铅酸蓄电池基础知识 V1.0 All rights reserved 版权所有，仿冒必究

目录 产品分类 1 2 3 4 5 6 7 结构和原理 制造工艺 参数解读 运行维护 技术演进 附录 All rights reserved 版权所有，仿冒必究

产品分类 电池 电池 一次电池 二次电池 铅酸蓄电池 镍系蓄电池 镍镉 Ni-Cd 镍氢 Ni-MH 锂离子蓄电池 Li-ion 磷酸铁锂 三元锂 锰酸锂 金属空气电池 Metal-Air 钠蓄电池 钠/硫 NaS 钠/氯化镍 Zebra 液流蓄电池 Flow Bat 锌溴ZnBr 钒电池VRB PSB 其它 电池 All rights reserved 版权所有，仿冒必究

产品分类 铅酸蓄电池 All rights reserved 版权所有，仿冒必究

目录 结构和原理 2 1 3 4 5 6 7 产品分类 制造工艺 参数解读 运行维护 技术演进 附录 All rights reserved 版权所有，仿冒必究

结构和原理 普通方形 OPzV Front Terminal 常见剖视图 板栅/grid 负极板 negative plate 极群/group 端子Terminal 池壳+盖 Container and cover 安全阀/valve 正极板 positive plate 管式正极板 positive plate 隔板/AGM 普通方形 OPzV Front Terminal OPzV：德语Ortsfest Panzerplatten Verschlossen缩写，分别是固定型的、管式极板、密闭的， 组合就是指按照德国标准生产的正极板是管式的、负极板是板栅涂膏的、电解液是胶体的2V蓄电池 All rights reserved 版权所有，仿冒必究

PbO2＋2H2SO4＋Pb PbSO4＋2H2O＋PbSO4 结构和原理 双硫酸盐化理论 放电 PbO2＋2H2SO4＋Pb PbSO4＋2H2O＋PbSO4 充电 （二氧化铅） （硫酸） （海绵状铅） （硫酸铅） （水） （硫酸铅） 正极活物质 电解液 负极活物质 正极活物质 电解液 负极活物质 All rights reserved 版权所有，仿冒必究

结构和原理 密封原理（ VRLA Battery---Valve Regulated Lead-Acid Battery ） 阀控 密封 蓄电池实际使用中，总有少量气体不能被再化合，为防止内部压力过大，在蓄电池上安装单向阀，排除内部多余气体 密封 气体再化合，即： 正极产生的氧气，通过AGM孔隙（或胶体裂缝）与负极活物质和硫酸再化合成水，同时使负极的一部分处于放电状态，从而抑制氢气的产生，即吸收正极产生的氧气而消耗的海绵状铅的量与负极充电生成海绵状铅的量，二者达到平衡时，便实现蓄电池密封 All rights reserved 版权所有，仿冒必究

目录 制造工艺 3 1 2 4 5 6 7 产品分类 结构和原理 参数解读 运行维护 技术演进 附录 All rights reserved 版权所有，仿冒必究

制造工艺 铅粉 和膏 电解鉛 添加剤 水 硫酸 极板 合金 鋳造 练涂 固化干燥 分板 外化成 制造：极板（铸板） All rights reserved 版权所有，仿冒必究

制造工艺 锡/Sn 钙母合金 熔解炉 保持炉 箔 铅带 铅/Pb 调和 SLUB 铸造 箔附着 压延 切断 卷取 制造：极板（拉网） All rights reserved 版权所有，仿冒必究

制造工艺 铅粉 和膏 电解鉛 添加剤 水 硫酸 负极板 正极板 EXPAND 练涂 分断 固化干燥 制造：极板（拉网） All rights reserved 版权所有，仿冒必究

制造工艺 ←端子 铅零件 ←Ｏ型环 AGM 封中盖 极群构成 极群焊接 入槽 焊接 ←吸液紙 ←安全弁 色胶密封 装吸液纸 装安全阀 焊端子 制造：组装 ←端子 铅零件 ←Ｏ型环 AGM 封中盖 极群构成 极群焊接 入槽 焊接 O型环/端子装着 ←吸液紙 ←安全弁 色胶密封 装吸液纸 装安全阀 焊端子 注酸 充电 All rights reserved 版权所有，仿冒必究

制造工艺 制造：组装 ←上蓋 清洗 装上盖 封上盖 印刷 包装 All rights reserved 版权所有，仿冒必究

目录 参数解读 4 1 2 3 5 6 7 产品分类 结构和原理 制造工艺 运行维护 技术演进 附录 All rights reserved 版权所有，仿冒必究

参数解读 术语 标称容量（Nominal capacity） 开路电压（Open circuit voltage） 蓄电池的设计容量，指以一定的放电倍率放电时,蓄电池所能放出的安时数 不同放电率下，蓄电池能放出的容量不同，一般放电电流越大，能放出的容量越小 开路电压（Open circuit voltage） 蓄电池和外接设备断开时的电压值，单位（V），铅酸电池标称开路电压为2V 终止电压（End of voltage） 蓄电池被认为放电完毕后的规定电压，不同放电电流的终止电压要求不同，一般放电电流越小，终止电压要求越高 浮充（Floating charge） 使用恒定的电压给蓄电池充电，用于补充其自放电容量损失，使其保持满容量状态，或用于恢复容量。一般为（2.23～2.30）V/cell 均充（Equalizing/boosting charge） 使用恒定的电压给蓄电池充电，用于均衡蓄电池组中的单体容量，或快速恢复容量。一般在（2.35～2.45）V /cell All rights reserved 版权所有，仿冒必究

参数解读 放电 放电电流不允许超过制造厂家的规定值 放电终止电压的选择必须考虑放电倍率的影响 放电容量受温度的影响 不能随意以任何电流放电，否则有可能造成蓄电池损坏，因为在设计和制造蓄电池时，为确保安全性，对其放电制度都有一定约束 放电终止电压的选择必须考虑放电倍率的影响 当蓄电池放电至某电压值后，端电压会急剧下降，并且在该值之后继续放电，实际能获得的容量很少，没有多大意义，相反还可能会对蓄电池的使用寿命产生不良影响，因此必须在某一适当的电压值时截至放电，该截至电压又被称为放电终止电压 放电容量受温度的影响 蓄电池的放电容量随着温度的增加而增加，这主要是由于电解液性能的变化而引起的 蓄电池放电到规定的终止电压后，不允许再以小电流放电，以免过放电导致蓄电池损坏 All rights reserved 版权所有，仿冒必究

参数解读 充电 充电电流效率 充电接受能力 温度补偿 充电电流效率是电流的比率，即将硫酸铅转化为铅和二氧化铅时的电量与充电过程中向蓄电池充入的总电量的比值 充电接受能力 蓄电池的充电接受能力会受到温度和充电率的影响 温度补偿 蓄电池的充电电压受温度影响，需要进行系数修正，该系数称为温度补偿系数 All rights reserved 版权所有，仿冒必究

参数解读 内阻 内阻等效电路 内阻测量主要有直流法和交流法 直流法：利用短时大电流下的压降来计算内阻值，代表公司有美国的ALBER（已被EMERSON收购） 交流法：向蓄电池注入交流信号，测量由此产生的电压变化，即可测得内阻，代表公司有美国BTECH、CELLWATCH，日本的HIOKI 其中： RHF——欧姆电阻 Lp、Ln——为正、负极电感 Rt.p、Rt.n——是电极离子迁移电阻 Cdl.p、Cdl.n——是极板双电层电容 Zw.p、Zw.n——Warburg阻抗，由离子在电解液和多孔电极中扩散速度决定的 All rights reserved 版权所有，仿冒必究

参数解读 寿命 设计寿命 浮充寿命 循环寿命 厂家依据配方、部件、结构和测试所宣称的在规定条件下的预期寿命 蓄电池在25℃，以厂家规定的浮充电压进行浮充备电应用下的寿命 循环寿命 在一定充放电条件下可循环的次数，与充放电模式和放电深度强相关 All rights reserved 版权所有，仿冒必究

目录 运行维护 5 1 2 3 4 6 7 产品分类 结构和原理 制造工艺 参数解读 技术演进 附录 All rights reserved 版权所有，仿冒必究

运行维护 存储 高温存储 低温存储 蓄电池在存储期间会有自放电，且温度、产品内部杂质含量等都会影响到自放电的速率 不同厂家蓄电池的自放电率并不一样，但随温度变化的趋势大致相同，即温度越高，自放电速率越快，可保存的时间也就越短 过高的存储温度可能会对蓄电池的密封性、外壳或内部结构产生破坏作用，如高温存储时，可能会有漏液、外壳鼓包等现象 低温存储 可能会导致放电容量降低，甚至放不出电的现象，这和蓄电池内部硫酸在不同温度下的冰点有关 All rights reserved 版权所有，仿冒必究

运行维护 安装 All rights reserved 版权所有，仿冒必究

运行维护 串并联 标准 蓄电池厂家 电流偏差和压降 IEEE：对并联组数没有规定，主要考虑厂家的情况，推荐最多不超过5组并联 欧洲蓄电池指南：通常情况下，并联组数不能超过4组；建议同一组内的蓄电池单体型号及使用寿命应该一致 北美站点R56标准：强烈建议至少使用2组蓄电池，确保维护过程中出现断电时还有部分蓄电池能备电 蓄电池厂家 大多数厂家建议并联组数不超过4组，如果有超限并联的需要，应和厂家确认是否可行 也有厂家认为并联组数、每组串联只数并无技术限制，仅是成本和安装复杂度的增加 电流偏差和压降 蓄电池多组并联时，要注意尽量降低各组的电流偏差（业界一般控制在5%以内） 确保安装完成后，整组压降应能控制在蓄电池组总电压的1%以内。 All rights reserved 版权所有，仿冒必究

运行维护 安全 All rights reserved 版权所有，仿冒必究

运行维护 通风 氢气（H2） 《EN 50272-2-2001 Safety requirements for secondary batteries and battery installations》第8节给出通风量计算方法 Q=0.054×n×Igas×Crt×10-3（m3/h） A=28×Q（cm2） 硫化氢（H2S） 热失控不一定会生成硫化氢，其具体机制还不清楚 可能的硫化氢量极小，通常不会有什么风险，且在造成危害前，肯定是能检测到 All rights reserved 版权所有，仿冒必究

运行维护 纹波 IEEE Std 1188 IEEE Std 1491 IEEE Std 1184 BS EN 50272-2 负极端子处的温度超过周围环境3℃以上的温升被认为是不利的 IEEE Std 1491 浮充电压的0.5%（RMS/Root Mean Square/均方根，定义AC波有效电压或电流的一种普遍的数学方法）、5A/100Ah额定容量 IEEE Std 1184 纹波电压最大为浮充电压峰-峰值的5%（3.5%均方根电压）、最大纹波电流不能超过额定容量的5% BS EN 50272-2 浮充过程中，纹波电流（RMS）应不超过5A/100Ah额定容量；快速充电时，其瞬间值可允许达到10A/100Ah额定容量 All rights reserved 版权所有，仿冒必究

目录 技术演进 6 1 2 3 4 5 7 产品分类 结构和原理 制造工艺 参数解读 运行维护 附录 All rights reserved 版权所有，仿冒必究

技术演进 解决思路 发展方向 提高活性物质利用率 提高 质量比能量 循环寿命 提高快速 充电能力 新 材料 结构 制造 工艺 新结构：胶体电池、卷绕式电池、双极性电池 新材料：新型集流体材料、新型隔板材料、各种添加剂—提高活性物质利用率 All rights reserved 版权所有，仿冒必究

技术演进 新结构 双极柱卷绕式 双极陶瓷隔膜VRLA电池-Effpower Battery(Volvo与Optima合作研发） All rights reserved 版权所有，仿冒必究

External dimensions (mm) 技术演进 新材料 超级电池（UltraBattery）——铅-炭组合负极 日本FURUKAWA（古河）： 2004年和技术发明者CSIRO（澳大利亚联邦科学和工业研究组织）开始合作 2V1000Ah——4500次/70%DOD，25℃，0.23C 12V50Ah——4000次/70%DOD，25℃，0.1C 美国DEKA（德克）： 2008年拥有在北美和中国生产汽车与动力电池的许可证 拥有全球生产固定型电池的专有许可证 Type V C10 /Ah External dimensions (mm) Weight ( kg) Maximum current Height Width Length Charge Discharge UB-1000 2 1000 508 172 303 73 0.4C10 0.6C10 UB-50-12 12 50 220 363 128 22 0.5C10 1.0C10 All rights reserved 版权所有，仿冒必究

技术演进 新材料 铅炭电池（Pb-C Battery）——均匀复合、双功能负极 Axion Power International Inc. All rights reserved 版权所有，仿冒必究

技术演进 集流体 铅酸蓄电池集流体应具备的性能 铅酸蓄电池集流体的类型 良好的电子导电性能 与活性物质的接触面积大 耐H2SO4腐蚀 有足够的弹性和抗变形性 密度小 价廉、易得 成分稳定 铅酸蓄电池集流体的类型 铅合金板栅集流体 复合材料板栅集流体 铅泡沫集流体 泡沫炭集流体 All rights reserved 版权所有，仿冒必究

技术演进 集流体 泡沫炭集流体 Firefly Energy Inc. Technology Incubated at Caterpillar Inc in 2000 All rights reserved 版权所有，仿冒必究

技术演进 集流体 泡沫炭集流体 Firefly Energy Inc. Technology Incubated at Caterpillar Inc in 2000 All rights reserved 版权所有，仿冒必究

目录 附录 7 1 2 3 4 5 6 产品分类 结构和原理 制造工艺 参数解读 运行维护 技术演进 All rights reserved 版权所有，仿冒必究

附录 阻燃性 池壳 塑料有可燃、慢燃、自燃、不燃，绝大多数热塑性塑料易点燃和燃烧，但个别如PC是自燃材料，未增塑PUC是不燃 常见材质是ABS（Acrylonitrile Butadiene Styrene/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯），也有PP（Polypropylene/聚丙烯） NORTHSTAR使用的池壳材质为PPO（Poly（phenylene oxide）/聚苯醚） 这些材料都属于热塑性塑料，即成型后再加热可重新软化加工而化学组成不变得一类材料 塑料有可燃、慢燃、自燃、不燃，绝大多数热塑性塑料易点燃和燃烧，但个别如PC是自燃材料，未增塑PUC是不燃 根据《UL94 Tests for Flammability of Plastic Materials for Parts in Devices and Appliances》划分，阻燃等级从高到低的顺序为 V-0、V-1、V-2、HB（Horizontal Burning） 氧指数，又称极限氧指数（LOI/Limited Oxygen Index） 规定条件下，使材料保持燃烧所需氧氮混合气体中氧的最低浓度 氧指数越高表示越难燃烧，一般认为 氧指数＜22属易燃材料 （22～27）之间属可燃材料 ＞27属难燃材料 All rights reserved 版权所有，仿冒必究

附录 标准   标准号 标准名称 国际 IEC 60896-21 Stationary lead-acid Batteries-Part 21-Valve regulated types-Methods of test IEC 60896-22 Stationary lead-acid Batteries-Part 22-Valve regulated types-Requirements IEC 61056-1 General purpose lead-acid batteries(valve-regulated types)-Part 1:General requirements, functional characteristics-Methods of test IEC 61056-2 General purpose lead-acid batteries(valve-regulated types)-Part 1:Dimensions,terminals and marking IEC 61427 Secondary cells and batteries for photovoltaic energy systems — General requirements and methods of test 欧盟 EN 50272-2 Safety requirements for secondary batteries and battery installations 美国 IEEE std 1184 IEEE Guide for Batteries for Uninterruptible Power Supply Systems IEEE std 1187 IEEE Recommended Practice for Installation Design and Installation of Valve-Regulated Lead-Acid Storage Batter IEEE std 1188 IEEE Recommended Practice for Maintenance, Testing, and Replacement of Valve-Regulated Lead- Acid (VRLA) Batteries for Stationary Applications IEEE std 1189 IEEE Guide for Selection of Valve-Regulated Lead-Acid(VRLA) Batteries for Stationary Applications IEEE std 1491 IEEE Guide for Selection and Use of Battery Monitoring Equipment in Stationary Applications IEEE std 1660 IEEE Guide for Application and Management of Stationary Batteries Used in Cycling Service All rights reserved 版权所有，仿冒必究

附录 标准 标准号 标准名称 中国 GB 19638.2 固定型阀控密封式铅酸蓄电池 GB 19639.1   标准号 标准名称 中国 GB 19638.2 固定型阀控密封式铅酸蓄电池 GB 19639.1 小型阀控密封式铅酸蓄电池 技术条件 GB 19639.2 小型阀控密封式铅酸蓄电池 产品分类 GB 22473 储能用铅酸蓄电池 YD 799 通信用阀控式密封铅酸蓄电池 YD 1360 通信用阀控式密封胶体蓄电池 YD 2657 通信用高温型阀控式密封铅酸蓄电池 YD 2343 通信用前置端子阀控式密封铅酸蓄电池 日本 JIS C 8702-1 Small-sized valve regulated lead-acid batteries―Part 1: General requirements, functional characteristics―Methods of test JIS C 8702-2 Small-sized valve ragulated lead-acid batteries―Part 2 : Dimensions, terminals and marking JIS C 8702-3 Small-sized valve regulated lead-acid batteries―Part 3: Safety recommendations for use in electric appliances JIS C 8704-2-1 Stationary lead-acid batteries-Part 2-1 : Valve regulated types-Methods of test JIS C 8704-2-2 Stationary lead-acid batteries-Part 2-2 : Valve regulated types-Requirements All rights reserved 版权所有，仿冒必究

附录 认证 中国 对电池并没有强制性的认证要求（不在CCC认证范围内），铅酸蓄电池可进行自愿性的CQC（中国质量认证中心/China Quality Certification Centre）标志认证 环保主要体现在国家对电池中有害物质含量以及对废旧电池回收处理方面的要求。即中国版RoHS《电子信息产品污染控制管理办法》 欧盟 电池指令（即2006/66/EC指令） RoHS指令（即2002/95/EC指令，《限制在电子电气设备中使用某些有害物质》）中有关有害物质限量的要求 REACH法规（即《关于化学品注册、评估、许可和限制的欧洲议会和欧洲理事会第2006/1907/EC号法规》）是有关电池注册、有害化学品等方面的规定 电子电气设备中的电池，还应满足WEEE指令（即2002/96/EC指令，《关于报废电子电气设备指令》）中的回收要求 美国 UL（Underwriter Laboratories Inc.）认证虽然是自愿性的，但美国很多州的法律明文规定，没有UL标志的电气产品不准在其市场上销售，美国消费者也都只认可加贴了UL标志的产品，因此UL认证事实上成了电池产品进入美国市场的强制要求 All rights reserved 版权所有，仿冒必究

WWW.LEOCH.COM All rights reserved 版权所有，仿冒必究