[科普中国]-免维护蓄电池

密封免维护蓄电池采用九十年代最新设计的全密封结构及现代化生产工艺。使其具有高性能、长寿命、无污染、免维护、安全可靠的卓越性能。

原理在充电时，电能转化为化学能，放电时化学能又转化为电能。电池在放电时，金属铅是负极，发生氧化反应，被氧化为硫酸铅；二氧化铅是正极，发生还原反应，被还原为硫酸铅。电池在用直流电充电时，两极分别生成铅和二氧化铅。移去电源后，它又恢复到放电前的状态，组成内部动态平衡的化学电池。铅蓄电池是能反复充电、放电的电池，又叫做二次电池。

铅酸蓄电池反应化学方程式如下：

放电→

PbO2+2H2SO4+Pb≒PbSO4+2H2O+PbSO4

←充电

定义密封免维护蓄电池采用九十年代最新设计的全密封结构及现代化生产工艺。使其具有高性能、长寿命、无污染、免维护、安全可靠的卓越性能。

分类常用的蓄电池主要分为四类,分别为普通蓄电池、干荷蓄电池、湿荷蓄电池和免维护蓄电池四种。

普通蓄电池

普通蓄电池的极板是由铅和铅的氧化物构成，电解液是硫酸的水溶液。它的主要优点是电压稳定、价格便宜；缺点是比能低(即每公斤蓄电池存储的电能)、使用寿命短和日常维护频繁。

干荷蓄电池

它的全称是干式荷电铅酸蓄电池，它的主要特点是负极板有较高的储电能力，在完全干燥状态下，能在两年内保存所得到的电量，使用时，只需加入电解液，等过20—30分钟就可使用。

湿荷蓄电池

它的极板为荷电状态，带有少量电解液，而大部分电解液被吸入隔板和极板中贮存的一种蓄电池。

免维护蓄电池

免维护蓄电池由于自身结构上的优势，电解液的消耗量非常小，在使用寿命内基本不需要补充蒸馏水。它还具有耐震、耐高温、体积小、自放电小的特点。使用寿命一般为普通蓄电池的两倍。市场上的免维护蓄电池也有两种：第一种在购买时一次性加电解液以后使用中不需要维护(添加补充液)；另一种是电池本身出厂时就已经加好电解液并封死，用户根本就不能加补充液。

结构一般的蓄电池铅酸蓄电池是由正负极板、隔板、壳体、电解液和接线桩头等组成，其放电的化学反应是依靠正极板活性物质(二氧化铅和铅)和负极板活性物质 (海绵状纯铅)在电解液(稀硫酸溶液)的作用下进行，其中极板的栅架，传统蓄电池用铅锑合金制造，免维护蓄电池是用铅钙合金制造，前者用锑，后者用钙，这是两者的根本区别点。不同的材料就会产生不同的现象：传统蓄电池在使用过程中会发生减液现象，这是因为栅架上的锑会污染负极板上的海绵状纯铅，减弱了完全充电后蓄电池内的反电动势，造成水的过度分解，大量氧气和氢气分别从正负极板上逸出，使电解液减少。用钙代替锑，就可以改变完全充电后的蓄电池的反电动势，减少过充电流，液体气化速度减低，从而减低了电解液的损失。

由于免维护蓄电池采用铅钙合金栅架，充电时产生的水分解量少，水份蒸发量低，加上外壳采用密封结构，释放出来的硫酸气体也很少，所以它与传统蓄电池相比，具有不需添加任何液体，对接线桩头、电线腐蚀少，抗过充电能力强，起动电流大，电量储存时间长等优点。

免维护蓄电池因其在正常充电电压下，电解液仅产生少量的气体，极板有很强的抗过充电能力，而且具有内阻小、低温起动性能好、比常规蓄电池使用寿命长等特点，因而在整个使用期间不需添加蒸馏水，在充电系正常情况下，不需从拆下进行补充充电。但在保养时应对其电解液的比重进行检查。

大多数免维护蓄电池在盖上设有一个孔形液体(温度补偿型)比重计，它会根据电解液比重的变化而改变颜色。可以指示蓄电池的存放电状态和电解液液位的高度。当比重计的指示眼呈绿色时，表明充电已足，蓄电池正常；当指示眼绿点很少或为黑色，表明蓄电池需要充电；当指示眼显示淡黄色，表明蓄电池内部有故障，需要修理或进行更换。

有条件时，对免维护蓄电池可用具有电流-电压特性的充电设备进行充电。该设备即可保证充足电，又可避免过充电而消耗较多的水。

一般这类免维护电池从出厂到使用可以存放10个月，其电压与电容保持不变，质量差的在出厂后的3个月左右电压和电容就会下降。在购买时选离生产日期有3个月的，当场就可以检查电池的电压和电容是否达到说明书上的要求，若电压和电容都有下降的情况则说明它里面的材质不好，那么电池的质量肯定也不行，有可能是加水电池经过经销商充电后伪装而成的。

使用维护免维护蓄电池也可以进行补充充电，充电方式与普通蓄电池的充电方法基本一样。充电时每单格电压应限制在2．3-2．4V间。注意使用常规充电方法充电会消耗较多的水，充电时充电电流应稍小些(5A以下)。不能进行快速充电，否则，蓄电池可能会发生爆炸，导致伤人。当免维护蓄电池的比重计，显示为淡黄色或红色时，说明该蓄电池已接近报废，即使再充电，使用寿命也不长。此时的充电只能做为救急的权宜之计。

正确维护蓄电池的正确使用和维护主要有以下7点：

1、检查蓄电池在支架上的固定螺栓是否拧紧,安装不牢靠会因行车震动而引起壳体损坏。另外不要将金属物放在蓄电池上以防短路。

2、时常查看极柱和接线头连接得是否可靠。为防止接线柱氧化可以涂抹凡士林等保护剂。

3、不可用直接打火(短路试验)的方法检查蓄电池的电量这样会对蓄电池造成损害。

4、普通铅酸蓄电池要注意定期添加蒸馏水。干荷蓄电池在使用之前最好适当充电。至于可加水的免维护蓄电池并不是不能维护适当查看必要时补充蒸馏水有助于延长使用寿命。

5、蓄电池盖上的气孔应通畅。蓄电池在充电时会产生大量气泡若通气孔被堵塞使气体不能逸出当压力增大到一定的程度后就会造成蓄电池壳体炸裂。

6、在蓄电池极柱和盖的周围常会有黄白色的糊状物,这是因为硫酸腐蚀了根柱、线卡、固定架等造成的。这些物质的电阻很大，要及时清除。

7、当需要用两块蓄电池串联使用时蓄电池的容量最好相等。否则会影响蓄电池的使用寿命。

UPS中的作用

蓄电池是UPS的储能装置。市电正常供电时，它依靠充电电路将市电提供的电能转化为化学能储存起来；市电中断供电时，它将化学能转化为电能释放出来维持UPS不间断供电。

蓄电池选择

UPS所选用的蓄电池要注意标机或后备时间较短必须具有在短时间内能输出大电流的特性。常用的蓄电池有3种，这3种都属于铅酸蓄电池，其型号为HS（涂浆式高效铅电池）、CS（覆盖式铅电池）和M（密封铅酸电池），而密封铅酸蓄电池是最常用的。密封铅酸蓄电池的电解液基本恒定，无损耗。这是因为密封铅酸蓄电池采用了先进的阴极吸收式密封技术。这一技术的采用，可把补加蒸馏水的间隔时间延长到5年以上，为了保证密封电池安全、可靠的工作，要求给蓄电池充电时的充电电流不得超过电池允许的最大充电电流值。UPS的充电器均采用分级恒流恒压充电方式，即在充电初期采用恒流充电，其充电电流限制在规定值或电池额定容量十分之一的电流值。充电一定时间后，改为恒压充电，即浮充电。

注意事项1、因电池系湿荷电出厂，故在运输、安装过程中，必须小心搬运、防止短路；2、由于电池组件电压较高，存在电击危险，因此在装卸导电联接片时应使用绝缘工具，安装或搬运电池时要戴绝缘手套、围裙和防护眼镜，电池在搬运安装过程中，只能使用柔软的吊带，不能使用钢丝绳等，搬运时，不得触动极柱和安全排气阀；

3、脏污的连接或连接条不牢均可能引起电池打火，所以要保持连接条在连接处的清洁，并拧紧连接螺丝，使扭矩达到规定值11.3N.M。单体电池采用不锈钢或镀铅的螺栓、镀铅铜连接条和平垫圈串联连接；

4、电池之间、电池组件之间以及电池组与直流屏之间的连接应合理方便，电压降尽量小，不同容量、不同性能的蓄电池不能混合使用。安装末端连接件和导通电池系统前，应认真检查电池系统的总电压和正、负极，以保证安装正确；

5、蓄电池与充电器或负载连接时，电路开关应位于“断开”位置，并保证连接正确；蓄电池的正极与充电器的正极连接；负极与充电器的负极连接；

6、电池在安装前可在0℃-35℃的环境下存放，储存期超过6个月的电池应进行充电维护，存放地点应干燥、清洁、通风1。

保养要求

1、检查蓄电池在车上是否固定好，外壳表面是否有磕碰伤；

2、蓄电池电缆是否连接可靠，排气孔是否有灰尘；

3、通过蓄电池上的电眼检查充电情况和质量状态，绿色表示合格，黑色表示亏电，白色表示电池损坏需要更换。

补充充电1、如果长时间不使用车辆或充电系统有故障，当蓄电池负载电压低于10V，空载电压低于12．4V必须补充充电；

2、采风恒电限流充电方法，多只蓄电池充电必须采用串联连接；

3、充电第一阶段，以蓄电池容量的1/10电流充电，其充电电流为6A。充电至平均每只电池电压达到16A后转为第二阶段充电；

4、充电第二阶段，以蓄电池容量x0．045的电流充电，如6－QW－60蓄电池，充电电流为60x0．045=2．7A。充电至平均每只电池电压达到16V后再继续充3－5个小时；

5、充电时电解液温度超过40度时，应采取停止充电，减少电流或物理降温，当温度达到45度时必须停止充电；

6、充电间保证良好通风，不许有明火和易燃物；

7、充足电标准，电眼为绿色。

充电1、快速充电仅限于汽车不能启动的应急措施，时间容许的条件下尽量采用普通充电机；

2、快速充电电流为蓄电池容量的3/10；

3、快速充电时间不超过2小时。

诊断1、关闭附加电器的情况下，测量各种发动机转速下的蓄电池两极柱间电压，应在13．8－14．5V之间，如低于13．8V说明充电系统输出容量不够，高于14．4V说明电压调节器失控，需要检查具体故障原因；

2、关闭所有用电器，拆开蓄电池电缆，在电缆夹与极柱间串入电流表，测量漏电流。除去石英钟、各控制单元正常耗电，如漏电流过大，可依次拨开各保险观察漏电是否减小；

3、如果电眼颜色为绿色，但存在起动机转速较低的情况，需要使用蓄电池检测仪检查蓄电池放电电压。测量时电压高于10V经充电可正常使用，电压低于10V经充电后可能仍存在亏电现象，应更换新蓄电池。

使用1. 电池使用在自然通风良好,环境温度最好在25±10℃的工作场所。

2.电池在这些条件下使用将十分安全:导电连接良好，不严重过充，热源不直接辐射，保持自然通风。

注意1.蓄电池应离开热源和易产生火花的地方，其安全距离应大于0.5m。

2.蓄电池应避免阳光直射，不能置于大量放射性、红外线辐射、紫外线辐射、有机溶剂气体和腐蚀气体的环境中。

3.安装地面应有足够的承载能力。

4.由于电池组件电压较高，存在电击危险，因此在装卸导电连接条时应使用绝缘工具，安装或搬运电池时应戴绝缘手 套、围裙和防护眼镜。电池在安装搬运过程中，只能使用非金属吊带，不能使用钢丝绳等。

5.脏污的连接条或不紧密的连接均可引起电池打火，甚至损坏电池组，因此安装时应仔细检查并清除连接条上的脏污，拧紧连接条。

6.电池外壳，不能使用有机溶剂清洗，不能使用二氧化碳灭火器扑灭电池火灾，可用四氯化碳之类的灭火器具。

7.蓄电池与充电器或负载连接时，电路开关应位于“断开”位置，并保证连接正确:蓄电池的正极与充电器的正极连接，负极与负极连接。

运输储存1. 由于有的电池重量较重，必需注意运输工具的选用，严禁翻滚和摔掷有包装箱的电池组。

2.搬运电池时不要触动极柱和安全阀。

3.蓄电池为带液荷电出厂，运输中应防止电池短路。

4.电池在安装前可在0～35℃的环境下存放，但存放不能超过六个月，超过六个月储存期的电池应充电维护，存放地点应清洁、通风、干燥。2

使用注意1. 蓄电池荷电出厂，从出厂到安装使用，电池容量会受到不同程度的损失，若时间较长，在投入使用前应进行补充充电。如果蓄电池储存期不超过一年，在恒压2.27V/只的条件下充电5天。如果蓄电池储存期为1～2年，在恒压2.33V/只条件下充电5天。

2.蓄电池浮充使用时，应保证每个单体电池的浮充电压值为2.25～2.30V，如果浮充电压高于或低于这一范围，则将会减少电池容量或寿命。

3.当蓄电池浮充运行时，蓄电池单体电池电压不应低于2.20V,如单体电压低于2.20V，则需进行均衡充电。均衡充电的方法为:充电电压2.35V/只，充电时间12小时。

4.蓄电池循环使用时，在放电后采用恒压限流充电。充电电压为2.35～2.45V/只，最大电流不大于0.25C10 具体充电方法为:先用不大于上述最大电流值的电流进行恒流充电，待充电到单体平均电 压升到2.35～2.45V时改用平均单体电压为2.35～2.45V恒压充电，直到充电结束。

5.电池循环使用时充电完全的标志: 在上述限流恒压条件下进行充电，其充足电的标志，可以在以下两条中任选一条作为判断依据:

（1）充电时间18～24小时（非深放电时间可短） 。

（2）充电末期连续三小时充电电流值不变化。

（3） 恒压2.35～2.45V充电的电压值，是环境温度为25℃的规定值。当环境温度高于25℃时，充电电压要相应降低，防止造成过充电。当环境温度低于25℃时，充电电压应提高，以防止充电不足。通常降低或提高的幅度为每变化1℃每个单体增减0.005V。

6.蓄电池放电后应立即再充电，若放电后的蓄电池搁置时间太长，即使再充电也不能恢复其原容量。

7.电池使用时，务必拧紧接线端子的螺栓，以免引起火花及接触不良。

警示1本蓄电池为铅酸蓄电池，具有较强的腐蚀性，请远离儿童，使用者操作电池时应戴防护眼镜和橡胶手套，一旦眼睛、皮肤和衣服溅到硫酸时立即用大量清水冲洗，严重者应立即就医治疗。

2.蓄电池应远离热源和明火，充电及使用时应保持通风。谨防炸裂伤人。

3.该蓄电池为带液密封免维护蓄电池，不得擅自拆开，以免引起爆炸3。

本词条内容贡献者为:

石季英 - 副教授 - 天津大学