电池范文10篇

电池范文篇1

普通电池是将电池内部的化学能转变成电能，而燃料电池是将电池外部的燃料（氢和氧）通过化学反应，将其释放的能量转变成电能输出。燃料电池外部的燃料存储系统是一个活动装置，可以方便地更换和补充燃料。

燃料电池的基本原理是水的电解的逆反应。它由正极、负极和夹在正负极中间的电解质组成。工作时向负极供给燃料（氢），向正极供给氧化剂（空气），在电极上常使用催化剂（例如白金）来加速电化学反应。氢在负极分解成正离子H＋和电子e。氢离子进入电解液中，而电子则沿外部电路移向正极。用电的负载就接在外部电路中。在正极上，空气中的氧同电解液中的氢离子吸收抵达正极上的电子形成水。

2燃料电池的种类及其特点

2.1质子交换膜燃料电池(ProtonExchangeMembraneFuelCells—PEMFC)

该电池的电解质为离子交换膜，薄膜的表面涂有可以加速反应的催化剂（如白金），其两侧分别供应氢气及氧气。由于PEM燃料电池的唯一液体是水，因此腐蚀问题很小，且操作温度介于80℃～100℃之间，安全上的顾虑较低；其缺点是，作为催化剂的白金价格昂贵。PEMFC是轻型汽车和家庭应用的理想电力能源，它可以替代充电电池。22碱性燃料电池(AlkalineFuelCells—AFC)

碱性燃料电池的设计与质子交换膜燃料电池的设计基本相似，但其电解质为稳定的氢氧化钾基质。操作时所需温度并不高，转换效率好，可使用的催化剂种类多且价格便宜，例如银、镍等。但是，在最近各国燃料电池开发中，却无法成为主要开发对象，其原因在于电解质必须是液态，燃料也必须是高纯度的氢才可以。目前，这种电池对于商业化应用来说过于昂贵，其主要为空间研究服务，包括为航天飞机提供动力和饮用水。

2.3磷酸型燃料电池(PhosphoricAcidFuelCells—PAFC)

因其使用的电解质为100％浓度的磷酸而得名。操作温度大约在150℃～220℃之间，因温度高所以废热可回收再利用。其催化剂为白金，因此，同样面临白金价格昂贵的问题。到目前为止，该燃料电池大都使用在大型发电机组上，而且已商业化生产，但是，成本偏高是其未能迅速普及的主要原因。

2.4熔融碳酸盐燃料电池((MoltenCarbonateFuelCells—MCFC)

其电解质为碳酸锂或碳酸钾等碱性碳酸盐。在电极方面，无论是燃料电极还是空气电极，都使用具有透气性的多孔质镍。操作温度约为600℃～700℃，因温度相当高，致使在常温下呈现白色固体状的碳酸盐熔解为透明液体。此型燃料电池，不需要贵金属当催化剂。因为操作温度高，废热可回收再利用，其发电效率高达75％～80％，适用于中央集中型发电厂，目前在日本和意大利已有应用。

2.5固态氧化物燃料电池(SolidOxideFuelCells—SOFC)

其电解质为氧化锆，因含有少量的氧化钙与氧化钇，稳定度较高，不需要催化剂。一般而言，此种燃料电池操作温度约为1000℃，废热可回收再利用。固态氧化物燃料电池对目前所有燃料电池都有的硫污染具有最大的耐受性。由于使用固态的电解质，这种电池比熔融碳酸盐燃料电池更稳定。其效率约为60％左右，可供工业界用来发电和取暖，同时也具有为车辆提供备用动力的潜力。缺点是构建该型电池的耐高温材料价格昂贵。

2.6直接甲醇燃料电池（DirectMethanolFuelCells—DMFC）

直接甲醇燃料电池是质子交换膜燃料电池的一种变种，它直接使用甲醇在阳极转换成二氧化碳和氢，然后如同标准的质子交换膜燃料电池一样，氢再与氧反应。这种电池的工作温度为120℃，比标准的质子交换膜燃料电池略高，其效率大约在40％左右。其使用的技术仍处于研发阶段，但已成功地显示出可以用作移动电话和笔记本电脑的电源。其缺点是当甲醇低温转换为氢和二氧化碳时要比常规的质子交换膜燃料电池需要更多的白金催化剂。

2.7再生型燃料电池（RegenerativeFuelCells—RFC）

再生型燃料电池的概念相对较新，但全球已有许多研究小组正在从事这方面的工作。这种电池构建了一个封闭的系统，不需要外部生成氢，而是将燃料电池中生成的水送回到以太阳能为动力的电解池中分解成氢和氧，然后将其送回到燃料电池。目前，这种电池的商业化开发仍有许多问题尚待解决，例如成本，太阳能利用的稳定性等。美国航空航天局（NASA）正在致力于这种电池的研究。

2.8锌空燃料电池(Zinc－airFuelCells—ZAFC)

利用锌和空气在电解质中的化学反应产生电。锌空燃料电池的最大好处是能量高。与其他燃料电池相比，同样的重量，锌空电池可以运行更长的时间。另外，地球上丰富的锌资源使锌空电池的原材料很便宜。它可用于电动汽车、消费电子和军事领域，前景广阔。目前MetallicPower和PowerZinc公司正在致力于锌空燃料电池的研究和商业化。

2.9质子陶瓷燃料电池(ProtonicCeramicFuelCells—PCFC)

这种新型燃料电池的机理是：在高温下陶瓷电解材料具有很高的质子导电率。ProtoneticsInternationalInc.正在致力于这种电池的研究。

3燃料电池的研发和应用现状

燃料电池技术在全球的开发极为活跃。全世界约有20多个国家的上千家公司和机构投入巨额资金从事燃料电池的研究和商业化工作。目前，已有2500多个燃料电池系统安装在世界各地，为医院、托儿所、宾馆、办公楼、学校、机场和电厂等提供基本的和备用的电力供应。

美国是研究燃料电池最早的国家，处于该领域的领先地位。早在上世纪60年代初，NASA为解决航天飞机中普通电池过重的问题而开始研究新的动力装置。之后的几十年中，能源部（DOE）、电力研究所（EPRI）和气体研究协会（GRI）等部门都投入了大量的人力和财力进行

研发。目前，碱性电池长期被NASA采用；磷酸型电池技术也相当成熟，已有广泛的商业化应用。2MW的熔融碳酸盐电池已投入运行，西屋（Westinghouse）公司100kW固体氧化物电池也已在荷兰安装。

日本在30多年前就开始燃料电池的研究，近年来成果尤为显著。开发重点集中在磷酸型、熔融碳酸盐型、固体氧化物型3大类。容量达11MW的磷酸盐发电装置也已在东京电力公司投运，效率达43.6％，熔融碳酸盐型已经运转的有2MW级装置。另外还建立了许多宾馆、医院用的100kW级的磷酸型现场发电电池系统。

欧洲各国燃料电池开发较美国、日本为晚。早年主要兴趣在碱性电池，随着燃料电池技术的发展，其优越特性逐渐为人们所认识，欧洲各国也加快了燃料电池技术的引进开发。荷兰、意大利、德国、西班牙等国分别完成10kW、100kW、280kW级碳酸盐型电池的开发，德国和瑞士分别进行了7kW和10kW级固体氧化物电池的开发；意大利于1991年投运了美国造的1MW级磷酸型电池装置。

由于石油短缺和汽车尾气污染等环境问题日益严重，目前燃料电池研发生产的一个重要方向是能够给汽车提供动力。几乎所有大的汽车制造商都在研发使用燃料电池的电动汽车，并已有示范车型。目前，丰田和本田公司已经在日本和美国开展电动汽车的租车业务。现在已有一些使用充电电池的电动汽车，但使用燃料电池的电动汽车市场仍处于培育阶段。专家们预测到2010年前后才能实现商业化。应用于便携式设备（手机、笔记本电脑、掌上电脑等）的微型燃料电池的研发竞争也在激烈地进行。

我国燃料电池的研制开发起步并不晚，然而发展缓慢。上世纪70年代，为配合航天事业的发展我们在碱性燃料电池领域取得了一些进步，但到上世纪80年代由于资金原因研发放慢了，直至上世纪90年代末才又开始新一轮的研发及商业化尝试。

在国内燃料电池研发工作中具有代表性的大连化学物理研究所，已经从事燃料电池的研究近50年，早年曾成功研制了500W的碱性型燃料电池，近年来致力于质子膜、熔融碳酸盐和固体氧化物型电池的研究。该所在2001年至2003年间，将30kW的质子膜电池组用在小型汽车和大型公共汽车上示范成功，并成立了新源动力公司，开始了产品的商业化进程。2003年春，该所与清华大学合作将75kW的质子膜电堆应用在公共汽车上。在直接甲醇燃料电池方面，大连化物所、韩国三星公司、南孚电池公司建立了合作实验室。目前，中国科技大学无机膜研究所已成功研制了新型中温固体氧化物燃料电池。6种燃料电池的应用及技术状态见表1。

4结语

由于燃料电池的成本居高不下，目前仍处于研发和示范应用阶段，但它在能源贮备、供应方面的安全、可靠、高效率、无污染等特性和广阔的应用前景，使得全世界都在这个领域进行着研发竞赛。

电池范文篇2

早在19世纪法国科幻小说鼻祖凡尔纳的小说中，预想家们就预言，有朝一日社会将通过以氢为基础的能源而被彻底改造。这种重量很轻的气体是宇宙中最丰富的元素，它能够从水中制成；它出奇地洁净；燃烧时排放出基本上是新鲜的蒸汽。当被输人到产生电力的燃料电池中时，它提供空前的效率一这些电化学反应堆从燃料中所摄取的有用能量高达内燃机的两倍。

当人类步人21世纪，开始面临着巨大的能源压力。传统的能源（主要是不可再生的化石燃料）正

日趋枯竭，过度依赖石油进口引起地缘政治不稳定而且化石燃料燃烧后排放的废气造成严重的空气污染，甚至加速气候变化，因此要实现经济、社会的可持续发展，寻找新的替代能源迫在眉睫。氢能作

为最洁净、高效的新能源，已经引起全世界的广泛关注。

燃料电池（FC）技术的突飞猛进使得氢能的梦想在21世纪开始变成现实。近年来，以氢为动力的

燃料电池汽车（FCV）得到了世界各国政府和企业的高度重视，并且取得了重大进展，预计在未来的5--10年内FCV将正式进人市场，以加氢站、输氢管道建设为标志的“氢经济”初露端倪。

二、燃料电池技概群汽车上的应用

FC是一种将储存在燃料（氢）和氧化剂（氧）中的化学能通过电化学反应直接转化为电能的装置，其过程不涉及燃烧，无机械损耗，能量转化率可高达80％，产物仅为电、热和水蒸气；而且FC运行平稳，无振动和噪音，所以被认为是21世纪的绿色能源。

FC技术在汽车上的应用给汽车产业发展带来了革命性的突破，同时也推动了自身的发展。FC可以用作汽车的（辅助）动力电源，也可以用作辅助电源（APU）。

事实上，人们考虑更多的是FC电动汽车（FCEV），它不同于传统汽车，其动力来自FC，而不是内

燃机，可以减少燃料消耗，产生更少的污染物排放，当以氢作燃料时，能真正实现汽车的“零排放”，因此更符合人们的经济环保观念。此外，在能量耗尽后，FCEV不像传统的蓄电池电动汽车（BEV）那样需要长时间充电，而只需补充燃料即可继续工作，这一点对汽车驾驶者来说尤为方便。

目前开发的FCEV主要用两种类型：纯燃料电池动力车和燃料电池一蓄电池混合动力车。纯燃料电池动力车采用大功率的FC堆栈，以确保在没有后备蓄电池的情况下能提供启动、瞬时加速的动力；而燃料电池--蓄电池混合动力车以蓄电池为主动力，小功率的燃料电池用作续程器。

当FC用作APU时，汽车使用内燃机驱动，部分燃料通过FC更有效地转化为电能，它可以为汽

车辅助设备提供足够的功率，使汽车变得更舒适、更环保、更安全。

汽车用FC研究最多、最成功的是质子交换膜燃料电池(PEMFC)。PEMFC作为第五代FC，由于具有能量转化率高、低温启动、无电解质泄漏等特点，被公认为最有希望成为电动汽车的理想动力源。但是由于PEMFC需采用贵金属Pt作为电极催化剂，不仅提高了成本；而且限制了燃料只能采用纯氢，因为燃料中的微量CO也可导致Pt中毒。对于甲醇、汽油等燃料，必须经过重整纯化，从而增加了系统的复杂性。近年来，PEMFC技术取得了重大突破，燃料已经实现内重整，使得系统体积大为减少，有望进一步“减负”；更重要的是催化剂中pt载量大为降低，成本问题有望得到解决，相信PEMFC汽车在不久的将来能够实现商业化。

在PEMFC的基础上，以甲醇代替纯氢直接作为燃料，可以大为简化系统，这种PEMFC称为直接甲醇燃料电池（DMFC）。DMFC具有体积小、重量轻、燃料来源丰富、价格便宜、储存携带方便等优点，是理想的汽车动力源。对于DMFC而言，甲醇的阳极氧化迟缓及甲醇通过Nafion膜（全氟磺酸膜）的渗透所引起的阳极性能衰减是限制DMFC发展的主要问题。目前许多研究人员正在开发新的替代Nafion膜的聚合物膜，也取得了很大的进展。提高甲醇氧化的催化剂活性，减少贵金属用量也是DMFC技术实用化的关键。专家们认为这项技术距离实用化至少还需7年时间。尽管如此，许多人仍把它作为FCV的首选技术进行开发和研究。

固体氧化物燃料电池（SOFC）是一种全陶瓷结构FC，其能量转化效率最高，操作方便，无腐蚀，与PEMFC相比，燃料适用面广，不须用贵金属催化剂，而且不存在DMFC的液体燃料渗透问题。但是

SOFC受电解质所限，须高温（1000℃左右）工作，导致启动慢，这是SOFC在汽车上应用的致命弱点。

随着SOFC技术的发展，其操作温度降至700－800℃，与燃料的重整条件接近，可以实现燃料的直接

内重整，不仅降低了堆栈成本，而且简化了热管理，使系统变得更紧凑，已经被用作汽车的APU。最

近低温SOFC的研究取得了突破性进展，采用新型低温固体电解质和高活性的电极材料，使工作温度降至500℃以下，若将其再与蓄电池或超级电容器联用，就可以用作汽车的动力源。无论是从技术还是从成本来看，低温SOFC汽车都有希望与PEMFC汽车在未来的FCV市场上一较高下。

除了上述三种FC在汽车上有很好的应用前景，碱性燃料电池（AFC）和磷酸燃料电池（PAFC）这

两类最早开发的FC也被应用于汽车，目前均有相应的样车推出。但是在汽车上的应用并不成熟，还有大量的技术问题有待解决，所以不为人们所关注。FC技术日新月异，新的FC将综合各种现有FC技术的优点，有望开发出性能更好、更实用的FCV。

三、燃料电池汽车的产业化前景

目前FCV的产业化至少有三大困难要克服：

一是成本问题。由于要用到贵金属Pt，因此成本居高不下。现在石油比氢便宜得多，但随着石油的减少，价格上升，再加上污染环境治理的成本，氢就显得更经济。此外，批量生产FC，研制新的电池材料，可以进一步降低成本。

二是氢源问题，包括氢的制备、储存与运输。地球上的氢虽然蕴藏丰富，但是不易直接获得。氢通常通过电解水获取；也可从石油、天然气和煤等化石燃料中转化而得。但是从长远考虑，氢必须通过可再生能源获得，如生物能、水电、太阳能、风能或地热能。对于FCV来说，提取氢燃料固然重要，但更重要的是如何安全、有效地将氢储存在汽车上。原则上，氢的储存方式有3种：高压气态、低温液态和固态。固态氢是用金属及合金的氢化物吸附氢，就像海绵吸水一样，储氢效率很高，安全性好，是目前最理想的储氢方式。

三是加氢站等基础设施缺乏，这是困扰FCV产业化的最大障碍。如果没有大量方便的加氢站，

FCV不可能正式走上高速公路，但如果没有大量的FCV所产生的需求，大量的加氢站又不可能出现。要解决这一矛盾需要政府、社会、能源公司的方方面面的参与。政府部门要从政策上、资金上给予大力支持，鼓励社会融资和企业投资，就有可能办好基础设施建设。

如果解决了FCV面临的主要问题，FCV开始进人千家万户，那么我们身边的社会将会发生巨大的变化。那时，我们将看到过去嘈杂、污浊的高速公路上只有清洁环保的FCV奔驰的身影。

同时，与燃料电池相配套的工业也将迅速发展：汽车加油站将变为四通八达的加氢网；炼油厂不

再是热门的汽车附属工业，“炼”氢厂将扮演燃料生产的重要角色。FCV将不仅是洁净未来和新型汽车经济的催化剂，同时也是全球氢经济的发展动力。

四、结语

FCV以其零尾气排放和对能源的独立性，实现了汽车工业长期梦寐以求的目标，并向世人展示了其良好的应用前景。我国传统汽车产业发展滞后，发展FCV是赶超世界汽车工业先进水平的唯一机

电池范文篇3

1．1为引导废电池环境管理和处理处置、资源再生技术的发展，规范废电池处理处置和资源再生行为，防止环境污染，促进社会和经济的可持续发展，根据《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》等有关法律、法规、政策和标准，制定本技术政策。本技术政策随社会经济、技术水平的发展适时修订。

1．2本技术政策所称废电池包括下述废物：

已经失去使用价值而被废弃的各种一次电池（包括扣式电池）、可充电电池等；

已经失去使用价值而被废弃的铅酸蓄电池以及其他蓄电池等；

已经失去使用价值而被废弃的各种用电器具的专用电池组及其中的单体电池；

上述各种电池在生产、运输、销售过程中产生的不合格产品、报废产品、过期产品等；

上述各种电池在生产过程中产生的混合下脚料等混合废料；

其他废弃的化学电源。

1．3本技术政策适用于废电池的分类、收集、运输、综合利用、贮存和处理处置等全过程污染防治的技术选择，并指导相应设施的规划、立项、选址、设计、施工、运营和管理，引导相关产业的发展。

1．4废电池污染控制应该遵循电池产品生命周期分析的基本原理，积极推行清洁生产，实行全过程管理和污染物质总量控制的原则。

1．5废电池污染控制的重点是废含汞电池、废镉镍电池、废铅酸蓄电池。逐渐减少以至最终在一次电池生产中不使用汞，安全、高效、低成本收集、回收或安全处置废镉镍电池、废铅酸蓄电池以及其他对环境有害的废电池。

1．6废氧化汞电池、废镉镍电池、废铅酸蓄电池属于危险废物，应该按照有关危险废物的管理法规、标准进行管理。

1．7鼓励开展废电池污染途径、污染规律和对环境影响小的新型电池开发的科学研究，确定相应的污染防治对策。

1．8通过宣传和普及废电池污染防治知识，提高公众环境意识，促进公众对废电池管理及其可能造成的环境危害有正确了解，实现对废电池科学、合理、有效的管理。

1．9各级人民政府应制定鼓励性经济政策等措施，加快符合环境保护要求的废电池分类收集、贮存、资源再生及处理处置体系和设施建设，推动废电池污染防治工作。

1．10本技术政策遵循《危险废物污染防治技术政策》的总体原则。

2．电池的生产与使用

2．1制定有关电池分类标识的技术标准，以利于废电池的分类收集、资源利用和处理处置。电池分类标识应包括下述内容：

需要回收电池的回收标识；

需要回收电池的种类标识；

电池中有害成分的含量标识。

2．2电池制造商和委托其他制造商生产使用自己所拥有商标电池的商家，应当在其生产的电池上按照国家标准标注标识。

使用专用内置电池的器具生产商应该在其生产的产品上按照国家标准标注电池分类标识。

2．3电池进口商应该要求国外制造商（或经销商）在出口到我国的电池上按照中国国家标准标注标识，或由进口商在其进口的电池上粘贴按照中国国家标准标注的标识。

2．4使用电池的器具在设计时应该采用易于拆卸电池（或电池组）的结构，并且在其使用说明书中明确电池的使用和安装拆卸方法，以及提示电池废弃后的处置方式。

2．5根据国家有关规定禁止生产和销售氧化汞电池。根据国家有关规定禁止生产和销售汞含量大于电池质量0.025%的锌锰及碱性锌锰电池；2005年1月1日起停止生产含汞量大于0.0001%的碱性锌锰电池。逐步提高含汞量小于0.0001%的碱性锌锰电池在一次电池中的比例；逐步减少糊式电池的生产和销售量,最终实现淘汰糊式电池。

2．6依托技术进步，通过制定有关电池中镉、铅的最高含量的标准，限制镉、铅等有害元素在有关电池中的使用。鼓励发展锂离子和金属氢化物镍电池（简称氢镍电池）等可充电电池的生产，替代镉镍可充电电池，减少镉镍电池的生产和使用，最终在民用市场淘汰镉镍电池。

2．7鼓励开发低耗、高能、低污染的电池产品和生产工艺、使用技术。鼓励电池生产使用再生材料。

2．8加强宣传和教育，鼓励和支持消费者使用汞含量小于0.0001%的高能碱性锌锰电池；鼓励和支持消费者使用氢镍电池和锂离子电池等可充电电池以替代镉镍电池；鼓励和支持消费者拒绝购买、使用劣质和冒牌的电池产品以及没有正确标注有关标识的电池产品；

3．收集

3．1废电池的收集重点是镉镍电池、氢镍电池、锂离子电池、铅酸电池等废弃的可充电电池（以下简称为废充电电池）和氧化银等废弃的扣式一次电池（以下简称为废扣式电池）。

3．2废一次电池的回收,应由回收责任单位审慎地开展。目前,在缺乏有效回收的技术经济条件下，不鼓励集中收集已达到国家低汞或无汞要求的废一次电池。

3．3下列单位应当承担回收废充电电池和废扣式电池的责任：

充电电池和扣式电池的制造商；

充电电池和扣式电池的进口商；

使用充电电池或扣式电池产品的制造商；

委托其他电池制造商生产使用自己所拥有商标的充电电池和扣式电池的商家。

3．4上述承担废充电电池和废扣式电池回收责任的单位，应当按照自己商品的销售渠道指导、组织建立废电池的回收系统，或者委托有关的回收系统有效回收。充电电池、扣式电池和使用这些电池的电器商品的销售商应当在其销售处设立废电池的分类回收设施予以回收，并按照有关标准设立明显的标识。

3．5鼓励消费者将废充电电池和废扣式电池送到电池或电器销售商店相应的废电池回收设施中，方便销售商回收。

3．6回收后的批量废电池应当分类送到具有相应资质的工厂（设施），进行资源再生或无害化处理处置。

3．7废电池的收集包装应当使用专用的具有相应分类标识的收集装置。

4．运输

4．1废电池要根据其种类，用符合国家标准的专门容器分类收集运输。

4．2贮存、装运废电池的容器应根据废电池的特性而设计，不易破损、变形，其所用材料能有效地防止渗漏、扩散。装有废电池的容器必须贴有国家标准所要求的分类标识。

4．3在废电池的包装运输前和运输过程中应保证废电池的结构完整，不得将废电池破碎、粉碎，以防止电池中有害成分的泄漏污染。

4．4属于危险废物的废电池越境转移应遵从《控制危险废物越境转移及其处置的巴塞尔公约》的要求；批量废电池的国内转移应遵从《危险废物转移联单管理办法》及其他有关规定。

4．5各级环境保护行政主管部门应按照国家和地方制定的危险废物转移管理办法对批量废电池的流向进行有效控制，禁止在转移过程中将废电池丢弃至环境中,禁止将3.1中规定需要重点收集的废电池混入生活垃圾中。

5．贮存

5．1本政策所称废电池贮存是指批量废电池收集、运输、资源再生过程中和处理处置前的存放行为，包括在确定废电池处理处置方式前的临时堆放。

5.2批量废电池的贮存设施应参照《危险废物贮存污染控制标准》（GB18597-2001）的有关要求进行建设和管理。

5．3禁止将废电池堆放在露天场地，避免废电池遭受雨淋水浸。

6．资源再生

6．1废电池的资源再生工厂应当以废充电电池和废扣式电池的回收处理为主，审慎建设废一次电池的资源再生工厂。

6．2废电池资源再生设施建设应当经过充分的技术经济论证，保证设施运行对环境不会造成二次污染以及经济有效地回收资源。

6．3废充电电池、废扣式电池的资源再生工厂，应按照危险废物综合利用设施要求进行管理，取得危险废物经营许可证后方可运行。废一次电池和混合废电池的资源再生工厂，应参照危险废物综合利用设施要求进行管理，在取得危险废物经营许可证后运行。

6．4废电池再生资源工厂场址选择应参照《危险废物焚烧污染控制标准》（GB18484-2001）中的选址要求进行。

6．5任何废电池资源再生工厂在生产过程中，汞、镉、铅、锌、镍等有害成分的回收量与安全处理处置量之和，不应小于在所处理废电池中这一有害成分总量的95%。

6．6在资源再生工艺之前的任何废电池拆解、破碎、分选工艺过程都应当在封闭式构筑物中进行，排出气体须进行净化处理，达标后排放。不得对废电池进行人工破碎和在露天环境下进行破碎作业，防止废电池中有害物质无组织排放或逸出，造成二次污染。

6．7利用火法冶金工艺进行废电池资源再生，其冶炼过程应当在密闭负压条件下进行，以免有害气体和粉尘逸出，收集的气体应进行处理，达标后排放。

6．8利用湿法冶金工艺进行废电池资源再生，其工艺过程应当在封闭式构筑物内进行，排出气体须进行除湿净化，达标后排放。

6．9废电池的资源再生装置应设置尾气净化系统、报警系统和应急处理装置。

6．10废电池资源再生工厂的废气排放应当参照执行《危险废物焚烧污染控制标准》（GB18484-2001）中大气污染物排放限值。

6．11废电池资源再生工厂应该设置污水净化设施。工厂排放废水应当满足《污水综合排放标准》（GB8978-1996）和其他相应标准的要求。

6．12废电池资源再生工厂产生的工业固体废物（包括冶炼残渣、废气净化灰渣、废水处理污泥、分选残余物等）应当按危险废物进行管理和处置。

6．13废电池资源再生工厂的人员作业环境应当满足《工业企业设计卫生标准》（GBZ1—2002）和《工作场所有害因素职业接触限值》（GBZ2—2002）等有关国家标准的要求。

6．14鼓励开展废电池资源再生的科学技术研究，开发经济、高效的废电池资源再生工艺，提高废电池的资源再生率。

7．处理处置

7．1在对生活垃圾进行焚烧和堆肥处理的城市和地区，宜进行垃圾分类收集，避免各种废电池随其他生活垃圾进入垃圾焚烧装置和垃圾堆肥发酵装置。

7．2禁止对收集的各种废电池进行焚烧处理。

7．3对于已经收集的、目前还没有经济有效手段进行再生回收的一次或混合废电池，可以参照危险废物的安全处置、贮存要求对其进行安全填埋处置或贮存。在没有建设危险废物安全填埋场的地区，可按照危险废物安全填埋的要求建设专用填埋单元，或者按照《危险废物贮存污染控制标准》（GB18597-2001）的要求建设专用废电池贮存设施，将废电池装入塑料容器中在专用设施中填埋处置或贮存。使用的塑料容器应该具有耐腐蚀、耐压、密封的特性，必须完好无损，填埋处置的还应满足填埋作业所需要的强度要求。

7．4为便于将来废电池再生利用，宜将已收集的废电池进行分区分类填埋处置或贮存。

7．5在对废电池进行填埋处置前和处置过程中以及在贮存作业过程中，不应将废电池进行拆解、碾压及其他破碎操作，保证废电池的外壳完整，减少并防止有害物质的渗出。

8．废铅酸蓄电池污染防治

8．1废铅酸蓄电池的收集、运输、拆解、再生冶炼等活动除满足前列各章要求外，还应当遵从本章的要求。

8．2废铅酸蓄电池应当进行回收利用，禁止用其它办法进行处置。

8．3废铅酸蓄电池应当按照危险废物进行管理。废铅酸蓄电池的收集、运输、拆解、再生铅企业应当取得危险废物经营许可证后方可进行经营或运行。

8．4鼓励集中回收处理废铅酸蓄电池。

8．5在废铅酸蓄电池的收集、运输过程中应当保持外壳的完整，并且采取必要措施防止酸液外泄。

废铅酸蓄电池收集、运输单位应当制定必要的事故应急措施，以保证在收集、运输过程中发生事故时能有效地减少以至防止对环境的污染。

8．6废铅酸蓄电池回收拆解应当在专门设施内进行。在回收拆解过程中应该将塑料、铅极板、含铅物料、废酸液分别回收、处理。

8．7废铅酸蓄电池中的废酸液应收集处理，不得将其排入下水道或排入环境中。不能带壳、酸液直接熔炼废铅酸蓄电池。

8．8废铅酸蓄电池的回收冶炼企业应满足下列要求：

铅回收率大于95%；

再生铅的生产规模大于5000吨/年。本技术政策后，新建企业生产规模应大于1万吨/年；

再生铅工艺过程采用密闭熔炼设备，并在负压条件下生产，防止废气逸出；

具有完整废水、废气的净化设施，废水、废气排放达到国家有关标准；

再生铅冶炼过程中产生的粉尘和污泥得到妥善、安全处置。

电池范文篇4

按照电解质的不同可将燃料电池分为磷酸燃料电池、碱性燃料电池、固体氧化物燃料电池、熔融碳酸盐燃料电池及质子交换膜燃料电池（PEMFC）等五类。PEMFC单电池由质子交换膜、气体扩散电极、双极板等构成，图1是其结构与工作原理示意图。

PEMFC的基本工作过程如下：

（1）氢气通过双极板上的导气通道到达电池的阳极，氢分子在催化剂的作用下解离形成氢离子和电子；

（2）氢离子以水合质子H+（xH2O）的形式通过电解质膜到达阴极，电子在阳极侧积累；

（3）氧气通过双极板到达阴极后，氧分子在催化剂的作用下变成氧离子，阴、阳极间形成一个电势差；

（4）阳极和阴极通过外电路连接起来，在阳极积聚的电子就会通过外电路到达阴极，形成电流，对负载做功。同时，在阴极侧反应生成水；

（5）只要持续不断地提供反应气体，PEMFC就可以连续工作，对外提供电能。

2质子交换膜燃料电池的特点

（1）高效率。PEMFC以电化学方式进行能量转换，不存在燃烧过程，不受卡诺循环限制，其理论热效率可达85-90%，目前的实际效率大约是内燃机的两倍。传统动力源为了提高效率必须将负荷限制在很小范围内，而PEMFC几乎在全部负荷范围内均有很高效率。

（2）模块化。PEMFC在结构上具有模块化的特点，可根据不同动力需求组合安装，采用“搭积木”式的设计方法简化了不同规模电堆的设计制造过程。

（3）高可靠性。由于PEMFC电堆采用模块化的设计方法，结构简单，易于维护。一旦某个单电池发生故障，可自动采取适当屏蔽措施，只会使系统输出功率略有下降，而不会导致整个动力系统的瘫痪。

（4）燃料多样性。PEMFC动力系统既可以纯氢为燃料，也可以重整气为燃料。氢气的来源可以是电解水的产物，也可以是对汽油、柴油、二甲醚等化石类燃料重整的产物。氢气的存储方式可以是高压气罐、液氢、金属氢化物等。

（5）环境友好。当采用纯氢为燃料时，PEMFC的唯一产物是水，可以做到零排放。以重整气为燃料时，相对于内燃机而言，排放也极大降低。此外，PEMFC噪声水平也很低，各结构部件均可回收利用。

3研究现状

3.1关键部件

电解质膜、双极板、催化剂及气体扩散电极是质子交换膜燃料电池的四大关键部件。

电解质膜是PEMFC的核心部件，它直接影响燃料电池的性能与寿命。1962年美国杜邦公司研制成功全氟磺酸型质子交换膜，1966年开始用于燃料电池，其商业型号为Nafion，至今仍广泛使用。但由于Nafion膜成本较高，各国科学家正在研究部分氟化或非氟质子交换膜。

双极板在PEMFC中起着支撑、集流、分割氧化剂与还原剂并引导气体在电池内电极表面流动的作用，目前广泛采用的是以石墨为材料，在其上加工出引导气体流动的流场，基本流场形式有蛇形、平行、交指及网格状等。

铂基催化剂是目前性能最好的电极催化剂，为提高利用率，铂以纳米级颗粒形式高分散地担载到导电、抗腐蚀的担体上，目前广泛采用的担体为乙炔炭黑，比表面积约为250m2/g，平均粒径为30nm。

PEMFC的气体扩散电极由两层构成，一层为起支撑作用的扩散层，另一层为电化学反应进行的场所催化层。扩散层一般选用炭材如石墨化炭纸或炭布制备，应具备高孔隙率和适宜的孔分布，不产生腐蚀或降解。根据制备工艺和厚度不同，催化层分为厚层憎水、薄层亲水及超薄三种类型。

3.2测控系统

PEMFC的工作性能受多种因素（温度、压力等）的影响，为确保PEMFC正常运行，提高其可靠性和有效性，就必须监测各个影响因素。即运用有效的措施来连续监测PEMFC运行的关键或重要状态，并对收集到的信息进行必要的分析和处理，以便做到故障预测和及时诊断，为PEMFC管理系统提供依据。目前，进行PEMFC测试系统相关方面研究的公司和机构众多，但仍没有制定出有关PEMFC测试的国际标准和相应的标准测试设备，不过已有实用的测试系统投入使用。加拿大Hydrogenics公司的燃料电池测试站（FCATS）、美国Arbin公司的集成燃料电池测试系统（FCTS）是其中的突出代表。

4质子交换膜燃料电池的应用

质子交换膜燃料电池是目前各种燃料电池中实用程度较高的一类。其优越性不仅限于能量转换效率高、工作温度低，还体现在其可在较大的电流密度下工作，适宜于较频繁启动的场合。因此世界各大汽车生产厂商一致看好其在汽车工业中的应用前景，PEMFC已成为现今燃料电池汽车动力的主要发展方向。目前，通用、丰田等世界上知名的汽车公司，都在积极开发以PEMFC系统为动力源的PEMFC电动车，曾先后推出各种类型的样车，并进行PEMFC电动车队的示范运行。PEMFC电动车以其优异的性能和环境污染很少等突出特点引起了人们的普遍关注，甚至被认为将是21世纪内燃机汽车最为有力的竞争者。

此外，在航空航天特别是无人飞行器领域，以及家庭电源、分散电站、移动电子设备电源、水下机器人及潜艇不依赖空气推进电源等方面也有广泛应用前景。

5质子交换膜燃料电池的发展趋势

在关键部件方面，围绕电解质膜、催化剂及双极板的研究方兴未艾。全氟型磺酸膜价格昂贵，开发非全氟的廉价质子交换膜是今后的研究方向。近年来，新型质子交换膜的的研究热点是开发能够在100℃以上使用的高温电解质膜。在催化剂方面，研制高性能抗CO中毒电极催化剂是最紧迫的任务，此外，还要寻找非贵金属氮化物或碳化物作为现有铂催化剂的替代。目前广泛使用的石墨板具有较好的耐腐蚀能力和较高的热导率，但成本较高，加工难度大，强度、电导率和可回收性均不如金属板。金属板目前急需解决的问题是表面处理，以提高其耐腐蚀能力。复合材料双极板则结合了纯石墨板和金属板的优点，具有耐腐蚀、体积小、质量轻、强度大及工艺性良好等特点，是未来发展的趋势。

在电堆方面，今后的研究重点将是使电堆中的电池单元的性能接近于单电池的性能，这就需要对电堆的结构进行优化，保证电堆中每一片电池单元的整个活性面积处于一致的操作环境，并优化水、热管理，改善电流密度分布的均匀性。

参考文献

［1］李兴虎.电动汽车概论［M］.北京:北京理工大学出版社，2005:9-22.

［2］黄敏.质子交换膜燃料电池堆电气性能试验研究［J］.电源技术，2007,31(5):361-363.

电池范文篇5

关键词：蓄电池；阀控式密封铅酸蓄电池；活性物质

蓄电池是直流系统中不可缺少的设备，这种电源广泛应用于变电站中。正常时直流系统中的蓄电池组处于浮充电备用状态，当交流电失电时，蓄电池迅速向事故性负荷提供能量。如各类直流泵、事故照明、交流不停电电源、事故停电、断路器跳合闸等，同时也必须为事故停电时的控制、信号、自动装置、保护装置及通信等负荷提供电力。显然在交流失电的事故状态下，蓄电池应作为变电站的备用能源。

1阀控密封式铅酸蓄电池的运行与维护

1.1阀控密封式铅酸蓄电池与开口式铅酸蓄电池的区别

其区别见表1。

表1新型阀控式铅酸蓄电池与开口式铅酸蓄电池的区别

1.2蓄电池运行要求

按照电力系统的有关标准，阀控式铅酸蓄电池的运行要求如下：阀控式密封铅酸蓄电池组在正常运行时以浮充方式运行，浮充电压值一般控制为2.23V×n，在运行中主要监视蓄电池组的端电压，浮充电流，及每只蓄电池的电压。

1.3阀控式密封铅酸蓄电池的充放电

1.3.1核对性充放电

新安装或大修后的阀控蓄电池组，应进行全核对性额定容量放电试验，放电电流不应变动过大，待放电结束后，应立即对蓄电池组进行充电，避免发生电池内部的硫化现象，而导致蓄电池内部短路。此时均采用0.1C10恒流充电，当蓄电池组端电压上升到2.23V×n时，将会自动或手动转为恒压充电。

1.3.2恒压充电

在2.35V×n的恒压充电下，0.1C10的充电电流逐渐减小，当充电电流减小至0.1C10时，充电装置的倒计时开始起动，并维持3h不变。当整定的倒计时结束时，充电装置自动或手动转为正常的浮充电运行，浮充电压为2.23V×n。同时在浮充电过程中要进行温度补偿，即对每只单体蓄电池充电电压随环境温度给予一定量的补偿，避免蓄电池因失水干涸而失效。

中心温度、补偿下限、补偿上限、补偿斜率均可根据电池性能灵活设置。

1.3.3补充充电

为了弥补运行中因浮充电流调整不当，补偿不了电池自放电和爬电漏电所造成蓄电池容量的亏损，设定1～3个月，自动地进行一次恒流充电-恒压充电-浮充电的补充充电，确保蓄电池组随时都具有额定容量，以保证运行安全可靠。

1.3.4事故放电和自动充电

当电网解列或故障、交流电源中断时，蓄电池组立即承担起主要负荷和事故照明负荷，若蓄电池组端电压下降到2V×n时，电网还未恢复送电，应自动或手动断开蓄电池组的供电，以免因蓄电池组过放电而损坏。交流电源恢复送电时，充电装置将自动或手动进入恒流充电-恒压充电-浮充电，并恢复到正常运行状态。

1.4蓄电池维护

据统计，阀控式铅酸蓄电池的故障，有50%以上是因VRLA蓄电池组故障，或因VRLA蓄电池维护不当造成的。通常所说的“免维护”即为：在规定条件下使用期间不需维护的一种蓄电池。所谓蓄电池的免维护是相对传统铅酸蓄电池维护而言，仅指使用期间无需加水。在实际工作中，仍需履行维护手续。在电力行业中极为重视蓄电池的维护工作，包括阀控式铅酸蓄电池的运行与维护。一般应做好以下工作。

图1充电程序

图2温度补偿示意图

经常检查的项目：

•检测蓄电池端电压；

•连接处有无松动；

•极柱、安全阀周围是否有渗酸与酸雾逸出；

•蓄电池壳体有无渗漏和变形。

如有以下情况之一应进行充电（充电程序见图1）：

•浮充电压低于21.8V；

•放出10%以上的额定容量；

•搁置不用时间超过三个月；

•全浮充运行达三个月。

运行中的维护：

•应经常检查蓄电池浮充状态是否正常，蓄电池的浮充电压（25℃）应按说明书规定值进行；

•蓄电池端子应用螺栓、螺母连接，蓄电池间的连接电压降ΔU<8mV；

•蓄电池组中各单体蓄电池间的开路电压最高与最低差值不大于20mV；浮充时单体蓄电池端电压的最大差值应不大于50mV。

阀控式铅酸蓄电池的电压偏差值及终止电压值：

•标称电压/V：2、6、12；

•阀控式铅酸蓄电池运行中的电压偏差值/V：±0.05、±0.15、±0.3；

•开路电压最大差值/V：0.03、0.04、0.06；

•放电终止电压/V：1.80、5.25（1.75×3）、10.5（1.75×6）。

2阀控式铅酸蓄电池使用中应注意事项

应注意铅酸蓄电池在每次放电完后，应及时充电，需充电的时间在10h以上。

应注意不应使蓄电池被过电流或过电压充电。

应注意尽量避免使蓄电池长期搁置不用。

应注意不要使蓄电池长期处于浮充状态而不放电。

应注意不使蓄电池过放电。

阀控式铅酸蓄电池对充电设备及温度等外部环境因素较为敏感。要求充电机有较小的纹波系数，并对电池有温度补偿功能。电池的充电电压应随着温度的上升而下降，一般每升高1℃，充电电压下降2～4mV。温度补偿示意图见图2。

3常见失效机理及检测

3.1阀控蓄电池的失效机理

阀控式铅酸蓄电池是一个复杂的电化学体系，蓄电池的性能和寿命取决于电极的材料、工艺、活性物质的组成和结构、及蓄电池运行状态和条件等。它的失效因素也是比较多的，基本上可分为三类。

3.1.1蓄电池设计结构上的因素

•极板的腐蚀：对浮充电使用的蓄电池，板栅腐蚀是限定电池寿命的重要因素，在电池过充电状态下，负极产生水，降低了酸度，而正极反应产生H＋，加速了正极板栅的腐蚀。

•水损失：由于再化合反应不完全及板栅腐蚀引起水的损失，当每次充电时，由于产生气体的速率大于气体再化合速率，导致一部分气体逸出，造成水的损失。正极栅的腐蚀也是造成水损失的因素之一。

•枝状结晶生成：当电池处于放电状态，或长期以放电状态放置，这种情况下，负极pH值增加，极板上生成可溶性铅颗粒，促进板状结晶生成穿透隔膜造成极间短路，使蓄电池失效。

•负极板硫酸盐化：由于自化合反应的发生，无论蓄电池处于充电或放电状态,负极板总有硫酸铅存在，使负极长期处于非完全充电状态，形成不可逆硫酸铅，使电池容量减少，导致电池失效。

•热失控：在充电过程中，电池内的再化合反应将产生大量的热能，由于蓄电池的密封结构使热量不易散出，以及周围环境温度升高，导致浮充电流的增大，进而使浮充电压升高，以致蓄电池温升过高而失效。

3.1.2电池工艺质量的因素

在实际情况中，由于电池生产工艺质量的问题，如原材料成分不稳定，极板涂膏量不一致，极耳腐蚀断裂，壳体和壳盖间渗透漏液，阀盖开闭不灵等，都造成蓄电池性能离散性大，也是蓄电池早期失效的主要因素。

3.1.3使用环境因素

由于过充电使产生的气体不可能完全被再化合，从而引起电池内部压力增加。当到一定压力时，安全阀打开，氢气和氧气逸出，同时带出酸雾，消耗了有限的电解液，导致蓄电池容量下降或早期失效。为避免产生多余的气体，阀控蓄电池对充电机稳压、限流精度提出了较高的要求，而现有的可控硅相位控制稳压的充电机几乎都不能做到。

据国外资料介绍，当高于25℃时，每升高6～10℃，蓄电池寿命缩短一半。因为过高的温度会导致浮充电流的增加，从而由于过充电量的累积，而使得电池循环寿命的缩短。浮充电压也应根据温度进行补偿，一般为-2～4mV/℃，而现有充电机必须具有此功能。VRLA蓄电池温度与寿命关系曲线见图3。

3.2蓄电池的检测方法

为了掌握蓄电池的性能状况，目前有如下几种检测方法。

3.2.1放电法

图3VRLA蓄电池温度与寿命关系曲线

将蓄电池组脱离供电系统，以10小时率电流对负荷放电，同时测量每一蓄电池电压，当降到规定值时（单体1.8V），停止放电，计算时间得出蓄电池组容量。该方法准确，但浪费能量，实施困难。

3.2.2蓄电池电压巡检

在放电状态下，对VRLA蓄电池组的每只VRLA蓄电池的端电压进行巡回检测，找出端电压下降最快的一只，再对此蓄电池在线放电检测其容量，即代表该组VRLA蓄电池的容量。该方法方便可行，但只能判读已严重失效的蓄电池，不能全面的反映每个单体的情况，且对性能的差异不能作出反应。

3.2.3测量蓄电池内阻

VRLA蓄电池的故障，如板栅腐蚀和增长、接触不良、活性物质可用量减少等集中表现于蓄电池内阻的增大、电导的减小，因此，电导或电阻的高低可提供反映蓄电池故障和使用程度的有效信息。有关标准提供了内阻测试的方法，国外已有交流内阻和直流内阻测试的报道。有关公司测试方法是用交流发电装置向蓄电池单体或蓄电池组注入一个低频20～30Hz或60Hz的交流信号，测量通过电池的交流电流和每只蓄电池两端的交流电压，然后计算出I/U或Uac/Iac比率，则得出蓄电池的电导或电阻值，并显示这个值。如有公司采用了200A/10s放电的负载测试仪（Milton），来测试单只蓄电池的性能。

4阀控式密封铅酸蓄电池的发展趋势

提高蓄电池使用寿命，正极活性物质的利用率，比能量，蓄电池产品的均一性，以及减小浮充电流的大小，正成为进入21世纪的智能化第三代VRLA蓄电池的研制方向，它从制作材料、制作技术、工艺流程等方面不断更新，克服了以往蓄电池在使用中的弊端。

电池范文篇6

关键词：蓄电池；充电；极化

引言

铅酸蓄电池由于其制造成本低，容量大，价格低廉而得到了广泛的使用。但是，若使用不当，其寿命将大大缩短。影响铅酸蓄电池寿命的因素很多，而采用正确的充电方式，能有效延长蓄电池的使用寿命。

研究发现：电池充电过程对电池寿命影响最大，放电过程的影响较少。也就是说，绝大多数的蓄电池不是用坏的，而是“充坏”的。由此可见，一个好的充电器对蓄电池的使用寿命具有举足轻重的作用。

1蓄电池充电理论基础

上世纪60年代中期，美国科学家马斯对开口蓄电池的充电过程作了大量的试验研究，并提出了以最低出气率为前提的，蓄电池可接受的充电曲线，如图1所示。实验表明，如果充电电流按这条曲线变化，就可以大大缩短充电时间，并且对电池的容量和寿命也没有影响。原则上把这条曲线称为最佳充电曲线，从而奠定了快速充电方法的研究方向[1，2]。

由图1可以看出：初始充电电流很大，但是衰减很快。主要原因是充电过程中产生了极化现象。在密封式蓄电池充电过程中，内部产生氧气和氢气，当氧气不能被及时吸收时，便堆积在正极板（正极板产生氧气），使电池内部压力加大，电池温度上升，同时缩小了正极板的面积，表现为内阻上升，出现所谓的极化现象。

蓄电池是可逆的。其放电及充电的化学反应式如下：

PbO2＋Pb＋2H2SO42→PbSO4＋2H2O（1）

很显然，充电过程和放电过程互为逆反应。可逆过程就是热力学的平衡过程，为保障电池能够始终维持在平衡状态之下充电，必须尽量使通过电池的电流小一些。理想条件是外加电压等于电池本身的电动势。但是，实践表明，蓄电池充电时，外加电压必须增大到一定数值才行,而这个数值又因为电极材料，溶液浓度等各种因素的差别而在不同程度上超过了蓄电池的平衡电动势值。在化学反应中，这种电动势超过热力学平衡值的现象，就是极化现象。

一般来说，产生极化现象有3个方面的原因。

1）欧姆极化充电过程中，正负离子向两极迁移。在离子迁移过程中不可避免地受到一定的阻力，称为欧姆内阻。为了克服这个内阻，外加电压就必须额外施加一定的电压，以克服阻力推动离子迁移。该电压以热的方式转化给环境，出现所谓的欧姆极化。随着充电电流急剧加大，欧姆极化将造成蓄电池在充电过程中的高温。

2）浓度极化电流流过蓄电池时，为维持正常的反应，最理想的情况是电极表面的反应物能及时得到补充，生成物能及时离去。实际上，生成物和反应物的扩散速度远远比不上化学反应速度，从而造成极板附近电解质溶液浓度发生变化。也就是说，从电极表面到中部溶液，电解液浓度分布不均匀。这种现象称为浓度极化。

3）电化学极化这种极化是由于电极上进行的电化学反应的速度，落后于电极上电子运动的速度造成的。例如：电池的负极放电前，电极表面带有负电荷，其附近溶液带有正电荷，两者处于平衡状态。放电时，立即有电子释放给外电路。电极表面负电荷减少，而金属溶解的氧化反应进行缓慢Me－eMe＋，不能及时补充电极表面电子的减少，电极表面带电状态发生变化。这种表面负电荷减少的状态促进金属中电子离开电极，金属离子Me＋转入溶液，加速Me－eMe＋反应进行。总有一个时刻，达到新的动态平衡。但与放电前相比，电极表面所带负电荷数目减少了，与此对应的电极电势变正。也就是电化学极化电压变高，从而严重阻碍了正常的充电电流。同理，电池正极放电时，电极表面所带正电荷数目减少，电极电势变负。

这3种极化现象都是随着充电电流的增大而严重。

2充电方法的研究

2.1常规充电法

常规充电制度是依据1940年前国际公认的经验法则设计的。其中最著名的就是“安培小时规则”：充电电流安培数，不应超过蓄电池待充电的安时数。实际上，常规充电的速度被蓄电池在充电过程中的温升和气体的产生所限制。这个现象对蓄电池充电所必须的最短时间具有重要意义。

一般来说，常规充电有以下3种。

2.1.1恒流充电法

恒流充电法是用调整充电装置输出电压或改变与蓄电池串联电阻的方法，保持充电电流强度不变的充电方法，如图2所示。控制方法简单，但由于电池的可接受电流能力是随着充电过程的进行而逐渐下降的，到充电后期，充电电流多用于电解水，产生气体，使出气过甚，因此，常选用阶段充电法。

2.1.2阶段充电法

此方法包括二阶段充电法和三阶段充电法。

1）二阶段法采用恒电流和恒电压相结合的快速充电方法，如图3所示。首先，以恒电流充电至预定的电压值，然后，改为恒电压完成剩余的充电。一般两阶段之间的转换电压就是第二阶段的恒电压。

2）三阶段充电法在充电开始和结束时采用恒电流充电，中间用恒电压充电。当电流衰减到预定值时，由第二阶段转换到第三阶段。这种方法可以将出气量减到最少，但作为一种快速充电方法使用，受到一定的限制。

2.1.3恒压充电法

充电电源的电压在全部充电时间里保持恒定的数值，随着蓄电池端电压的逐渐升高，电流逐渐减少。与恒流充电法相比，其充电过程更接近于最佳充电曲线。用恒定电压快速充电，如图4所示。由于充电初期蓄电池电动势较低，充电电流很大，随着充电的进行，电流将逐渐减少，因此，只需简易控制系统。

这种充电方法电解水很少，避免了蓄电池过充。但在充电初期电流过大，对蓄电池寿命造成很大影响，且容易使蓄电池极板弯曲，造成电池报废。

鉴于这种缺点，恒压充电很少使用，只有在充电电源电压低而电流大时采用。例如，汽车运行过程中，蓄电池就是以恒压充电法充电的。

2.2快速充电技术

为了能够最大限度地加快蓄电池的化学反应速度，缩短蓄电池达到满充状态的时间，同时，保证蓄电池正负极板的极化现象尽量地少或轻，提高蓄电池使用效率。快速充电技术近年来得到了迅速发展。

下面介绍目前比较流行的几种快速充电方法。这些方法都是围绕着最佳充电曲线进行设计的，目的就是使其充电曲线尽可能地逼进最佳充电曲线。

2.2.1脉冲式充电法

这种充电法不仅遵循蓄电池固有的充电接受率，而且能够提高蓄电池充电接受率，从而打破了蓄电池指数充电接受曲线的限制，这也是蓄电池充电理论的新发展。

脉冲充电方式首先是用脉冲电流对电池充电，然后让电池停充一段时间，如此循环，如图5所示。充电脉冲使蓄电池充满电量，而间歇期使蓄电池经化学反应产生的氧气和氢气有时间重新化合而被吸收掉，使浓差极化和欧姆极化自然而然地得到消除，从而减轻了蓄电池的内压，使下一轮的恒流充电能够更加顺利地进行，使蓄电池可以吸收更多的电量。间歇脉冲使蓄电池有较充分的反应时间，减少了析气量，提高了蓄电池的充电电流接受率[5]。

2.2.2ReflexTM快速充电法

这种技术是美国的一项专利技术，它主要面对的充电对象是镍镉电池。由于它采用了新型的充电方法，解决了镍镉电池的记忆效应，因此，大大降低了蓄电池的快速充电的时间。铅酸蓄电池的充电方法和对充电状态的检测方法与镍镉电池有很大的不同，但它们之间可以相互借鉴[3]。

如图6所示，ReflexTM充电法的一个工作周期包括正向充电脉冲，反向瞬间放电脉冲，停充维持3个阶段[3]。

2.2.3变电流间歇充电法

这种充电方法建立在恒流充电和脉冲充电的基础上，如图7所示。其特点是将恒流充电段改

为限压变电流间歇充电段。充电前期的各段采用变电流间歇充电的方法，保证加大充电电流，获得绝大部分充电量。充电后期采用定电压充电段，获得过充电量，将电池恢复至完全充电态。通过间歇停充，使蓄电池经化学反应产生的氧气和氢气有时间重新化合而被吸收掉，使浓差极化和欧姆极化自然而然地得到消除，从而减轻了蓄电池的内压，使下一轮的恒流充电能够更加顺利地进行，使蓄电池可以吸收更多的电量[4]。

2.2.4变电压间歇充电法

在变电流间歇充电法的基础上又有人提出了变电压间歇充电法，如图8所示。与变电流间歇充电方法不同之处在于第一阶段的不是间歇恒流，而是间歇恒压。

比较图7和图8，可以看出：图8更加符合最佳充电的充电曲线。在每个恒电压充电阶段，由于是恒压充电，充电电流自然按照指数规律下降，符合电池电流可接受率随着充电的进行逐?下降的特点[4]。

2.2.5变电压变电流波浪式间歇正负零脉冲快速充电法

综合脉冲充电法、ReflexTM快速充电法、变电流间歇充电法及变电压间歇充电法的优点，变电压变电流波浪式正负零脉冲间歇快速充电法得到发展应用。脉冲充电法充电电路的控制一般有两种：

1）脉冲电流的幅值可变，而PWM（驱动充放电开关管）信号的频率是固定的；

2）脉冲电流幅值固定不变，PWM信号的频率可调。

图9采用了一种不同于这两者的控制模式，脉冲电流幅值和PWM信号的频率均固定，PWM占空比可调，在此基础上加入间歇停充阶段，能够在较短的时间内充进更多的电量，提高蓄电池的充电接受能力。

电池范文篇7

关键词：电动汽车；电池包；防水；密封胶

1概述

根据全球能源发展的布局，安全、节能和环保已经成为当前汽车工业发展的主要趋势，新能源汽车成为当今汽车领域研究的热点。作为汽车交通工具，电动汽车也需要具备传统车所具有的一切属性，包含安全性和使用寿命等方面的要求。电池系统作为三电系统中最重要的部件之一，是保证整车安全的屏障。国家标准中已经明确表示电池包要具备防护等级IP67的要求[2]，电池包不会因为进水而导致安全事故的发生，进而导致人员的伤亡。因此，电池包的密封防水格外重要，直接影响电池系统设计成功与否的关键。本文是研究一种应用于电动汽车电池包的密封胶，对胶体的材质、涂胶轨迹、胶的特性进行分析，使胶体与电池箱充分结合，通过国标要求的相关测试标准进行检测和验证[1]，归纳出一种合适的胶体和打胶方式。

2电池包的密封结构分析

电动汽车电池包的电池组电压高达600V以上，乘用车平台略低达到300V以上，电池箱体必须保证密封防水，防止进水导致电路短路，而导致事故发生。电池箱体防护等级要达到IP67以上。电池包的防护等级和热管理方式有关，目前电池包热管理方式主要有自然冷却、风冷及液冷，自热冷却可以较好地保证密封性能，风冷及液冷由于存在外界因素的干扰，密封性设计要求更高，风冷是靠外置的强制风冷来冷却，除不能与大气相通外，不允许在某处泄漏。液冷是靠外界的热交换液体流动来达到加热或者冷却的目的。电池包的密封结构主要由上盖、下箱体、相关接插件和接触密封垫所组成，此文主要阐述上盖与下箱体之间的密封胶，是决定电池包密封效果的关键。

3密封胶的技术原理

此密封胶为高弹性可返修密封胶，是一种高弹性、密封性好，易返修的通用型密封胶。该类产品储存稳定，耐热温度高，固化物有良好的机械性能和耐湿热稳定性。在高温条件下成液态，一定时间后固化成型形成产品，产品的形态表面致密，内部泡孔细密均匀有优异的回弹性，其适用于电池包各种不同的密封面，易实现工业化和自动化。

4密封胶的密封结构分析

为了保证良好的密封效果，除了固定上盖和箱体的螺栓距离在50mm左右和扭力固定螺栓的限位结构特征外，上盖和箱体之间的密封面要具有一定的平面度和粗糙度。上盖与箱体之间的密封胶还应该具备如下的特性：（1）密封胶的有效密封宽度≥8mm；（2）密封胶适用于各种不规则的图形施胶，固化时间在单个工序时间内完成；（3）压缩量在70%以内，具有高回弹性和压缩可恢复率；（4）可反复拆卸的可维修性，在保证生命周期内具备5次以上的可维修拆卸性；（5）其他物理特性，如耐高低温性、耐湿热性、阻燃性等。对该密封胶的重要特性进行试验，数据如图2。通过试验得出：该密封胶在满足使用要求的前提下，具有较好的压缩性，可反复拆卸，抗老化，适用于密封面的基本要求。

5密封胶的试验论证

5.1气密及防水试验。把带有密封胶装配完成后，相关接插件用匹配插头堵住，防爆阀位置为气密检测口，依据气密检测仪进行内部充气，充气时间60s，充气总压5-6kPa，当压力达到3.5kPa左右，稳定时间60s，测试时间60s，如果测试时间内压降在25.4Pa以内，则测试通过，如图3所示。将气密测试通过的电池包完全浸入一个盛满水的池子里，保持箱子上表面再水下1m以上，保持30min，如图3所示，等时间到达后，取出电池包，打开上盖，观察箱体内是否存在水珠，若箱子完全干燥，则说明电池箱体密封达到IP67以上，若箱子内部存在进水，则说明密封不够，需要继续优化设计。5.2拆装试验。对已经经过气密试验和水试试验的样品进行搁置30min后，固定上盖和箱体的螺栓，M5螺栓扭力在4NM左右，再静置30min，重复前面的上盖拆装5次以上，然后进行沉水试验，如图4所示。5.3老化试验。对带有密封胶的电池包相关接插件堵住，留一个防爆阀作为进气口，进行气密试验，通过气密试验后，再进行沉水试验，IPX7试验通过后，将电池包置于（-40±2）℃～（85±2℃）的交变温度环境仓中，两种极端温度的转换时间小于30min（以设备实际转换能力为准），每个极端温度保持8h，单次循环总时间为17h；循环84次，总循环时间约60天。老化试验完成后，再进行沉水试验测试。如图5所示。5.4振动试验。把经过气密，沉水测试合格的完整电池包，按照GB/T31467.3-2015中振动条件相关的说明，进行振动测试，完成以后再进行沉水测试。

6结束语

纯电动汽车电池包的密封性对电池系统的安全起到关键性的作用，各个电池厂商都在寻找一种效果优良、自动化程度高和成本低廉的密封胶。电池包的密封手段也在不断摸索，不断改进和逐步创新，一个较好的密封方案，都将会推动行业的发展，为新能源事业做出一定的贡献。

参考文献：

[1]GB/T31467.3-2015.电动汽车用锂离子动力蓄电池包河系统第3部分安全性要求与测试方法[S].

电池范文篇8

关键词：蓄电池；阀控式密封铅酸蓄电池；活性物质

蓄电池是直流系统中不可缺少的设备，这种电源广泛应用于变电站中。正常时直流系统中的蓄电池组处于浮充电备用状态，当交流电失电时，蓄电池迅速向事故性负荷提供能量。如各类直流泵、事故照明、交流不停电电源、事故停电、断路器跳合闸等，同时也必须为事故停电时的控制、信号、自动装置、保护装置及通信等负荷提供电力。显然在交流失电的事故状态下，蓄电池应作为变电站的备用能源。

1阀控密封式铅酸蓄电池的运行与维护

1.1阀控密封式铅酸蓄电池与开口式铅酸蓄电池的区别

其区别见表1。

表1新型阀控式铅酸蓄电池与开口式铅酸蓄电池的区别

1.2蓄电池运行要求

按照电力系统的有关标准，阀控式铅酸蓄电池的运行要求如下：阀控式密封铅酸蓄电池组在正常运行时以浮充方式运行，浮充电压值一般控制为2.23V×n，在运行中主要监视蓄电池组的端电压，浮充电流，及每只蓄电池的电压。

1.3阀控式密封铅酸蓄电池的充放电

1.3.1核对性充放电

新安装或大修后的阀控蓄电池组，应进行全核对性额定容量放电试验，放电电流不应变动过大，待放电结束后，应立即对蓄电池组进行充电，避免发生电池内部的硫化现象，而导致蓄电池内部短路。此时均采用0.1C10恒流充电，当蓄电池组端电压上升到2.23V×n时，将会自动或手动转为恒压充电。

1.3.2恒压充电

在2.35V×n的恒压充电下，0.1C10的充电电流逐渐减小，当充电电流减小至0.1C10时，充电装置的倒计时开始起动，并维持3h不变。当整定的倒计时结束时，充电装置自动或手动转为正常的浮充电运行，浮充电压为2.23V×n。同时在浮充电过程中要进行温度补偿，即对每只单体蓄电池充电电压随环境温度给予一定量的补偿，避免蓄电池因失水干涸而失效。

中心温度、补偿下限、补偿上限、补偿斜率均可根据电池性能灵活设置。

1.3.3补充充电

为了弥补运行中因浮充电流调整不当，补偿不了电池自放电和爬电漏电所造成蓄电池容量的亏损，设定1～3个月，自动地进行一次恒流充电-恒压充电-浮充电的补充充电，确保蓄电池组随时都具有额定容量，以保证运行安全可靠。

1.3.4事故放电和自动充电

当电网解列或故障、交流电源中断时，蓄电池组立即承担起主要负荷和事故照明负荷，若蓄电池组端电压下降到2V×n时，电网还未恢复送电，应自动或手动断开蓄电池组的供电，以免因蓄电池组过放电而损坏。交流电源恢复送电时，充电装置将自动或手动进入恒流充电-恒压充电-浮充电，并恢复到正常运行状态。

1.4蓄电池维护

据统计，阀控式铅酸蓄电池的故障，有50%以上是因VRLA蓄电池组故障，或因VRLA蓄电池维护不当造成的。通常所说的“免维护”即为：在规定条件下使用期间不需维护的一种蓄电池。所谓蓄电池的免维护是相对传统铅酸蓄电池维护而言，仅指使用期间无需加水。在实际工作中，仍需履行维护手续。在电力行业中极为重视蓄电池的维护工作，包括阀控式铅酸蓄电池的运行与维护。一般应做好以下工作。

图1充电程序

图2温度补偿示意图

经常检查的项目：

•检测蓄电池端电压；

•连接处有无松动；

•极柱、安全阀周围是否有渗酸与酸雾逸出；

•蓄电池壳体有无渗漏和变形。

如有以下情况之一应进行充电（充电程序见图1）：

•浮充电压低于21.8V；

•放出10%以上的额定容量；

•搁置不用时间超过三个月；

•全浮充运行达三个月。

运行中的维护：

•应经常检查蓄电池浮充状态是否正常，蓄电池的浮充电压（25℃）应按说明书规定值进行；

•蓄电池端子应用螺栓、螺母连接，蓄电池间的连接电压降ΔU<8mV；

•蓄电池组中各单体蓄电池间的开路电压最高与最低差值不大于20mV；浮充时单体蓄电池端电压的最大差值应不大于50mV。

阀控式铅酸蓄电池的电压偏差值及终止电压值：

•标称电压/V：2、6、12；

•阀控式铅酸蓄电池运行中的电压偏差值/V：±0.05、±0.15、±0.3；

•开路电压最大差值/V：0.03、0.04、0.06；

•放电终止电压/V：1.80、5.25（1.75×3）、10.5（1.75×6）。

2阀控式铅酸蓄电池使用中应注意事项

应注意铅酸蓄电池在每次放电完后，应及时充电，需充电的时间在10h以上。

应注意不应使蓄电池被过电流或过电压充电。

应注意尽量避免使蓄电池长期搁置不用。

应注意不要使蓄电池长期处于浮充状态而不放电。

应注意不使蓄电池过放电。

阀控式铅酸蓄电池对充电设备及温度等外部环境因素较为敏感。要求充电机有较小的纹波系数，并对电池有温度补偿功能。电池的充电电压应随着温度的上升而下降，一般每升高1℃，充电电压下降2～4mV。温度补偿示意图见图2。

3常见失效机理及检测

3.1阀控蓄电池的失效机理

阀控式铅酸蓄电池是一个复杂的电化学体系，蓄电池的性能和寿命取决于电极的材料、工艺、活性物质的组成和结构、及蓄电池运行状态和条件等。它的失效因素也是比较多的，基本上可分为三类。

3.1.1蓄电池设计结构上的因素

•极板的腐蚀：对浮充电使用的蓄电池，板栅腐蚀是限定电池寿命的重要因素，在电池过充电状态下，负极产生水，降低了酸度，而正极反应产生H＋，加速了正极板栅的腐蚀。

•水损失：由于再化合反应不完全及板栅腐蚀引起水的损失，当每次充电时，由于产生气体的速率大于气体再化合速率，导致一部分气体逸出，造成水的损失。正极栅的腐蚀也是造成水损失的因素之一。

•枝状结晶生成：当电池处于放电状态，或长期以放电状态放置，这种情况下，负极pH值增加，极板上生成可溶性铅颗粒，促进板状结晶生成穿透隔膜造成极间短路，使蓄电池失效。

•负极板硫酸盐化：由于自化合反应的发生，无论蓄电池处于充电或放电状态,负极板总有硫酸铅存在，使负极长期处于非完全充电状态，形成不可逆硫酸铅，使电池容量减少，导致电池失效。

•热失控：在充电过程中，电池内的再化合反应将产生大量的热能，由于蓄电池的密封结构使热量不易散出，以及周围环境温度升高，导致浮充电流的增大，进而使浮充电压升高，以致蓄电池温升过高而失效。

3.1.2电池工艺质量的因素

在实际情况中，由于电池生产工艺质量的问题，如原材料成分不稳定，极板涂膏量不一致，极耳腐蚀断裂，壳体和壳盖间渗透漏液，阀盖开闭不灵等，都造成蓄电池性能离散性大，也是蓄电池早期失效的主要因素。

3.1.3使用环境因素

由于过充电使产生的气体不可能完全被再化合，从而引起电池内部压力增加。当到一定压力时，安全阀打开，氢气和氧气逸出，同时带出酸雾，消耗了有限的电解液，导致蓄电池容量下降或早期失效。为避免产生多余的气体，阀控蓄电池对充电机稳压、限流精度提出了较高的要求，而现有的可控硅相位控制稳压的充电机几乎都不能做到。

据国外资料介绍，当高于25℃时，每升高6～10℃，蓄电池寿命缩短一半。因为过高的温度会导致浮充电流的增加，从而由于过充电量的累积，而使得电池循环寿命的缩短。浮充电压也应根据温度进行补偿，一般为-2～4mV/℃，而现有充电机必须具有此功能。VRLA蓄电池温度与寿命关系曲线见图3。

3.2蓄电池的检测方法

为了掌握蓄电池的性能状况，目前有如下几种检测方法。

3.2.1放电法

将蓄电池组脱离供电系统，以10小时率电流对负荷放电，同时测量每一蓄电池电压，当降到规定值时（单体1.8V），停止放电，计算时间得出蓄电池组容量。该方法准确，但浪费能量，实施困难。

3.2.2蓄电池电压巡检

在放电状态下，对VRLA蓄电池组的每只VRLA蓄电池的端电压进行巡回检测，找出端电压下降最快的一只，再对此蓄电池在线放电检测其容量，即代表该组VRLA蓄电池的容量。该方法方便可行，但只能判读已严重失效的蓄电池，不能全面的反映每个单体的情况，且对性能的差异不能作出反应。

3.2.3测量蓄电池内阻

VRLA蓄电池的故障，如板栅腐蚀和增长、接触不良、活性物质可用量减少等集中表现于蓄电池内阻的增大、电导的减小，因此，电导或电阻的高低可提供反映蓄电池故障和使用程度的有效信息。有关标准提供了内阻测试的方法，国外已有交流内阻和直流内阻测试的报道。有关公司测试方法是用交流发电装置向蓄电池单体或蓄电池组注入一个低频20～30Hz或60Hz的交流信号，测量通过电池的交流电流和每只蓄电池两端的交流电压，然后计算出I/U或Uac/Iac比率，则得出蓄电池的电导或电阻值，并显示这个值。如有公司采用了200A/10s放电的负载测试仪（Milton），来测试单只蓄电池的性能。

4阀控式密封铅酸蓄电池的发展趋势

提高蓄电池使用寿命，正极活性物质的利用率，比能量，蓄电池产品的均一性，以及减小浮充电流的大小，正成为进入21世纪的智能化第三代VRLA蓄电池的研制方向，它从制作材料、制作技术、工艺流程等方面不断更新，克服了以往蓄电池在使用中的弊端。

电池范文篇9

关键词:原电池概念;电解池;化学;化学区别

从研究调查的结果来看，之所以很多同学的化学成绩不理想是和学生本身掌握的知识体系不够完整有密切的关系。就比如我们的很多同学会对化学中提到的原电池和电解池的概念相互混淆，不能很好的理解其含义。想要正确的区分开并完全掌握原电池以及电解池的概念和知识点，就必须利用虚拟的操作实验等辅助理解，并且通过系统的学习对其正确的书写方式、实际应用等掌握熟练。

1原电池和电解池的具体分析以及探究

1．1原电池的理论基础。原电池的运作理论基础:其本质上来说是一种典型的散发热的还原氧化概念。原电池中电子发生转移的根本原因是还原成分在负电极上失去了电子所导致的还原氧化，并不是因为氧化与还原成分的相互摩擦产生的。失去的电子由外部线路运输到正电极上，在正电极上也氧化成分发生反应，从而使还原成分和氧化成分直接的电子发生移动。但是正负电极间的液体含有离子成分仍然依照固有的方向进行运动和外部线路中电子依照固有方向运动形成的电路形成闭合的状态，使正负电极产生的电子一直规律的运动，从而形成稳定的电流，将化学能量成功的转变为电力。1．2原电池的基本构造成分。原电池的基本构造:第一，由两类不一样的移动性金属材料或者是别的类型的导电材料比如氧化物类材料或者不是金属的材料来组成电极所需材料;第二，正负电极的外部需要有连接线路进行连接，以使电路呈现闭合的状态;第三，正负电极必须经过电解质液体的传导。只有满足了上面三个必要条件，可能够组成原电池。1．3电解池的辨别和产生反应的类别。电解池其根本工作原理是将电能量转变为化学能量的设备。电解池也有两级，分别是阴极和阳极。电解池在连接安装时，应将电源的正电极连接在电解池的阳极上面，会使电解质液体里的阴离子失去电子产生氧化;将电源的负电极连接在电解池的阴极上面，会使电解质液体中的阳离子失去电子产生还原。

2区分和认知原电池和电解池的实际教学中出现的疑难要点

近年来的高考试题提高了对于原电池和电解池工作原理的区分等知识的试题数量和难度，这方面的考题内容涉及较为广泛，主要针对的知识点为对原电池工作原理的了解和认知、电化学腐蚀类和化学腐蚀类的区别与了解、电解池工作原理的了解与实际应用分析。之所以很多学生会觉得这方面的考题会比较难，没有把握，是因为高考试题对于这方面知识的考验不光是停留在教科书阶段。针对于这种教科书与现代实际科技项目相结合的考试类型，不但要考察学生对于课本知识的掌握程度，更考察学生的灵活思辨能力，所以，必须要在真正理解原电池和电解池工作原理的同时，学会辩证思考，并了解其在社会发展之中的具体应用实例。

3原电池和电解池正确的书写方法

化学电池的工作原理其中就是利用通过电解质液体失去的电子的移动，产生的自主性还原氧化，并且通过外部线路形成闭合性的线路，从而形成的将化学能量转化为电能的工作。因此，书写电解池和原电池的正确方法要依照以下几点基础要求:第一，保证原子量相同的原则:原子的数量在化学式两部分的数量是相同的;第二，保证电荷量的相同原则:电荷的数量以及电性的数量在化学式两部分的数量是相同的;第三，保证电子数量相同的原则:正电极中得到电子数量的总和要和负电极中失去电子数量的总和相同;第四，遵循现实性的原则:书写的化学式必须要建立在现实的基础之中，不能抛离现实。

4高中电化学科目中关于电解池和原电池的实际教学中存在的问题解答

在针对于电解池和原电池的教学之中，不能只让学生靠死记硬背去记住化学方程式，反而忽略了让我们真正掌握其包含知识点的能力。如果没有真正的了解和掌握其知识和区别点，就很难在考试试题中灵活的运用这方面知识解答问题，不能够灵活思辨。之所以很多学生不能够很好的区分电解池与原电池，跟学生不能真正了解其含义以及学习的系统知识跟不上步伐有特别大的关联。

5结语

结合上文所论述的内容，区别电解池和原电池的关键还是在于是否真正的了解了其含义。想要得到真正了解的目的，除了掌握教科书上的内容，还需要学会灵活思辨，多了解其在社会中的具体应用实例。也要结合实践性的实验操作，更加形象的去学习，以帮助我们的同学更快速的认知电解池和原电池的根本知识。

参考文献:

［1］胡国生．高中化学教学中关于原电池与电解池的综合分析［J］．理科生教学与研究，2015(03):220．

电池范文篇10

关键词：蓄电池；阀控式密封铅酸蓄电池；活性物质

蓄电池是直流系统中不可缺少的设备，这种电源广泛应用于变电站中。正常时直流系统中的蓄电池组处于浮充电备用状态，当交流电失电时，蓄电池迅速向事故性负荷提供能量。如各类直流泵、事故照明、交流不停电电源、事故停电、断路器跳合闸等，同时也必须为事故停电时的控制、信号、自动装置、保护装置及通信等负荷提供电力。显然在交流失电的事故状态下，蓄电池应作为变电站的备用能源。

1阀控密封式铅酸蓄电池的运行与维护

1.1阀控密封式铅酸蓄电池与开口式铅酸蓄电池的区别

其区别见表1。

表1新型阀控式铅酸蓄电池与开口式铅酸蓄电池的区别

1.2蓄电池运行要求

按照电力系统的有关标准，阀控式铅酸蓄电池的运行要求如下：阀控式密封铅酸蓄电池组在正常运行时以浮充方式运行，浮充电压值一般控制为2.23V×n，在运行中主要监视蓄电池组的端电压，浮充电流，及每只蓄电池的电压。

1.3阀控式密封铅酸蓄电池的充放电

1.3.1核对性充放电

新安装或大修后的阀控蓄电池组，应进行全核对性额定容量放电试验，放电电流不应变动过大，待放电结束后，应立即对蓄电池组进行充电，避免发生电池内部的硫化现象，而导致蓄电池内部短路。此时均采用0.1C10恒流充电，当蓄电池组端电压上升到2.23V×n时，将会自动或手动转为恒压充电。

1.3.2恒压充电

在2.35V×n的恒压充电下，0.1C10的充电电流逐渐减小，当充电电流减小至0.1C10时，充电装置的倒计时开始起动，并维持3h不变。当整定的倒计时结束时，充电装置自动或手动转为正常的浮充电运行，浮充电压为2.23V×n。同时在浮充电过程中要进行温度补偿，即对每只单体蓄电池充电电压随环境温度给予一定量的补偿，避免蓄电池因失水干涸而失效。

中心温度、补偿下限、补偿上限、补偿斜率均可根据电池性能灵活设置。

1.3.3补充充电

为了弥补运行中因浮充电流调整不当，补偿不了电池自放电和爬电漏电所造成蓄电池容量的亏损，设定1～3个月，自动地进行一次恒流充电-恒压充电-浮充电的补充充电，确保蓄电池组随时都具有额定容量，以保证运行安全可靠。

1.3.4事故放电和自动充电

当电网解列或故障、交流电源中断时，蓄电池组立即承担起主要负荷和事故照明负荷，若蓄电池组端电压下降到2V×n时，电网还未恢复送电，应自动或手动断开蓄电池组的供电，以免因蓄电池组过放电而损坏。交流电源恢复送电时，充电装置将自动或手动进入恒流充电-恒压充电-浮充电，并恢复到正常运行状态。

1.4蓄电池维护

据统计，阀控式铅酸蓄电池的故障，有50%以上是因VRLA蓄电池组故障，或因VRLA蓄电池维护不当造成的。通常所说的“免维护”即为：在规定条件下使用期间不需维护的一种蓄电池。所谓蓄电池的免维护是相对传统铅酸蓄电池维护而言，仅指使用期间无需加水。在实际工作中，仍需履行维护手续。在电力行业中极为重视蓄电池的维护工作，包括阀控式铅酸蓄电池的运行与维护。一般应做好以下工作。

图1充电程序

图2温度补偿示意图

经常检查的项目：

•检测蓄电池端电压；

•连接处有无松动；

•极柱、安全阀周围是否有渗酸与酸雾逸出；

•蓄电池壳体有无渗漏和变形。

如有以下情况之一应进行充电（充电程序见图1）：

•浮充电压低于21.8V；

•放出10%以上的额定容量；

•搁置不用时间超过三个月；

•全浮充运行达三个月。

运行中的维护：

•应经常检查蓄电池浮充状态是否正常，蓄电池的浮充电压（25℃）应按说明书规定值进行；

•蓄电池端子应用螺栓、螺母连接，蓄电池间的连接电压降ΔU<8mV；

•蓄电池组中各单体蓄电池间的开路电压最高与最低差值不大于20mV；浮充时单体蓄电池端电压的最大差值应不大于50mV。

阀控式铅酸蓄电池的电压偏差值及终止电压值：

•标称电压/V：2、6、12；

•阀控式铅酸蓄电池运行中的电压偏差值/V：±0.05、±0.15、±0.3；

•开路电压最大差值/V：0.03、0.04、0.06；

•放电终止电压/V：1.80、5.25（1.75×3）、10.5（1.75×6）。

2阀控式铅酸蓄电池使用中应注意事项

应注意铅酸蓄电池在每次放电完后，应及时充电，需充电的时间在10h以上。

应注意不应使蓄电池被过电流或过电压充电。

应注意尽量避免使蓄电池长期搁置不用。

应注意不要使蓄电池长期处于浮充状态而不放电。

应注意不使蓄电池过放电。

阀控式铅酸蓄电池对充电设备及温度等外部环境因素较为敏感。要求充电机有较小的纹波系数，并对电池有温度补偿功能。电池的充电电压应随着温度的上升而下降，一般每升高1℃，充电电压下降2～4mV。温度补偿示意图见图2。

3常见失效机理及检测

3.1阀控蓄电池的失效机理

阀控式铅酸蓄电池是一个复杂的电化学体系，蓄电池的性能和寿命取决于电极的材料、工艺、活性物质的组成和结构、及蓄电池运行状态和条件等。它的失效因素也是比较多的，基本上可分为三类。

3.1.1蓄电池设计结构上的因素

•极板的腐蚀：对浮充电使用的蓄电池，板栅腐蚀是限定电池寿命的重要因素，在电池过充电状态下，负极产生水，降低了酸度，而正极反应产生H＋，加速了正极板栅的腐蚀。

•水损失：由于再化合反应不完全及板栅腐蚀引起水的损失，当每次充电时，由于产生气体的速率大于气体再化合速率，导致一部分气体逸出，造成水的损失。正极栅的腐蚀也是造成水损失的因素之一。

•枝状结晶生成：当电池处于放电状态，或长期以放电状态放置，这种情况下，负极pH值增加，极板上生成可溶性铅颗粒，促进板状结晶生成穿透隔膜造成极间短路，使蓄电池失效。

•负极板硫酸盐化：由于自化合反应的发生，无论蓄电池处于充电或放电状态,负极板总有硫酸铅存在，使负极长期处于非完全充电状态，形成不可逆硫酸铅，使电池容量减少，导致电池失效。

•热失控：在充电过程中，电池内的再化合反应将产生大量的热能，由于蓄电池的密封结构使热量不易散出，以及周围环境温度升高，导致浮充电流的增大，进而使浮充电压升高，以致蓄电池温升过高而失效。

3.1.2电池工艺质量的因素

在实际情况中，由于电池生产工艺质量的问题，如原材料成分不稳定，极板涂膏量不一致，极耳腐蚀断裂，壳体和壳盖间渗透漏液，阀盖开闭不灵等，都造成蓄电池性能离散性大，也是蓄电池早期失效的主要因素。

3.1.3使用环境因素

由于过充电使产生的气体不可能完全被再化合，从而引起电池内部压力增加。当到一定压力时，安全阀打开，氢气和氧气逸出，同时带出酸雾，消耗了有限的电解液，导致蓄电池容量下降或早期失效。为避免产生多余的气体，阀控蓄电池对充电机稳压、限流精度提出了较高的要求，而现有的可控硅相位控制稳压的充电机几乎都不能做到。

据国外资料介绍，当高于25℃时，每升高6～10℃，蓄电池寿命缩短一半。因为过高的温度会导致浮充电流的增加，从而由于过充电量的累积，而使得电池循环寿命的缩短。浮充电压也应根据温度进行补偿，一般为-2～4mV/℃，而现有充电机必须具有此功能。VRLA蓄电池温度与寿命关系曲线见图3。

3.2蓄电池的检测方法

为了掌握蓄电池的性能状况，目前有如下几种检测方法。

3.2.1放电法

图3VRLA蓄电池温度与寿命关系曲线

将蓄电池组脱离供电系统，以10小时率电流对负荷放电，同时测量每一蓄电池电压，当降到规定值时（单体1.8V），停止放电，计算时间得出蓄电池组容量。该方法准确，但浪费能量，实施困难。

3.2.2蓄电池电压巡检

在放电状态下，对VRLA蓄电池组的每只VRLA蓄电池的端电压进行巡回检测，找出端电压下降最快的一只，再对此蓄电池在线放电检测其容量，即代表该组VRLA蓄电池的容量。该方法方便可行，但只能判读已严重失效的蓄电池，不能全面的反映每个单体的情况，且对性能的差异不能作出反应。

3.2.3测量蓄电池内阻

VRLA蓄电池的故障，如板栅腐蚀和增长、接触不良、活性物质可用量减少等集中表现于蓄电池内阻的增大、电导的减小，因此，电导或电阻的高低可提供反映蓄电池故障和使用程度的有效信息。有关标准提供了内阻测试的方法，国外已有交流内阻和直流内阻测试的报道。有关公司测试方法是用交流发电装置向蓄电池单体或蓄电池组注入一个低频20～30Hz或60Hz的交流信号，测量通过电池的交流电流和每只蓄电池两端的交流电压，然后计算出I/U或Uac/Iac比率，则得出蓄电池的电导或电阻值，并显示这个值。如有公司采用了200A/10s放电的负载测试仪（Milton），来测试单只蓄电池的性能。

4阀控式密封铅酸蓄电池的发展趋势

提高蓄电池使用寿命，正极活性物质的利用率，比能量，蓄电池产品的均一性，以及减小浮充电流的大小，正成为进入21世纪的智能化第三代VRLA蓄电池的研制方向，它从制作材料、制作技术、工艺流程等方面不断更新，克服了以往蓄电池在使用中的弊端。