易促使负极铅自溶1054.5 蓄电池充放电管理蓄电池充放电管理4.5.3 蓄电池自放电蓄电池自放电 ②②负极表面存在着金属杂质若这些杂质负极表面存在着金属杂质若这些杂质(铅、锑、银铅、锑、银)的氢的氢超电势值超电势值(氢析出的超电势氢析出的超电势)低时，就能与负极处的活性物质低时，就能与负极处的活性物质形成储能微电池，从而加速铅的自溶速度。

形成储能微电池，从而加速铅的自溶速度　　③③电解质中杂质的影响与负极活性物质产生的微电池也电解质中杂质的影响与负极活性物质产生的微电池也一样促使负极铅自溶蓄电池在放电状态下生成一样促使负极铅自溶蓄电池在放电状态下生成PbSO4，总，总会有一部分下沉，从而变成不能还原的会有一部分下沉，从而变成不能还原的PbSO4(只有只有PbSO4 　　在充电时能顺利地还原成在充电时能顺利地还原成Pb与与PbO2，电池的寿命才会长，电池的寿命才会长)，，从而缩短了蓄电池的寿命另外，从而缩短了蓄电池的寿命另外， PbSO4的下沉，往往还的下沉，往往还会造成电池内部的短路会造成电池内部的短路 　　1064.6 铅酸蓄电池的容量铅酸蓄电池的容量 电池的容量可以分为三种：电池的容量可以分为三种： 一种是一种是理论容量理论容量，它是依据活性物质的量按法拉第定律，它是依据活性物质的量按法拉第定律计算求得的；理论容量是假设极板上的活性物质全部用于计算求得的；理论容量是假设极板上的活性物质全部用于放电时的电量，这实际上是不可能的；放电时的电量，这实际上是不可能的； 第二种容量是第二种容量是实际容量实际容量，由于不可能全部的活性物质都，由于不可能全部的活性物质都参加反应，所以在一定条件下实际放出的电量，总是低于参加反应，所以在一定条件下实际放出的电量，总是低于理论容量。

理论容量 第三种容量是在设计电池时，在规定放电条件下应该放第三种容量是在设计电池时，在规定放电条件下应该放出的出的最低限度的电量最低限度的电量 实际容量与理论容量之比叫做活性物质的实际容量与理论容量之比叫做活性物质的利用率利用率 1074.6 铅酸蓄电池的容量铅酸蓄电池的容量 提高铅酸蓄电池实际电容量的方法：提高铅酸蓄电池实际电容量的方法： （（1）增加活性物质的数量）增加活性物质的数量 活性物质参加反应量的多少与极板的厚度有关由于小活性物质参加反应量的多少与极板的厚度有关由于小电流长时间放电时，电解液能渗透到极板深层的活性物质电流长时间放电时，电解液能渗透到极板深层的活性物质孔隙中，活性物质利用率高，放电容量就大反之，即短孔隙中，活性物质利用率高，放电容量就大反之，即短时间内，放电电流过大，极板表面生成的硫酸铅易堵塞活时间内，放电电流过大，极板表面生成的硫酸铅易堵塞活性物质的孔隙，导致极板深层的活性物质得不到电解液的性物质的孔隙，导致极板深层的活性物质得不到电解液的及时补充而中断反应因此，采用大电流短时间放电，放及时补充而中断反应。

因此，采用大电流短时间放电，放电容量只取决于极板面积的大小电容量只取决于极板面积的大小1084.6 铅酸蓄电池的容量铅酸蓄电池的容量 提高铅酸蓄电池实际电容量的方法提高铅酸蓄电池实际电容量的方法：： (2)活性物质的孔隙率的影响活性物质的孔隙率的影响—最佳的孔隙率最佳的孔隙率 活性物质中孔洞所占的总体积活性物质中孔洞所占的总体积(容积容积)与活性物质总的体积与活性物质总的体积(容积容积)之比，叫做活性物质的之比，叫做活性物质的孔隙率孔隙率(又称又称孔隙度孔隙度)活性物质的孔隙率愈大，实际孔洞就愈多，活性物质就少虽然质的孔隙率愈大，实际孔洞就愈多，活性物质就少虽然孔隙率大，电解液与活性物质接触面积大，铅酸蓄电池放孔隙率大，电解液与活性物质接触面积大，铅酸蓄电池放电量大，但因孔洞过多，活性物质太少，铅酸蓄电池放电电量大，但因孔洞过多，活性物质太少，铅酸蓄电池放电量反而减少，因此，一定存在一个量反而减少，因此，一定存在一个最佳的孔隙率最佳的孔隙率，一般正，一般正极板孔隙率为极板孔隙率为55%，负极板孔隙率约为，负极板孔隙率约为60%此外，当活此外，当活性物质组成中二氧化铅中的性物质组成中二氧化铅中的 -PbO2多时，放电容量就大。

多时，放电容量就大 1094.6 铅酸蓄电池的容量铅酸蓄电池的容量 提高铅酸蓄电池实际电容量的方法：提高铅酸蓄电池实际电容量的方法： （（3)电解液温度、密度和纯度对蓄电池容量的影响电解液温度、密度和纯度对蓄电池容量的影响　温度低，硫酸电解液的黏度和电阻都增大，扩散困难，　温度低，硫酸电解液的黏度和电阻都增大，扩散困难，浓度差急剧增加，电阻增大，使活性物质内部的化学反应浓度差急剧增加，电阻增大，使活性物质内部的化学反应难以进行电解液密度低了，参加反应的硫酸量不够；但难以进行电解液密度低了，参加反应的硫酸量不够；但密度太高，电解液的黏度和电阻也会增加起初用的铅酸密度太高，电解液的黏度和电阻也会增加起初用的铅酸蓄电池一般采用蓄电池一般采用1.270~1.290g/cm3的电解液的电解液 放电电流也会影响铅酸蓄电池的容量利用较小电流放放电电流也会影响铅酸蓄电池的容量利用较小电流放电时，电流密度小，铅离子的数量在电极附近少，即铅离电时，电流密度小，铅离子的数量在电极附近少，即铅离子过饱和度小，容易形成疏松的晶粒粗大的硫酸铅盐层，子过饱和度小，容易形成疏松的晶粒粗大的硫酸铅盐层，有利于硫酸电解液通过孔隙扩散到极板深处与活性物质接有利于硫酸电解液通过孔隙扩散到极板深处与活性物质接触，放电容量也提高了。

触，放电容量也提高了 1104.6 铅酸蓄电池的容量铅酸蓄电池的容量 提高铅酸蓄电池实际电容量的方法：提高铅酸蓄电池实际电容量的方法：　　(4)铅酸蓄电池不能闲置时间太长铅酸蓄电池不能闲置时间太长　铅酸蓄电池闲置时间长，会造成容量越来越低　铅酸蓄电池闲置时间长，会造成容量越来越低,如图如图6-2所所示图图6-2 闲置时间与残存容量比的关系闲置时间与残存容量比的关系1114.7 铅酸蓄电池的极板化成铅酸蓄电池的极板化成 极板化成是利用化学和电化学反应使极板转化成具有电极板化成是利用化学和电化学反应使极板转化成具有电化学特征的正、负极的过程极板化成时需要用直流电源化学特征的正、负极的过程极板化成时需要用直流电源在正、负极板间施加电压在正、负极板间施加电压,形成电流通过电极而实现电极物形成电流通过电极而实现电极物质的氧化一还原反应质的氧化一还原反应,这个过程就叫做电化学反应过程在这个过程就叫做电化学反应过程在极板化成的中后期将会有极板化成的中后期将会有氧气氧气和和氢气氢气排出这是由于电解排出这是由于电解液分解成水的原因而水又进一步分解为氧气和氢气因液分解成水的原因而水又进一步分解为氧气和氢气。

因此此,极板化成极板化成,肯定有少量的气体排出肯定有少量的气体排出,如果有大量的气体排出如果有大量的气体排出则表明电池被过充电这是往往有火花产生则表明电池被过充电这是往往有火花产生,将可能导致电将可能导致电池爆炸 1124.8 铅酸蓄电池的失效原因及其修复方法铅酸蓄电池的失效原因及其修复方法 铅酸蓄电池突出的问题是使用寿命较短，增加太阳能光铅酸蓄电池突出的问题是使用寿命较短，增加太阳能光伏发电成本伏发电成本6.11.1 铅酸蓄电池失效的原因铅酸蓄电池失效的原因 (1)正极板的腐蚀变型正极板的腐蚀变型 (2)正极板活性物质脱落、软化正极板活性物质脱落、软化 (3)不可逆硫酸盐化不可逆硫酸盐化 (4)容量过早的损失容量过早的损失 (5)热失效热失效 (6)负极汇流排的腐蚀负极汇流排的腐蚀 (7)隔膜穿孔造成短路隔膜穿孔造成短路1134.8 铅酸蓄电池的失效原因及其修复方法铅酸蓄电池的失效原因及其修复方法6.11.2 影响铅酸蓄电池寿命的因素影响铅酸蓄电池寿命的因素 铅酸蓄电池的失效是综合结果：铅酸蓄电池的失效是综合结果： 极板的内在因素，诸如活性物质的组成、晶型、孔隙极板的内在因素，诸如活性物质的组成、晶型、孔隙率、极板尺寸、板栅材料和结构等；率、极板尺寸、板栅材料和结构等； 蓄电池使用的外在因素，如放电电流密度、电解液浓度蓄电池使用的外在因素，如放电电流密度、电解液浓度和温度、放电深度、维护状况和储存时间等。

和温度、放电深度、维护状况和储存时间等 1144.8 铅酸蓄电池的失效原因及其修复方法铅酸蓄电池的失效原因及其修复方法 1.主要的外部因素主要的外部因素　　①①深度放电深度放电 深循环使用、浅循环使用、浮充使用深循环使用、浅循环使用、浮充使用 ； ②②过充电程度过充电程度 ；； ③③温度的影响温度的影响 铅酸蓄电池寿命随温度升高而延长正常铅酸蓄电池寿命随温度升高而延长正常使用范围：使用范围：10~45℃ ； ④④硫酸浓度的影响硫酸浓度的影响 ⑤⑤放电电流密度的影响放电电流密度的影响 ⑥⑥失水的影响失水的影响 　　⑦⑦低锑为板栅合金时的影响低锑为板栅合金时的影响 1154.8 铅酸蓄电池的失效原因及其修复方法铅酸蓄电池的失效原因及其修复方法 2.解决方法解决方法　　　　①①控制正极板锡的含量，对于深循环的电池基本上采控制正极板锡的含量，对于深循环的电池基本上采用用1.5%~2%的锡的含量的锡的含量　　　　②②铅酸蓄电池不能闲置时间太长铅酸蓄电池不能闲置时间太长　　　　③③电解液浓硫酸的含量不宜过高电解液浓硫酸的含量不宜过高　　　　④④避免过充电次数太多，起始充电电流连续过低。

避免过充电次数太多，起始充电电流连续过低　　　　⑤⑤减少深度放电减少深度放电　　　　⑥⑥提高装配压力提高装配压力　　　　⑦⑦活性物质利用率高，放电容量就大，但也不要通过活性物质利用率高，放电容量就大，但也不要通过过高的活性物质利用率来提高电池容量早期容量产生损过高的活性物质利用率来提高电池容量早期容量产生损失的电池，可以恢复失的电池，可以恢复1164.8 铅酸蓄电池的失效原因及其修复方法铅酸蓄电池的失效原因及其修复方法 3.主要事项主要事项 出现电池容量下降的现象，一定要鉴别是否是在前出现电池容量下降的现象，一定要鉴别是否是在前20个个循环发生如果对于中后期发生容量下降的电池，采用以循环发生如果对于中后期发生容量下降的电池，采用以上方法只能够破坏电池的正极板，而导致正极板软化上方法只能够破坏电池的正极板，而导致正极板软化 电池容量下降的主要原因是电池容量下降的主要原因是电池失衡电池失衡引起的 一般一般12V的电池，充电电压要大于的电池，充电电压要大于16V，，充电机的电压充电机的电压过低时，就易引起电池失衡过低时，就易引起电池失衡 一组电瓶装在一起用时，电瓶的每格自放电不可能绝对一组电瓶装在一起用时，电瓶的每格自放电不可能绝对相等，相等， 引起充电失衡。

引起充电失衡1174.8 铅酸蓄电池的失效原因及其修复方法铅酸蓄电池的失效原因及其修复方法 引起充电失衡问题的根源就是不能使用恒压充电机，采引起充电失衡问题的根源就是不能使用恒压充电机，采用恒压充电机，恒压值过低就会出现以上现象，恒压值过用恒压充电机，恒压值过低就会出现以上现象，恒压值过高就会使电池热失控，最好的办法是采用多种电流，多种高就会使电池热失控，最好的办法是采用多种电流，多种电压的多段式充电机，而且充电终了时要有一个电电压的多段式充电机，而且充电终了时要有一个电压较高压较高而电流较小的小电流长充来平衡电池电量而电流较小的小电流长充来平衡电池电量 实现过充电修复的方法实现过充电修复的方法——脉冲的方法脉冲的方法 其基本原理如下：采用高电压、大电流的脉冲，克服电其基本原理如下：采用高电压、大电流的脉冲，克服电池多种原因形成的电池接受能力下降的问题，由于是采用池多种原因形成的电池接受能力下降的问题，由于是采用脉冲形式，在大电流脉冲消失以后，通过电池本身的脉冲形式，在大电流脉冲消失以后，通过电池本身的(或或者外加的条件者外加的条件)去极化能力，而不形成严重的副反应。

去极化能力，而不形成严重的副反应 1184.9 铅酸蓄电池对环境的污染铅酸蓄电池对环境的污染•铅酸蓄电池是一项非常成熟的技术，目前占所有蓄电池铅酸蓄电池是一项非常成熟的技术，目前占所有蓄电池70%的市场的市场份额，广泛应用于国民经济和人们日常生活的各个方面没有铅酸份额，广泛应用于国民经济和人们日常生活的各个方面没有铅酸蓄电池的社会是不可想象的：机动车辆无法启动；通信基站和通信蓄电池的社会是不可想象的：机动车辆无法启动；通信基站和通信设备无法运行；大多数工厂将会停工；航母和潜艇也会搁浅；设备无法运行；大多数工厂将会停工；航母和潜艇也会搁浅；……•铅酸蓄电池曾被世界环保专家列为世界三大公害之一，但经过多年铅酸蓄电池曾被世界环保专家列为世界三大公害之一，但经过多年的技术改进，铅酸蓄电池是目前循环利用最好、回收率最高、污染的技术改进，铅酸蓄电池是目前循环利用最好、回收率最高、污染最小的电池，由传统的开口式转变为阀控密封式，使用过程不会造最小的电池，由传统的开口式转变为阀控密封式，使用过程不会造成污染；废旧铅酸蓄电池回收再利用技术也很成熟铅酸蓄电池的成污染；废旧铅酸蓄电池回收再利用技术也很成熟。

铅酸蓄电池的污染主要产生于蓄电池制造、检测环节排放的重金属铅和酸性物质污染主要产生于蓄电池制造、检测环节排放的重金属铅和酸性物质如今的环保技术完全能保证废水、废气中的污染物排放达标，只如今的环保技术完全能保证废水、废气中的污染物排放达标，只要在生产和应用过程中，遵守操作规程，加强环保意识，便可实现要在生产和应用过程中，遵守操作规程，加强环保意识，便可实现减少污染、保护环境的目的减少污染、保护环境的目的 119第第4章章 光伏蓄电池光伏蓄电池 作业：作业： 4-2，，4-3，，4-4；； 4-5，，4-6，，4-7；； 4-8，，4-9，，4-12，，4-13120。