铅酸蓄电池是指正极活性物质使用二氧化铅,负极活性物质使用海绵状铅,并以硫酸溶液为电解液的蓄电池。铅酸蓄电池主要用在低速电动汽车上。 1.铅酸蓄电池的分类： 铅酸蓄电池分为免维护铅酸蓄电池和阀控密封式铅酸蓄电池。 (1)免维护铅酸蓄电池：免维护铅酸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。它具有耐振、耐高温、体积小、自放电小的特点。使用寿命一般为普通铅酸蓄电池的2倍。市场上的免维护铅酸蓄电池也有两种: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。 (2)阀控密封式铅酸蓄电池：阀控密封式铅酸蓄电池在使用期间不用加酸加水维护,电池为密封结构,不会漏酸,也不会排酸雾,电池盖子上设有溢气阀(也叫安全阀),其作用是当电池内部气体量超过一定值,即当电池内部气压升高到一定值时,溢气阀自动打开,排出气体,然后自动关闭,防止空气进入电池内部。
阀控密封式铅酸蓄电池分为玻璃纤维(AGM)和胶体(GEL)电池两种。AGM电池采用吸附式玻璃纤维棉作隔膜,电解液吸附在极板和隔膜中,电池内无流动的电解液,电池可以立放工作,也可以卧放工作;GEL电池以二氧化硅(SiO2)作凝固剂,电解液吸附在极板和胶体内,一般立放工作。无特殊说明,皆指AGM电池。
电动汽车使用的动力电池一般是阀控密封式铅酸蓄电池。
2.铅酸蓄电池的结构：
铅酸蓄电池的基本结构如图1-21所示。它由正负极板、隔板、电解液、溢气阀、外壳等部分组成。极板是铅酸蓄电池的核心部件,正极板上的活性物质是二氧化铅,负极板上的活性物质为海绵状纯铅;隔板是隔离正、负极板,防止短路,作为电解液的载体,能够吸收大量的电解液,起到促进离子良好扩散的作用;电解液由蒸馏水和纯硫酸按一定比例配制而成,主要作用是参与电化学反应,是铅酸蓄电池的活性物质之一;溢气阀位于蓄电池顶部,起到安全、密封、防爆等作用。
3.铅酸蓄电池的工作原理：
使用铅酸蓄电池时,把化学能转换为电能的过程叫放电。在使用后,借助于直流电在电池内进行化学反应,把电能转变为化学能而储蓄起来,这种蓄电过程叫作充电。铅酸蓄电池是酸性蓄电池,其化学反应式为
阳极给出电子,阴极得到电子,从而形成了回路电流。端电压越高,电解水也越激烈,此时充入的大部分电荷参加水电解,形成的活性物质很少。
4、对铅酸蓄电池的要:
电动汽车对铅酸蓄电池有以下要求。
(1)外观用目测法检测蓄电池外观时,外壳不得有变形及裂纹,表面干燥、无酸液,且标志清晰、正确。
(2)极性用电压表检查蓄电池极性时,电池极性应与标志的极性符号一致。
(3)外形尺寸及质量蓄电池外形尺寸、质量应符合相关标准。
(4)端子端子的位置以及端子的外观、结构等具体要求由用户与厂家协商决定。
(5)3h率额定容量蓄电池按规定试验时,第一次容量应不低于额定值的90%;蓄电池应在第10次容量试验或之前达到额定值,且最终放电容量不应高于企业提供额定值的110%。
(6)大电流放电完全充电的蓄电池在温度为20℃±5℃的环境中静止5h,然后以3I3(A)的电流恒电流放电到单体蓄电池电压为1.5V终止,放电时间应不少于40min;完全充电的蓄电池在温度为20℃±5℃的环境中静止5h,然后以9I3(A)的电流恒电流放电3min,单体蓄电池电压应不低于1.4V。
(7)快速充电能力：蓄电池按规定方法放电时,充电容量应不小于额定值的70%。
(8)-20℃低温放电完全充电的蓄电池在温度为一20℃±2℃环境中搁置20h,并在该环境中以6I3(A)的电流连续放电至单体蓄电池电压为1.4V,放电时间应不少于5min；
完全充电的蓄电池在温度为一20℃±2℃环境中搁置20h,并在该环境中以I3(A)的电流连续放电至单体蓄电池电压为1.4V,容量应不低于额定值的55%。
(9)安全性蓄电池按规定方法完全充电后,以0.7I3(A)的电流连续充电5h,然后目视检査蓄电池外观,外壳不得出现漏液、破裂等异常现象。
(10)密封反应效率对于阀控密封式铅酸蓄电池,按规定方法试验时,其密封反应效率应不低于
90%。
(11)水损耗：对于免维护铅酸蓄电池,按规定方法试验时,按额定容量计算,其水损耗应不大于3g/(A·h）。
(12)荷电保持能力：蓄电池按规定方法试验时,其常温容量应不低于储存前容量的85%;高温容量应不低于储存前容量的70%。
(13)循环耐久能力：蓄电池按规定方法试验时,当蓄电池容量降至额定值的80%时,循环次数应不少于400次。
(14)耐振动性能蓄电池按规定方法进行试验,试验期间,蓄电池放电电压应无异常；
试验后,检査蓄电池应机械损伤,无电解液渗漏。
具体试验方法参照QC/T 742 2006《电动汽车用铅酸蓄电池》。
