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第1章 蓄电池
二、铅蓄电池的型号
蓄电池的型号按JB2599－1985《铅蓄电池产品型号编制方法》的规定，铅蓄电池型号的编制和含义如下：
串联的单格电池数 蓄电池类 型 蓄电池特 征 蓄电池容 量 特殊 性 能
（1）串联的单格电池数是指该电池总成所包含的单格电池数目，用阿拉伯数字表示。
（2）蓄电池类型是根据其主要用途来划分的。如起动用蓄电池代号为“Q”，摩托车用蓄电池代号为“M”。
（3）蓄电池特征为附加部分，仅在同类用途的产品中具有某种特征而在型号中又必须加以区别时采用。当产品同时具有两种特征时，原则上应按1－1的顺序将两个代号并列标志。产品特征代号见表1－2－２所示。
（4）额定容量是指20h率额定容量，单位为A·h，用阿拉伯数字表示。
（5）在产品具有某些特殊性能时，可用相应的代号加在产品型号的末尾。如G表示高起动率电池，S表示塑料外壳电池。
表1－2－2 产品特征代号
序号 1 2 3 产 品 代特 征 干荷电 湿荷电 免维护 号 A H W 序号 4 5 6 产 品 代特 征 少维护 防酸式 密闭式 号 S F M 序号 7 8 9 产 品 代特 征 密闭式 液密式 气密式 号 B Y Q 序号 10 11 12 产品特征 激活式 带液式 胶质电解液 代号 I D J 例如：
（1）3—Q—75：由3个单体电池组成，额定电压为6V，额定容量为75A·h的起动用蓄电池。
（2）6—QA—105G：由6个单体电池组成，额定电压为12V，额定容量为105A·h的起动用干荷电高起动率蓄电池。
（3）6—QAW—100：由6个单体电池组成，额定电压为12V，额定容量为100A·h的起动用干荷电免维护蓄电池。
第3节 蓄电池的工作原理与特性
一、蓄电池的基本工作原理
铅蓄电池充放电反应原理如图1－11所示，当蓄电池接通外电路负载放电时，正极板上的PbO2和负极板上的Pb都变成了PbSO4,电解液中的硫酸减少，水增多，相对密度减小。充电时，正负极板上的PbSO4分别恢复成原来的PbO2和Pb，电解液中的水减少，硫酸增多，相对密度减小。如略去中间的化学反应过程，可用下式表示：
????2PbSO4?2H2O （1－1） PbO2?Pb?2H2SO4????充电放电铅蓄电池在充放电过程中的化学反应是可逆的。在接通用电设备时，蓄电池作为电
源向外供电，将内部的化学能转变为电能。当存电不足而又将蓄电池与其他具有适当电压的直流电源并联时，又能向蓄电池充电。在正常使用条件下，国产蓄电池的充放电循
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第1章 蓄电池
环寿命为250－500次。
1． 铅蓄电池的放电
当蓄电池接上负载后，在电动势的作用下，电流If从正极经过负载流往负极（即电子从负极到正极），使正极电位降低，负极电位升高，破坏了原有的平衡。放电的化学反应过程如图1－3－1所示。
图1－3－1 铅蓄电池的充电过程
2． 铅蓄电池的充电
充电时，应将蓄电池接直流电源。当电源电压高于蓄电池电动势时，在直流电源电压作用下，电流从蓄电池正极流入，负极流出（即驱使电子从正极经外电路流入负极）。这时正负极正好与放电过程相反，其化学反应过程图1－3－2所示。
图1－3－2 铅蓄电池的充电过程
二、蓄电池的工作特性
蓄电池的工作特性主要包括静止电动势、内阻、充电特性和放电特性。 1．静止电动势
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第1章 蓄电池
蓄电池处于静止状态（不充电也不放电）时，正负极板间的电位差（即开路电压）称为静止电动势。其值大小与电解液的密度和温度有关，在密度为1.05~1.30g/cm3范围内，静止电动势E可用下述经验公式计算：
E=0.85 +ρ25℃ （1－1） 式中 ρ25℃－25℃时电解液的密度，g/ cm3。
实测密度应按下式换算成25℃时的密度，即
ρ25℃=ρt +β（t－25） （1－1） 式中 ρt－实测电解液密度，g/cm3；
T－实测电解液温度，℃；
β－密度温度系数，β=0.00075g/( cm3·℃)，即温度每升高1℃，密度降低0.00075 g/ cm3。
铅蓄电池电解液的密度在充电时增高，放电时降低，一般在1.12～1.30 g/ cm3之间变化，因此每单格电池静止电动势相应地在1.97～2.15V之间变化。
2．内阻
电流流过铅蓄电池时所受到的阻力称为铅蓄电池的内阻。铅蓄电池的内阻包括极板、隔板、电解液和联条的电阻。在正常状态下，铅蓄电池的内阻很小，所以能够供给几百安甚至几千安的起动电流。
极板电阻很小，且随其活性物质的变化而变化，充足电时电阻最小，随着放电电阻变大，特别是在放电终了时，由于活性物质转变为导电性能较差的硫酸铅，因此电阻大大增加。
隔板电阻与材料有关，木质隔板多孔性能差，所以电阻比微孔橡胶和塑料隔板的电阻大。
电解液的电阻与其密度和温度有关。如6－Q－75型铅蓄电池在温度为+40℃时的内阻为0.01Ω，而在－20℃时的内阻为0.019Ω，可见，内阻随温度降低而增大。
电解液电阻与密度的关系如图1－3－3所示。由图可见，电解液密度为1.20 g/ cm3（15℃）时其电阻最小，即在该密度时，硫酸H2SO4离解为H+
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和HSＯ的数量较多，同时电解液的粘度也比较小，密度过高过低电阻都会增大。
由以上分析可知，适当采用低密度电解液和提高电解液温度（如冬季对电池保温），对降低蓄电池内阻、提高起动性能都
十分有利。 3．放电特性 图1－3－3 电解液内阻与相对密度的关系
铅蓄电池的放电特性是指在恒流放电过程中，铅蓄电池的端电压U1和电解液密度ρ25℃随放电时间tf而变化的规律。图1－3－4所示为6－QA－60型干荷蓄电池以3A电流放电时的特性曲线图。
电解液密度随放电时间的延长按直线规律减小。因为在恒流放电中单位时间内的硫酸消耗量是一个定值。铅蓄电池的放电程度和电解液密度减小值成正比。电解液密度每下降0.04% g/cm3，蓄电池大约放掉25%额定容量Qe电量。
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第1章 蓄电池
放电过程中，端电压的变化规律可分为以下三个阶段：
第一阶段 放电开始时，端电压由2.14V迅速下降到2.1V左右。这是因为放电前渗入极板活性物质孔隙内部的硫酸迅速反应变为水，而极板外部的硫酸还来不及向极板孔隙内渗透，极板内部电解液密度迅速下降，端电压迅速下降。
图1－3－4 恒流放电特性曲线
第二阶段 端电压由2.1V呈直线规律缓慢下降。这是因为该阶段单位时间极板孔隙内部消耗的硫酸量与孔隙外部向极板孔隙内部渗透补充的硫酸量相等，处于一种动态平衡状态的缘故。
第三阶段 放电接近终了时，端电压迅速下降到1.75V。其原因是：极板表面已形成大量硫酸铅，堵塞了孔隙，渗透能力下降；同时单位时间的渗透量小于极板内硫酸的消耗量，极板内的电解液密度迅速下降（对应的电压叫终止电压，对应的状态叫放电终了）。此时应停止放电，如果继续放电，端电压在短时间内将急剧下降到零，致使蓄电池过度放电，导致蓄电池产生硫化故障，缩短其使用寿命。
蓄电池放电到终止电压时应停止放电，极板孔隙中的电解液与整个容器中的电解液相互渗透，趋于平衡，电池的端电压会有所回升。
蓄电池放电终了特征是：
① 单格电池电压下降到放电终止电压（以20h放电率放电时终止电压为1.75V）； ② 电解液密度下降到最小值1.10~1.12 g/cm3。
放电终止电压与放电电流大小有关，放电电流越大，连续放电时间越短，允许的放电终止电压也就越低，见表1－3－1。
表1－3－1 蓄电池的放电终止电压与放电电流的关系
放电电流/A 连续放电时间 单格电池终止电压/V 0.05 Q20 20h 1.75 0.1 Q20 10h 1.70 3 Q20 1min 1.40 注:：Q20为蓄电池20h放电率的额定容量。
4．充电特性
铅蓄电池的充电特性是指在恒流充电过程中，铅蓄电池的端电压UC和电解液密度ρ25℃随充电时间tc而变化的规律。图1－3－5所示为6－QA－60型干荷蓄电池以3A
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