BATTERY

铅酸蓄电池荷电状态估算方法

荷电状态估算是铅酸蓄电池进行充放电控制以及均衡管理的重要依据，铅酸蓄电池作为重要的储能元件，其性能优劣直接影响着光伏发电系统的稳定运行。为了延长蓄电池的使用寿命，保证光伏储能系统的安全可靠经济运行，必须对蓄电池的荷电状态SOC进行准确估算。

(1)安时法

该方法通过检测初始时刻至时刻的电流，采用积分算法得到充入电量和放出电量，与额定容量Cn相比后，再与初始SOC0时刻相减，即可得到t时刻的SOC值。

安时法因其检测方法简单，易于实现等优点在SOC检测中被广泛应用。但安时法也存在两个重要缺陷：a)要较为准确的SOC初始值;b)安时法是开环的电流积分，且电池在工作时受充放电倍率、温度、老化等因素影响。如不考虑这些因素，随着时间的新增，安时法累积误差将越来越大，最终得不到准确的SOC值。

(2)开路电压法

开路电压法是利用电池的开路电压与SOC有相对固定的函数关系，通过测量铅酸蓄电池的开路电池来估算SOC。开路电压法比较简单，但由于极化用途，电池要几个小时甚至十几个小时的静置时间来达到稳定的开路电压，这给测量造成困难。

(3)内阻法

铅酸蓄电池内阻有交流内阻和直流内阻之分。关于铅酸蓄电池，其内部阻抗与蓄电池的容量及完好性有着密切的关系，因此有人提出可以利用测量阻抗来评估和预测蓄电池的性能。事实上，在线准确测量电池的内阻是比较困难的。

阀控式铅酸蓄电池又称免维护蓄电池，其基本特点是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，电池盖子上设有单向排气阀(也叫安全阀)，告诉你铅酸蓄电池放电过程要注意哪些事项

1、为了使电池达到充满电的状态应在放点前提早对电池组均充，一般以2．35V／单体充电12小时，静置12-24h。

2、需要检查所有螺钉的拧紧状况，以及电池组浮充总电压、单体浮充电压、负载电流、环境温度以及整流器(或开关电源)的其它设置参数。

3、结合基站／交换局的实际情况，断开电池组和开关电源之间的连接，确认假负载处于空载状态后，把假负载正确连接到电池组正负极上，15分钟后记录电池的开路电压。

4、根据情况需要，确定电池组的放电倍率，一般以3小时率或10小时率放电(3小时率放电电流为0．25C10，10小时率放电电流为0．10C10)，在假负载上选择相匹配的负载档，对电池组进行放电。

5、在放电过程中，考虑到假负载上的电流表显示准确度不够，需用钳形电流表对放电电流进行检测，根据钳形表的实际显示，对假负载进行调整，使电池组放电电流到要求的放电电流，等放电5分钟左右，开始记录电池组的总电压、单体电压、放电电流、环境温度以及连接条的温度等。

6、若是选择10小时率放电，应每1小时(3小时率放电，则每30分钟)测量一次电池的放电总压、单体电压、放电电流等：在放电的后期应提高测量的频率，10小时率是在9小时后每30分钟测量一次；3小时率是在2小时后每15分钟测量一次。放电过程中，同时应重点监控环境温度、电池单体和连接条的温度，有没有出现异常情况，同时电池组中放电电压最低的单体电池。

7、对于新安装的电池组，放电结束条件是电池组放出容量达到额定容量要求或电池组中有一个单体达到1．80V，而对于已经在线使用的电池组是以总压达到43．2V(48V电池系统)为放电结束。

8、对于放电过程中的情况，如在到放电终止时，电池组放出的容量经核算没有达到所规定的额定容量，电池组的出厂容量可能存在问题，应及时联系相关厂家前来处理。

9、放电结束，先让假负载空载，接着再断开电池组与假负载的连接，把电池与开关电源连接上，此时应注意已经放过电的电池组与整流器之间的压差较大，连接时可能会出打火现象，最好是先调低开关电源的浮充电压值，使开关电源的浮充电压值尽量接近电池组的开路电压，以减小火花。

10、若放电情况正常可观察和记录充电开始的情况，若放电情况不正常，应监测电池组的充电情况，确保电池的正常充电。

11、工具：假负载、连接电缆、装卸工具、钳型电流表、万用表等。

铅酸蓄电池充电器参数解读铅酸蓄电池充电器认识误区

电动车铅酸蓄电池组充电时，有几个关键参数：最高充电电压、浮充电压、浮充转换电流、最大充电电流。它们应该是多少？如何制定？其中最主要的是最高充电电压，多少为好？与析气量、充入电容量和环境温度又是什么关系？对此众说不一，各电池生产厂家的要求也不一样。最高充电电压值相对误差范围是多少？我们不能脱离实际的工作对象，盲目制定出超常规的精度要求。我们接到某电动车售后服务部通知：充电器比规定电压高0.1V，电池因此热失控而充胀了；也接到通知说：电压比规定定低0.1V，电池欠充，提前报废。一个千分之几的误差造成如此严重后果，真是失之毫厘，谬之千里之外，铅酸蓄电池果真有这么神秘吗？为了解开困扰电动车充电中的这个谜团，做如下实验。

用一个水槽盛满水，电池放在水中，在电池上方有一个收集气体用的倒扣的漏斗，漏斗顶端装有可以计量气体容量的注射针筒。充电用可调稳压电源，用两只四位半数字万用表测量充电电流和充电电压。

试验时间是在冬季，水温5℃。实验条件是统一用2A电流充电，最充电电压分别用43V、44V、45V轮循环依次进行，浮充转换电流一律400mA，记录下每次的充电时间，包括充电末期随时间电流下降各点数据、开始析气电压，按时间记录析气量。电池充完后，用万分之几精度的电量台记录放电容量。充入电量是在计算纸上读出时间电流曲线与坐标之间的面积（电容量就是充电电流对时间的定积分）。

备注：该电池组30℃时，放电容量为10Ah。

得到试验数据后，最感到惊异的是：充入电量的多少几乎与充电电压无关。很多人认为充电电压低电池会充不满，电池会提前盐化报废，特别是在冬季气温较低的时候。而这次试验正好是在冬季，水温只有5℃，试验的中心电压值是44V，上下偏差1V，相对误差是2.3%。在用43V和45V充电的情况下，充入电量和放出电量相差无几，与大家公认的看法大相径庭，试验是用的同一组电池，同样的充、放电条件，轮番做同样的测试，实验数据重复同样的规律，可排除偶然因素干扰，试验数据是准确可信的。从电池充电原理上看，只要充电源电压高于电池端电压，都会给电池充电，一直到电池中的活性物质转换完成。充电最高电压，也就是充电电源开始由恒流区转变到恒压区，这种转变是由电池自身充入电量多少、活性物质反应了多少决定的，充电电压的高低，仅是能进行电化学反应的条件，只要高于电池开路电压就会给电池充电，多少物质能参与反应由电池自身决定。从这个思路理解，就不难得出，充电电压高低对电池容量没有多大影响。

电池在42.5V～43.5V时开始析气,而析气的速度与充电电压有关。到充电结束时，总析气量与充电最高电压有关，43V与45V总析气量相差10位（注：以单格允许极限失水10克，18格相当240公升气体，该电池45V时失水并不大）。在充电末期电流下降区时，只要降低电压到42.5V时，析气立即停止，这时充电电流稍小一点，还会依着原来的规律下降。

这里对浮充电压、浮充电流讨论一下。对于长期处于浮充状态下的铅酸电池组，如后备电源上用的等，对浮充电压要求是严格的。据国处文献，浮充电压有-0.2%温度系数，浮充电压偏差太大会造成电池盐化。而电动车用的电池属循环使用，不是处于这种状态，不应该用套用浮充状态使用的条件，充电器设定浮充的目的仅是免于充电末期大量析气失水，只要把电压降到析气点电压以下，但也不能低于电池端电压而停止向电池充电。前面说过，在浮充电压下，充电电流的走势基本还是依着原曲线下降，一般还补足5%的容量。所以浮充电压应在的范围是低于析气电压（42.5V），高于电池充足电以后的开路端电压（约40V）。

浮充转换电流，只不过是选择在充电末期电池活性物质反应接近尾声，充电电流自动下降到某一点时，切换浮充电压的记号，不少人以为浮充电流高了电池会充不满是概念不清，充电电压只要高于电池端电压，都会对电池充电，只不过有用户看到指示灯红转绿后提前去用电池，这种情况是不多的，一般都是夜间充电，到早晨绿灯已亮了多时。有的厂家使用说明书上提醒用户，在转绿灯后继续充电2小时，是很好很正确的。所以没有必要刻意去追求浮充转换点的高低，一般新电池末期电流约为50mA，失水以后，酸比增高，那时可达500mA以上。从析气速率与电压的关系上来看（上图），早点脱离析气区为好，一方面，一方面可以减少析气量，另一方面，电池用了一段时间，末期电流增高，但还能低于我们设定的转换点电流，否则电池一直在最高电压充电下，大量失水，引发热控，充胀充坏电池。有人固执地强调，浮充转换点高电池会欠充，前面已讨论过，切换到浮充电压后，不是停止充电了，还会继续对电池充电的，转换电流适当高一点有利于避免过分失水和热失控。

由于UPS电源铅酸蓄电池充电器一般设置为两段式或三段式充电模式，锂离子电池与铅酸电池的电压等级是不匹配的。而锂离子电池也有很多种，UPS电源电池性能及电池保护板参数都有可能不相同。因此锂离子电池并不像铅酸电池相同，有通用型的电池充电器。通常来说，锂离子电池出厂时都配有专用充电器。为了保护锂离子电池，需使用专用充电器。

铅酸电池充电器为了克服铅酸的大内阻,在恒流充电时把充电电压提高了5%左右,也就是说就是你选用了相同电压充电器，给锂离子电池供电时候，电压会高出来一点的，因为铅酸的内阻大，恒流充电为了达到效率都是在恒流时把恒压电压升高，这样对锂离子电池是很不利的。

锂离子电池内阻小，比如13串锂离子电池也就是48伏，截止电压要控制在54.6伏因为，而铅酸电池恒流截止电压是57.9伏，高出几伏了。当然，UPS铅酸蓄电池假如改进一下是可以给锂离子电池充电的，比如去掉低恒压阶段电路和脉冲电路，是可以用的。

铅酸蓄电池充电控制方式和锂离子电池是完全不同的，电压可能也差别很大，千万不要错误使用。铅酸UPS电池的单体电压是2V，要根据电压选择合适的充电器。

锂离子电池的单体电压是3.63.7V，充电控制是先按照恒定电流充电，然后当电池电压上升到4.2V的时候，电压就不再上升，充电器对电流进行检测，假如小于一定值，就结束充电。输入电压：100-240V，输入频率：50-60HZ，单节电池充电电压:4.2V。

锂离子电池充电器是专门用来为锂离子电池充电的充电器。锂离子电池对充电器的要求较高，要保护电路，所以锂离子电池充电器通常都有较高的控制精密度，能够对锂离子电池进行恒流恒压充电。应使充电器的工作选择与被充电池一致。假如充电器工作于锂离子电池状态而去充镍氢或镍镉电池，则电池充不满，会大大减少工作时间。

一、胶体蓄电池

胶体铅酸蓄电池是对液态电解质的普通铅酸蓄电池的改进，用胶体电解液代换了硫酸电解液，在安全性、蓄电量、放电性能和使用寿命等方面较普通电池有所改善。

胶体铅酸蓄电池采用凝胶状电解质，内部无游离液体存在，在同等体积下电解质容量大，热容量大，热消散能力强，能避免一般蓄电池易产生热失控现象；电解质浓度低，对极板的腐蚀作用弱；浓度均匀，不存在电解液分层现象。

工作原理

胶体铅酸蓄电池的性能优于阀控密封铅酸蓄电池，胶体铅酸蓄电池具有使用性能稳定，可靠性高，使用寿命长，对环境温度的适应能力（高、低温）强，承受长时间放电能力、循环放电能力、深度放电及大电流放电能力强，有过充电及过放电自我保护等优点。

用于电动自行车的国产胶体铅酸蓄电池是在AGM隔板中通过真空灌注，把硅胶和硫酸溶液灌到蓄电池正、负极板之间。胶体铅酸蓄电池在使用初期无法进行氧循环，这是因为胶体把正、负极板都包围起来了，正极板上面产生的氧气无法扩散到负极板，无法实现与负极板上的活性物质铅还原，只能由排气阀排出，与富液式蓄电池一致。

胶体铅酸蓄电池使用一段时间后胶体开始干裂和收缩，产生裂缝，氧气通过裂缝直接到负极板进行氧循环。排气阀就不再经常开启，胶体铅酸蓄电池接近于密封工作，失水很少。所以针对电动自行车蓄电池主要失效是失水机理，采用胶体铅酸蓄电池可获得非常好的效果。胶体电解质是通过在电解液中加入凝胶剂将硫酸电解液凝固成胶状物质，通常胶体电解液中还加有胶体稳定剂和增容剂，有些胶体配方中还加有延缓胶体凝固和延缓剂，以便于胶体加注。

胶体蓄电池和铅酸蓄电池的区别

性能特点

1、气相二氧化硅配制优质胶体，电解液分布均匀，不存在酸液分层现象。

2、电解液呈凝胶固定状态，不流动、无漏液、使极板各部分反应均匀。

3、采用紧装配技术，具有优良的高率放电性能。

4、过量电解液，电池热容量大，热消散能力强，工作温度范围宽。

5、全部采用高纯原材料，电池自放电极小。

6、采用气体再化合技术，电池具有极高的密封反应效率，无酸雾析出，安全环保，无污染。

7、采用特殊的设计和高可靠的密封技术，确保电池密封，使用安全、可靠。

应用范围

1、通信系统：交换机、微波站、移动基站、数据中心、无线电及广播台站。

2、发电厂及输变电系统；

3、太阳能和风力发电系统

4、信号系统和紧急照明系统

5、EPS和UPS系统

胶体蓄电池和铅酸蓄电池的区别

二、铅酸蓄电池

电极主要由铅及其氧化物制成，电解液是硫酸溶液的一种蓄电池。英语：Lead-acidbattery。放电状态下，正极主要成分为二氧化铅，负极主要成分为铅；充电状态下，正负极的主要成分均为硫酸铅。分为排气式蓄电池和免维护铅酸电池。

性能特点

1、安全密封

在正常操作中，电解液不会从电池的端子或外壳中泄露出。

2、没有自由酸

特殊的吸液隔板将酸保持在内，电池内部没有自由酸液，因此电池可放置在任意位置。

3、泄气系统

电池内压超出正常水平后，VRLA（Valve-RegulatedLeadAcidBattery即阀控式密封铅酸蓄电池的缩写）电池会放出多余气体并自动重新密封，保证电池内没有多余气体。

4、维护简单

由于独一无二的气体复合系统使产生的气体转化成水，在使用电池的过程中不需要加水。

5、使用寿命长

采用了有抗腐蚀结构的铅钙合金栏板，电池可浮充使用10-15年。

6、质量稳定，可靠性高

采用先进的生产工艺和严格的质量控制系统，电池的质量稳定，性能可靠。电压、容量和密封在线上进行100%检验。

胶体蓄电池和铅酸蓄电池的区别

应用范围

备用电源

1、电信

2、太阳能系统

3、电子开关系统

4、通讯设备：基站，PBX，CATV，WLL，ONU，STB，无绳电话等

5、后备电源：UPS，ECR，电脑后备系统，sequence，etc

6、紧急设备：应急灯，手电筒，火警盗警，防火闸

主电源

1、通讯设备：收发器

2、电力控制机车：采集车，自动运输车，电动轮椅，清洁机器人，电动车等

3、机械工具启动器：剪草机，hedgetrimmers，无绳电钻，电动起子，电动雪橇，等等

4、工业设备/仪器

5、摄像：闪光灯，VTR/VCR，电影灯等

1引言

铅酸蓄电池因其结构简单、价格低廉、使用可靠而得到广泛应用。由于铅酸蓄电池经常出现使用或维护不当等问题，其极板上会生成白色粗晶粒硫化铅，简称硫化或极化。铅酸蓄电池的硫化会导致蓄电池内阻增大，容量下降，使许多铅酸蓄电池过早报废，实际上报废电池中有80％以上都可以修复而延长使用寿命。随着开关电源技术的不断应用，利用高频谐波与硫酸铅晶体实现共振，并击碎硫酸铅晶体达到修复目的的方法比较有前景，具有重要的经济效益和社会效益。

2修复仪主电路

2．1直流恒压电源

修复仪采用恒压电源叠加高频谐振的方法，在高频谐振电路前级有一个15V直流恒压电源，修复仪并未将其与高频谐振电路一体化，15V直流恒压电源限流电路如图1所示。通过控制开关K0，K1，K2的关断和闭合来改变限流电阻的大小，从而改变恒压源的输出电流大小。针对不同容量的铅酸蓄电池，通过控制上述3个开关的状态来设置不同的修复模式，使修复仪更加智能化。

2．2高频谐波及放电电路

高频谐波及放电电路如图2所示。15V的直流电源系统的输出经过滤波电感送入修复单元，每个修复单元由2个电感、1个电容、1个二极管和1个开关管组成。通过高频脉冲控制开关管VT3，VT4的开通与关断，电感与电容谐振出现的高频谐波信号可与铅酸蓄电池中硫酸铅晶体共振而使得硫酸铅晶体溶解，从而消除铅酸蓄电池的硫化。修复电路中并联修复单元的数量由所设计修复系统的修复电池容量范围而定。此修复仪采用两个修复单元并联的方式。众所周知，按时对电池放电有利于提升铅酸蓄电池的修复效果，开关管VT5与小阻值电阻串联后接在蓄电池两端，通过控制开关管的开通关断达到给电池放电的目的。

3修复仪控制系统

3．1控制系统的组成

修复仪控制系统如图3所示。

开关管控制部分控制的开关器件包括高频谐波及放电电路中的VT3，VT4，VT5以及15V直流恒压电源限流电路中的K0，K1，K2。输出电压电流检测部分包括修复仪输出电压电流检测以及蓄电池正反接检测。容量键盘选择部分是根据需修复的铅酸蓄电池的容量先调节键盘发送信号给单片机，再通过单片机控制K0，K1，K2来选择不同的修复方式。蜂鸣器及指示灯控制部分包括蓄电池反接报警、修复失败或者完成鸣叫通电指示、正在修复指示。LCD显示部分包括修复仪输出电压电流、修复时间、电池容量、修复进度。

3．2开关管控制电路

开关管控制电路如图4所示。SG3525及其外围电路出现频率为20kHz，占空比为0．1的pWM信号。SG3525振荡器频率由外接电阻R2和电容CT1决定，f=1／[CT1(0．7R2+3RD)]，其中RD很小，可忽略不计。占空比调节则可通过滑动Rp1来完成。图4中SG3525出现的pWM信号通过两路pNp阻容耦合共射放大电路放大后控制开关管VT3，VT4的开通与关断。

3．3正反接及电压电流检测电路

正反接及电压电流检测电路如图5所示。当电池正接时，光耦A2导通且输出正接检测信号给单片机，单片机控制指示灯亮表示蓄电池连接正确。BATT+代表的电压信号流经二极管和R3后传送给单片机，再由单片机A／D转换后在LCD显示屏上显示检测电压值。BATT-代表的电流信号通过运算放大器LM358放大后传送给单片机，再由单片机A／D转换后在LCD显示屏上显示检测电流值。当电池反接时，光耦A1导通且输出反接检测信号给单片机，单片机控制蜂鸣器报警表示蓄电池反接。图6为单片机程序工作流程。

4实验结果

高频谐振式修复仪的主电路参数：L1=350μH，L2=L4=6．75mH，L3=L5=142μH，C1=C2=100μF。采用AVRATmega32单片机作为修复仪控制系统的主控器件，MOSFETVT3，VT4的开关频率为20kHz，占空比为0．1。开关管VT3，VT4驱动波形如图7a所示。高频谐振式铅酸蓄电池修复仪工作时用电流钳测得的输出电压、电流波形如图7b所示。在VT3，VT4开通关断的瞬间，电感与电容谐振出现丰富的高频谐波信号。

以一台因硫化而报废的铅酸蓄电池(120Ah)作为实验对象，修复仪设计的修复周期为23h，修复过程中每隔半小时对其修复电压、电流即RUN电压进行了记录，根据记录的数据利用Matlab画出修复过程中变量曲线如图7c所示。在该铅酸蓄电池一次修复完成后，对其进行放电实

以上持续了约9h，平均放电电流约为11A，可计算出该蓄电池容量恢复到约100Ah，达到了总容量的80％。实验证明所研究的修复仪对因极板硫化而报废的铅酸蓄电池有很好的修复效果。

5结论

研制了一台高频谐振式铅酸蓄电池修复仪。实验及运行结果表明，对由于硫化而损坏的铅酸蓄电池进行一次或数次修复后，其容量基本能恢复到总容量的80％以上，具有很好的修复效果，降低了铅酸蓄电池的报废率。

1、电池荷电出厂，通常用户可直接装车使用，如搁置时间较长(超过3个月)，使用前应补充电量。

2、将充电器插上电池组后再接上220V的交流电，充电器转绿灯后继续补充电1-2小时，(夏季高温季节无需补充)，严禁过充。充满电后应先拔下220V交流电源再拔下电池组插头。禁止频繁使用快速充电机充电，一个月应不超过2次为宜。

3、本电池适用于三段式充电器充电，即恒流、恒压、涓流。请选择符合电池参数要求的充电器，严禁使用劣质充电器和参数大于电池组参数的充电器。

4、蓄电池持续充电时间超过10小时，充电器仍不转换变灯或出现电池发烫现象，应立即停止充电，交本公司在当地售后服务点处理，严禁在充电器不转换变灯的情况下继续充电。

5、电池充电时不可靠近火源、热源，炎热季节严禁在阳光下暴晒。建议冬季选择在通风良好的室内充电。

6、为了防止蓄电池过放电，每只12V电池的最低放电保护电压为10.5V。(推荐放电深度在70%左右时及时进行充电)。

7、平均骑行路程较短的用户(日均10km以下)，建议每个月深放电一次至欠压保护点，即将电放尽立即再充足，可以延长电池使用寿命。

8、蓄电池容量以环境温度25℃为标准，温度每下降1℃，则电池容量下降1%，在使用中应考虑环境温度的影响因素。电池应尽量防止在-10℃以下的低温环境下使用。

9、电动汽车如长期不用应充满电后搁置，严禁在亏电状态下长期搁置存放。建议两个月应补充电一次，存放时将电源闸门关闭或插头拔下。⑴环境温度对电池的影响较大。环境温度过高，会使电池过充电出现气体，环境温度过低，则会使电池充电不足，这都会影响电池的使用寿命。因此，一般要求环境温度在25℃左右，UPS浮充电压值也是按此温度来设定的。实际应用时，蓄电池一般在5℃～35℃范围内进行充电，低于5℃或高于35℃都会大大降低电池的容量、缩短电池的使用寿命。

⑵放电深度对电池使用寿命的影响也非常大。电池放电深度越深，其循环使用次数就越少,因此在使用时应防止深度放电。虽然UPS都有电池低电位保护功能，一般单节电池放电至10.5V左右时，UPS就会自动关机。但是，假如UPS处于轻载放电或空载放电的情况下,也会造成电池的深度放电。

⑶电池在存放、运输、安装过程中，会因自放电而失去部分容量。因此，在安装后投入使用前，应根据电池的开路电压判断电池的剩余容量，然后采用不同的方法对蓄电池进行补充充电。对备用搁置的蓄电池，每3个月应进行一次补充充电。可以通过测量电池开路电压来判断电池的好坏。以12V电池为例，若开路电压高于12.5V，则表示电池储能还有80％以上，若开路电压低于12.5V，则应该立刻进行补充充电。若开路电压低于12V，则表示电池存储电能不到20％，电池不堪使用。

⑷电池充放电电流一般以C来表示，C的实际值与电池容量有关。例如，100AH的电池，C＝100A。松下铅酸免维护电池的最佳充电电流为0.1C左右，充电电流不能大于0.3C。充电电流过大或过小都会影响电池的使用寿命。放电电流一般要求在0.05C～3C之间,UPS在正常使用中都能满足此要求，但也要防止意外情况的发生，如电池短路等。

⑸充电电压。由于UPS电池属于备用工作方式，市电正常情况下处于充电状态，只有停电时才会放电。为延长电池的使用寿命，UPS的充电器一般采用恒压限流的方式控制，电池充满后即转为浮充状态，每节浮充电压设置为13.6V左右。假如充电电压过高就会使电池过充电,反之会使电池充电不足。充电电压异常可能是由电池配置错误引起，或因充电器故障造成。因此，在安装电池时，一定要注意电池的规格和数量的正确性，不同规格、不同批号的电池不要混用。外加充电器不要使用劣质充电器，而且安装时要考虑散热问题。目前，为进一步提高电池寿命，先进的UPS都采用一种ABM(AdvancedBatteryManagement)三阶段智能化电池管理方法，即充电分成初始化充电、浮充电和休息三个阶段：第一阶段是恒流均衡充电，将电池容量充到90％；第二阶段是浮充充电，将电池容量充到100％，然后停止充电；第三阶段是自然放电，在这个阶段里，电池利用自身的漏电流放电，一直到规定的电压下限，然后再重复上述的三个阶段。这种方式改变了以前那种充满电后，仍使电池处于一天24h的浮充状态，因此延长了电池的寿命。

⑹免维护电池由于采用吸收式电解液系统，在正常使用时不会出现任何气体，但是假如用户使用不当，造成电池过充电，就会出现气体，此时电池内压就会增大,将电池上的压力阀顶开，严重的会使电池爆裂。

⑺UPS在运行过程中，要注意监视蓄电池组的端电压值、浮充电流值、每只蓄电池的电压值、蓄电池组及直流母线的对地电阻和绝缘状态。

⑻不要单独新增或减少电池组中几个单体电池的负荷，这将造成单体电池容量的不平衡和充电的不均一性，降低电池的使用寿命。

铅酸蓄电池工艺流程及主要设备有哪些?

铅酸蓄电池工艺流程及主要设备

铅粉制造è板栅铸造è极板制造è极板化成è装配电池

铅粉制造设备：铸粒机或切段机、铅粉机及运输储存系统（推荐：沈阳电工机械联合公司）

板栅铸造设备：熔铅炉、铸板机及各种模具（推荐：沈阳巨谷蓄电池设备研究所）

极板制造设备：和膏机、涂片机、表面干燥、固化干燥系统等（推荐：风帆机电设备公司）

极板化成设备：充放电机（推荐：张家港金帆电源有限公司）、

水冷化成及环保设备（推荐：无锡三环实业有限公司）

装配电池设备：汽车蓄电池、摩托车蓄电池、大中小型密封阀控铅酸蓄电池装配线

（推荐：南京先特自动化设备有限公司）

电池检测设备：各种电池性能检测（推荐：贵州机电装备研究所）

//1.硫化//

铅酸蓄电池充放电的过程是电化学反应的过程，放电时，生成硫酸铅，充电时硫酸铅还原为氧化铅。这个电化学反应过程正常情况下是循环可逆的，但硫酸铅是一种容易结晶的盐化物，当电池中电解溶液的硫酸铅浓度过高或静态闲置时间过长时，就会抱成团，结成小晶体，这些小晶体再吸引周围的硫酸铅，就象滚雪球相同形成大的惰性结晶，这就破坏了原本可逆的循环，导致硫酸铅部分不可逆。结晶后的硫酸铅充电时不但不能再还原成氧化铅，还会吸附在栅板上，造成了栅板工作面积下降，铅酸蓄电池发热失水，铅酸蓄电池容量下降，这一现象叫硫化，也就是常说的老化。硫化还会导致短路、活性物质松弛脱落、栅板变形断裂等并发症。

只要是铅酸蓄电池，在使用的过程中都会硫化，但其它领域的铅酸电蓄池却比电动自行车上使用的铅酸蓄电池有着更长的寿命，这是因为电动汽车的铅酸蓄电池有着一个更容易硫化的工作环境。与汽车用启动电池不同，汽车电池点火放电后，电池始终处于浮充状态，放电形成的硫酸铅很快又被转化为氧化铅，而电动汽车放电时，不可能同时进行充电，这就造成硫酸铅大量堆集，假如深放电，这时硫酸铅浓度更高，而且电动汽车骑行后很难有条件及时充电，放电形成的硫酸铅不能及时充电转化为氧化铅，就会形成结晶。所以，循环寿命，根据放电深度不同而差别很大，放电深度越深，循环次数越少，放电深度越浅，循环次数越多，根据试验结果放电深渡与循环次数联系如下表：

一些铅酸蓄电池在做70%的1C充电和60%的2C放电中，由于采用持续大电流循环，破坏了电池生成大硫酸铅结晶的条件，所以可能看不到铅酸蓄电池硫化对电池的破坏。假如试验中途停顿，铅酸蓄电池硫化的问题就会显现。由于电池重量大，一些用户经常采取电池经过多次使用放完电才再次充电，这样电池放电以后没有及时充电，铅酸蓄电池硫化就比较严重。另外，铅酸蓄电池的硫酸比重比较高，也是铅酸蓄电池硫化的重要因素。而铅酸蓄电池硫化，破坏了负极板氧循环的能力，形成加速失水。这样，铅酸蓄电池的硫酸比重更加高，导致更加容易导致铅酸蓄电池硫化。所以，铅酸蓄电池硫化的程度可能不同，但是对铅酸蓄电池的寿命影响却是普遍的。
密封铅酸蓄电池的最基本原理之一就是正极板析氧以后，氧气直接到负极板与负极板的析氢还原为水，考核铅酸蓄电池这个技术指标的参数叫做密封反应效率，这种现象叫做氧循环。这样，铅酸蓄电池的失水很少，实现了免维护，就是免加水。但密封铅酸蓄电池的这种氧循环在电动自行车上却被破坏，导致电池大量失水。

为了满足电池在8小时以内充满电，所以在三段式恒压限流充电中，如36伏充电器的恒压为44.4伏，3个单体电池共有18个单格，折合单格电压就为2.466V。这样，大大超过电池正极板析氧电压的2.35V和负极板析氢电压的2.42V。一些充电器制造商的产品为了降低充电时间的指示，提高了恒压转浮充的电流，而使得充电指示充满电以后，还没有充满电，就靠提高浮充电压来弥补。这样，很多充电器的浮充电压超过单格电压2.35V，这样在浮充阶段还在大量析氧。而铅酸蓄电池的氧循环又不好，这样在浮充阶段也在不断的排气。

一组36伏铅酸蓄电池有3个单体电池，每个单体电池有6个单格，每个单格有15块以上正负栅板，一组电池就最少有270个焊点，假如出现千分之一的虚焊就会导致每4组电池必然有一组不合格，而铅钙板非常容易因析钙而造成虚焊，所以电池制造商普遍采用低锑合金板，而低锑合金的析气电压更低，电池出气量更大，失水就更加严重。

浮充铅酸蓄电池的硫酸标准比重应该在1.21~1.28之间，但为适应电动自行车大容量、大电流放电的要求，电池的硫酸比重一般都在1.36~1.38左右。由于电池的硫酸比重相对高了很多，所以，电池的硫化也相对严重。电池放电以后到第二天充电以前，硫酸比重高的电池的硫化明显。这样，更加降低了负极板氧循环的能力。而失水以后的电池，失去的重要是水，留下了硫酸的成分，相当于进一步提高了硫酸的比重，这样就使铅酸蓄电池更加容易硫化。所以，铅酸蓄电池硫化加重了失水，失水又加重了硫化。对用户而言，密封是必要的，否则酸液溢出的后果不堪设想，但在电动汽车领域过份地推广免维护的概念是不合适的。

//3.热失控//

铅酸蓄电池在充入电量达到70%以后，铅酸蓄电池的极化电压相比较较高，充电的副反应开始逐步新增，电解水开始了。在充电的单格电压达到2.35V以后，首先正极板析氧，在达到2.42V以后，负极板开始析氢。这时候充电的电能转变为化学能减少，转变为电解水的能量新增。充电过程的是否析气取决于充电电压，析气量取决于达到析气电压以后的充电电流。所以，在充电过程中，充电电压在进入恒压以后，电压开始接近于最高，充电电流也保持限流值。这时候析气量最大。在进入恒压以后，充电电流应该逐步下降，析气量也应该逐步下降。充电本身是放热反应，一般铅酸蓄电池的热设计是可以控制温升的。在铅酸蓄电池大量析气以后，氧气在负极板复合为水，发热量远远大于充电时的发热。密封铅酸蓄电池希望负极板具有良好的氧循环能力，但是，氧循环会出现发热。所以，氧循环是一把双刃剑，好处是减少了水损失，坏处是电池会发热。

在恒压充电的条件下，氧循环电流也参与了充电电流，所以充电电流下降速率放缓。而铅酸蓄电池发热，会引起充电电流下降速率更加缓慢，甚至电流反升。而充电电流在电池发热的用途下，一旦电流反升，又新增了发热。这样，充电电流一直会上升到限流值。电池发高热，并且积累热，一直到电池外壳发生热软化变形。而电池的热变形时，内部气压高，所以呈现电池时鼓胀的。这就是电池热失控而损坏电池。铅酸蓄电池一旦出现严重鼓胀，漏酸和漏气的问题也出现了，铅酸蓄电池会出现急性失效。诱发电池鼓胀的原因有很多。假如充电电压高，析气量大，会出现热失控。假如某一组电池或者某一个单格电池发生严重落后，而充电的恒压值不变，其他的单格电池也会出现充电电压相对过高，也会出现热失控问题。为降低电池的热失控机率，很多充电器厂家将恒压值降低至43伏，这也必然导致欠充。

导致铅酸蓄电池充电发热的另一个原因就是硫化，硫化直接导致电池内阻新增，这就进一步造成铅酸蓄电池充电发热，发热又使氧循环电流上升，所以硫化严重的电池，热失控发生的机率很大。从解剖电动自行车铅酸蓄电池的失效模式证明，90%的失效电池同时伴有严重失水现象。胶体电池失水少于普通电池，所以其寿命应该长于普通电池。胶体电池内部自放电在贮存期间不比普通的电池大，这可以通过贮存以后容量下降比对可以证明。在同样的铅酸蓄电池内压条件下，胶体电池析气失水少于普通电池。而每次开阀析气都会带走部分热量。胶体铅酸蓄电池开阀少于普通铅酸蓄电池，失水少是其优点，但是析气失水少，开阀少，带走电池内部的热量就少，所以电池内部温升就高于普通电池。而电池内部温升高，自放电也大，出现的热量就更高。因此在夏季环境温度较高的条件下，由于析气电平的下降，析气量最近，同时温升也高。这样胶体铅酸蓄电池进入热失控的概率就大得多了。

//4.活性物质脱落、极板软化//

铅酸蓄电池正极板活性物质的有效成分是氧化铅，氧化铅分α-PbO2和β-PbO2，其中，α-PbO2物理特性坚硬，容量比较小，以多孔状附着在极板，用于扩大极板面积和支撑极板；β-PbO2依附α-PbO2构成的骨架上面，其荷电能力比α-PbO2强很多，氧化铅放电放电以后形成硫酸铅，充电时硫酸铅又还原为氧化铅，但在强酸环境中硫酸铅只能够生成β-PbO2，活性物质脱落就是α-PbO2脱落。造成活性物质脱落的原因很多：

一、铅酸蓄电池极板活性物质分布不均匀，造成放电时膨胀张力不同而脱落。

二、铅酸蓄电池过放电欠压时，β-PbO2大量减少，α-PbO2就会参与放电反应生成硫酸铅。

三、硫化结晶在极板上生长的膨胀张力也会导致活性物质脱落。正极板一旦出现软化，起到支持用途的多孔结构就被破坏了，正极板的多孔被电池极板的压力压实了，就降低了参与反应的真实面积，铅酸蓄电池容量就下降了。这样，防止过放电、抑制和消除硫化是控制正极板软化的重要措施。放电的时候，每次放电，或多或少的总要有一点点α-PbO2参与反应。

所以，一个正常使用的铅酸蓄电池，在不失水也不硫化，也没有过放电的情况下，电池的寿命就取决于正极板软化。电池容量受活性物质和利用率影响。电动汽车铅酸蓄电池外形尺寸一定，极板的质量已被限制到一定的程度，只有提高活性物质的利用率，才能提高容量。要提高铅酸蓄电池容量，必然新增孔率，提高PbO2含量、硫酸比重，但是这些措施都会加速正极板的软化，造成铅酸蓄电池寿命加速衰减，充放电过程中活性物质会出现膨胀、收缩(特别是正极板)，放电深度越深，活性物质膨胀收缩量越大，更加速活性物质软化。因此，初始容量偏大时直接影响铅酸蓄电池寿命。

//5.短路//

铅酸蓄电池的短路指铅电池内部正负极群相连。为了新增铅酸蓄电池的容量，目前电动汽车铅酸蓄电池电池的极板数量普遍采用新增极板方式，这就导致隔板相比较其他电池的隔板薄一些，负极板的硫酸铅结晶长大，充电以后出现少量硫酸铅遗留在隔板中，遗留在隔板中的硫酸铅一旦被还原称为铅，积累多了，铅酸蓄电池电池就会出现微短路，这种现象叫做铅枝搭桥。微短路轻的出现该单格电压落后，严重的时候会出现单格短路。极板上活性物质膨胀脱落，也会造成正负极板相连。

//6.均衡问题//

不少铅酸蓄电池在单体测试中，可以获得比较好的结果，但是，关于串连铅酸蓄电池组来说，由于容量差、开路电压差等原始配组误差，充电时电压高的电池会新增失水，电压低的电池会欠充电，放电的时候，电压低的会出现过放电，形成铅酸蓄电池硫化。随着充放电的循环，铅酸蓄电池硫化的单体更易硫化，这个差异被扩大，最终影响整组电池寿命。

//7.无法充电//

12V铅酸电池的终止放电电压为10.5伏，假如强行放电至终止电压以下，铅酸蓄电池就有极大的机率失去再充电能力。电动汽车的控制器内都有一个保护装置，当铅酸蓄电池达到终止电压时，保护装置会强行断开电路，但假如这个保护装置出现上漂移时，或者断电后电池出现电压回升，保护装置就无法正确判断。

//8.铅酸蓄电池自行放电//

充足电的铅酸蓄电池放置不用，逐渐失去电量的现象，称之自行放电。自行放电是不可防止的，在正常情况下，每天放电率不应超过0.35%~0.5%。铅酸蓄电池自行放电的重要原因：(1)极板或电解液中含有杂质，杂质与极板间或不同杂质间出现了电位差，变成一个局部电池，通过电解液构成回路，出现局部电流，使铅酸蓄电池放电。(2)隔板破裂，导致正负极板短路。(3)铅酸蓄电池壳表面上有电解液或水，在极桩间成为导体，导致铅酸蓄电池放电。(4)活性物质脱落过多，并沉积在电池底部，使极板短路造成放电。

铅酸蓄电池短路现象重要以下几个方面

1、开路电压低，闭路电压（放电）很快达到终止电压。

2、大电流放电时，端电压迅速下降到零。

3、开路时，电解液密度很低，在低温环境中电解液会出现结冰现象。

4、充电时，电压上升很慢，始终保持低值（有时降为零）。

5、充电时，电解液温度上升很高很快。

6、充电时，电解液密度上升很慢或几乎无变化。

7、充电时不冒气泡或冒气出现很晚。

造成铅酸蓄电池内部短路的原因有：

1、隔板质量不好或缺损，使极板活性物质穿过，致使正、负极板虚接触或直接接触。

阀控式密封铅酸蓄电池有两种：一种是采用超细玻璃纤维隔膜（AGM）的阀控式密封铅酸蓄电池；一种是采用胶体电解液（GFL）的阀控式密封铅酸蓄电池（缩写为GFL-VRLA蓄电池）。它们都是利用阴极吸收原理使蓄电池得以密封的。所以，在AGM-VRLA蓄电池的隔膜中必须有10%左右的隔膜空隙，对GFL-VRLA蓄电池而言，灌注的硅溶胶变成凝胶后，骨架要进一步收缩，硅溶胶的黏度应控制在10mPa.s左右，以使凝胶出现裂缝贯穿于正负极板之间。空隙或裂缝是给正极板析出的氧气供应到达负极的通道。在AGM-VRLA蓄电池生产中，灌注电解液过多则不利于氧气在阴极的再化合，灌住电解液过少将会造成AGM-VRLA蓄电池内阻增大；而在GFL-VRLA蓄电池生产中，若硅溶胶的黏度过高即加入硅溶液量过大，将会造成凝胶出现裂缝过大，增大GFL-VRLA蓄电池内阻，反之，则不利于氧气在阴极的再化合。因此，阀控式密封铅酸蓄电池对生产工艺要求十分严格。

早期的GFL-VRLA蓄电池使用的胶体电解液是由水玻璃制成的，然后直接加到干态普通铅酸蓄电池中。这样虽然达到了固定电解液或减少酸雾析出的目的，但却使GFL-VRLA蓄电池的容量较原来使用自由电解液的普通铅酸蓄电池容量要低20%左右，因而没有被人们所接受。

我国在20世纪50年代开展了GFL-VRLA蓄电池的研制工作，在研制GFL-VRLA蓄电池的过程中，采用玻璃纤维隔膜的阴极吸收式蓄电池却诞生了，它不但使普通铅酸蓄电池消除了酸雾，而且还表现出内阻小、大电流放电特性好等优点。因而在国民经济中，尤其是在原来使用普通铅酸蓄电池的场合，得到了迅速的推广和应用，在此期间我国的GFL-VRLA蓄电池研制处于停滞状态。

在20世纪80年代，德国阳光公司的GFL-VRLA蓄电池产品进入我国市场，多年来使用效果表明它的性能优于早期的GFL-VRLA蓄电池。这就使GFL-VRLA蓄电池进入了一个新的发展阶段。

1.结构和工艺上的重要差异

不论是AGM-VRLA蓄电池，还是GFL-VRLA蓄电池，它们都是利用阴极吸收原理使蓄电池得以密封的。阀控式密封铅酸蓄电池充电时，正极会析出氧气，负极会析出氢气。正极析氧是在正极充电量达到70%时就开始了。析出的氧到达负极，跟负极起下述反应，达到阴极吸收的目的。

2Pb十O2=2PbO

2PbO十2H2SO4：2PbS04+2H20

负极析氢则要在充电到90%时开始，再加上氧在负极上的还原用途及负极本身氢过电位的提高，从而防止了大量析氢反应。对AGM-VRLA蓄电池而言，在AGM-VRLA中，虽然保持了蓄电池的大部分电解液，但必须使10%的隔膜孔隙中不进入电解液，即贫液式设计，正极生成的氧就是通过这部分孔隙到达负极而被负极吸收的。

对GFL-VRLA蓄电池而言，在GFL-VRLA蓄电池内是以SiO2质点作为骨架构成的三维多孔网状结构，它将电解液包藏在里边。GFL-VRLA蓄电池灌注的硅溶胶变成凝胶后，骨架要进一步收缩，使凝胶出现裂缝贯穿于正负极板之间，给正极析出的氧供应了到达负极的通道。

由此看出，两种阀控式密封铅酸蓄电池的密封工作原理是相同的，其差别就在于电解液的固定方式和供应氧气到达负极通道的方式有所不同。

AGM-VRLA蓄电池使用纯的硫酸水溶液作电解液，其密度为1.29～1.3lg/cm3。除了极板内部吸有一部分电解液外，其大部分存在于玻璃纤维膜中。为了使极板充分接触电解液，极群采用紧装配的方式。另外，为了保证蓄电池有足够的寿命，极板应设计得较厚，正板栅合金采用Pb-Ca-Sn--A1四元合金。

GFL-VRLA蓄电池的电解液是由硅溶胶和硫酸配成的，硫酸溶液的浓度比AGM-VRLA蓄电池要低，通常为1.26～1.28g/cm3。电解液的量比AGM-VRLA蓄电池要多20%，跟普通铅酸蓄电池相当。这种电解质以胶体状态存在，充满在隔膜中及正负极之间，硫酸电解液由凝胶包围着，不会流出蓄电池。

由于GFL-VRLA蓄电池采用的是富液式非紧装配结构，正极板栅材料可以采用低锑合金，也可以采用管状蓄电池正极板。同时，为了提高GFL-VRLA蓄电池容量而又不减少GFL-VRLA蓄电池寿命，极板可以做得薄一些。GFL-VRLA蓄电池槽内部空间也可以扩大一些。

2.放电容量

早期的GFL-VRLA蓄电池的放电容量只有普通铅酸蓄电池的80%左右，这是由于使用性能较差的胶体电解液直接灌人未加改动的普通铅酸蓄电池中，GFL-VRLA蓄电池的内阻较大，是由电解质中离子迁移困难引起的。近来的研究工作表明，改进胶体电解液配方，控制胶粒大小，掺入亲水性高分子添加剂，降低胶液浓度提高渗透性和对极板的亲合力，采用真空灌装工艺，用复合隔板或AGM取代橡胶隔板，提高GFL-VRLA蓄电池吸液性；取消GFL-VRLA蓄电池的沉淀槽，适度增大极板面积活性物质的含量，结果可使GFL-VRLA蓄电池的放电容量达到或接近普通铅酸蓄电池的水平。

AGM-VRLA蓄电池电解液量少，极板的厚度较厚，活性物质利用率低于普通铅酸蓄电池，因而AGM-VRLA蓄电池的放电容量比普通铅酸蓄电池要低10%左右。

3.内阻及大电流放电能力

AGM-VRLA蓄电池所用的玻璃纤维隔板具有90%的孔率，硫酸吸附其内，且AGM-VRLA蓄电池采用紧装配形式，离子在隔板内扩散和电迁移受到的阻碍很小，所以AGM-VRLA蓄电池具有低内阻特性，大电流快速放电能力很强。

GFL-VRLA蓄电池的电解液是硅凝胶，虽然离子在凝胶中的扩散速度接近在水溶液中的扩散速度，但离子的迁移和扩散要受到凝胶结构的影响，离子在凝胶中扩散的途径越弯曲，结构中孔隙越狭窄，所受到的阻碍也越大。因而GFL-VRLA蓄电池内阻要比AGM-VRLA蓄电池大。

然而试验结果表明，GFL-VRLA蓄电池的大电流放电性能仍然很好，完全满足有关标准中对蓄电池大电流放电性能的要求。这是由于多孔电极内部及极板附近液层中的酸和其他有关离子的浓度在大电流放电时起到关键性的用途。

4.热失控

热失控指的是阀控式密封铅酸蓄电池在充电后期(或浮充状态)由于没有及时调整充电电压，使阀控式密封铅酸蓄电池的充电电流和温度发生一种累积性的相互增强用途，此时阀控式密封铅酸蓄电池的温度急剧上升，从而导致阀控式密封铅酸蓄电池槽膨胀变形，失水速度加大，甚至使阀控式密封铅酸蓄电池损坏。

上述现象是AGM-VRLA蓄电池在使用不当时，而出现的一种具有很大破坏性的现象。这是由于AGM-VRLA蓄电池采用了贫液式紧装配设计，隔板中必须保持10%的孔隙不准电解液进入，因而AGM-VRLA蓄电池内部的导热性差，热容量小。充电时正极出现的氧到达负极和负极铅反应时会出现热量，如不及时导走，则会使AGM-VRLA蓄电池温度升高；如若没有及时降低充电电压，则充电电流就会加大，析氧速度增大，又反过来使AGM-VRLA蓄电池温度升高。如此恶性循环下去，就会引起热失控现象。

GFL-VRLA蓄电池的电解液量与普通铅酸蓄电池相当，极群周围及与槽体之间充满凝胶电解质，有较大的热容量和散热性，不会出现热量积累现象。结合30余年GFL-VRLA蓄电池的运行实践还没有发现GFL-VRLA蓄电池有热失控现象。

5.使用寿命

影响阀控式密封铅酸蓄电池使用寿命的因素很多，既有阀控式密封铅酸蓄电池设计和制造方面的因素，又有用户使用和维护条件方面的因素。就前者而言，正极板栅耐腐蚀性能和阀控式密封铅酸蓄电池的水损耗速度是两个最重要的因素。由于正板栅的厚度加大，采用Pb-Ca-Sn-A1四元耐蚀合金，则根据板栅腐蚀速度推算，阀控式密封铅酸蓄电池的使用寿命可达10～15年。然而从阀控式密封铅酸蓄电池使用结果来看，水损耗速度却成为影响阀控式密封铅酸蓄电池使用寿命的最关键性因素。

由于AGM-VRLA蓄电池采用贫液式设计，阀控式密封铅酸蓄电池容量对电解液量极为敏感。阀控式密封铅酸蓄电池失水10%，容量将降低20%；损失25%水份，AGM-VRLA蓄电池寿命结束。然而GFL-VRLA蓄电池采用了富液式设计，电解液密度比AGM-VRLA蓄电池低，降低了板栅合金腐蚀速度；电解液量也比AGM-VRLA蓄电池多15%～20%，对失水的敏感性较低。这些措施均有利于延长GFL-VRLA蓄电池使用寿命。根据德国阳光公司供应的资料，胶体电解液所含的水量足以使GFL-VRLA蓄电池运行12～14年。GFL-VRLA蓄电池投入运行的第一年，水损耗为4%～5%，随后逐年减少，投入运行4年以后，每年水耗损只有2%。

6.复合效率

复合效率是指充电时正极出现的氧气被负极吸收复合的比率。充电电流、阀控式密封铅酸蓄电池温度、负极特性和氧气到达负极的速度等因素，均会影响阀控式密封铅酸蓄电池的气体复合效率。

根据德国阳光公司供应的GFL-VRLA蓄电池产品说明书介绍，GFL-VRLA蓄电池产品使用初期，氧复合效率较低，但运行数月之后，复合效率可达95%以上。这种现象也可以从GFL-VRLA蓄电池的失水速度得到验证，GFL-VRLA蓄电池运行第一年失水速度较大，达到4%～5%，以后逐渐减少。胶体电解质在形成初期，内部没有或极少有裂缝，没有给正极析出的氧供应足够的通道。随着胶体的逐渐收缩，则会形成越来越多的通道，那么氧气的复合效率必然逐渐提高，水损耗也必然减少。

AGM-VRLA蓄电池隔膜中有不饱和空隙，供应了大量的氧气通道，因而其氧气复合效率很高，新AGM-VRLA蓄电池可以达到98%以上。

铅酸电池供求不平衡的状态正在加剧，随着铅酸蓄的需求量快速增加，直接加剧了供需不平衡的情况，2017年，国内供需缺口已扩大至8001万千伏安时。

一、供需缺口进一步扩大

2012-2017年间，我国铅酸蓄电池行业一直处于供求不平衡的状态，需求大于供给，尤其是高端产品。在2012-2014年间，供需矛盾比较小；2015-2017年期间，受下游行业如新能源汽车、发电等快速发展的影响，铅酸蓄的需求量快速增加，直接加剧了供需不平衡的情况，2017年，国内供需缺口已扩大至8001万千伏安时。

二、行业销售收入创新高

对近八年来的数据进行分析发现，2010-2013年我国铅酸蓄电池行业的销售收入保持快速上升趋势，2012年行业销售收入为1203.25亿元，增速为24.67%；2013年销售收入为1379.70亿元，增速为14.66%；2014-2017年，国内铅酸蓄销售收入的变动幅度较大，2017年行业销售收入为1707.88亿元，同比增长12.98%

三、出口规模远大于进口规模

1、铅酸蓄电池行业进出口总体态势分析

据海关数据显示，2016年进出口总额为27.76亿美元，其中出口额为24.66亿美元，同比下降14.85%，进口金额3.10亿美元，7.46%，实现贸易顺差21.56亿美元，同比下降15.81%。

2017年进出口总额为30.15亿美元，其中出口额为26.90亿美元，同比增长9.08%，进口金额3.25亿美元，同比增长4.84%，实现贸易顺差23.65亿美元，同比上升9.69%。

综合来看，2015-2017年间铅酸蓄电池的进出口总体态势稳定，进口额、出口额变化不大。
2、2017年铅酸蓄电池进出口量

2017年受人民币升值的影响，铅酸电池出口有小幅下降，海关统计数据显示，我国2017年1-11月累计出口铅酸电池18118.6万只，同比微幅下降0.1%，其中，起动电池出口2804.0万只，同比增长48.5%，其他类型电池出口15314.6万只，同比下降5.7%。但从11月数据来看，呈现显著改善，11月当月出口铅酸电池1771.5万只，同比增长13.6%，环比增长32.3%。

3、2015-2017年铅酸蓄电池进口产品结构分析

从产品结构来看，其他领域用铅酸蓄电池占铅酸蓄电池出口总量的绝大部分，份额在75%左右，而内燃机引擎用铅酸蓄电池则占总出口铅酸蓄电池25%左右的份额。按照趋势进行分析，内燃机引擎用铅酸蓄电池的出口比重在下降，2017年比重为22.58%，同比下降13.15%；而其他领域用铅酸蓄电池的出口比重在上升，2017年比重为77.42%，同比上升4.0%。

4、2015-2017年铅酸蓄电池进口产品结构分析

从产品结构来看，其他领域用铅酸蓄电池占铅酸蓄电池进口总量的绝大部分，份额在85%-90%左右，而内燃机引擎用铅酸蓄电池则占总进口铅酸蓄电池10%-15%左右的份额。按照趋势进行分析，内燃机引擎用铅酸蓄电池的进口比重在上升，2017年比重为15.48%，同比上升48.70%；而其他领域用铅酸蓄电池的进口比重在下降，2017年比重为84.52%，同比下降5.67%。

不可以。倘若电压一致锂离子电池可以充铅酸蓄电池，铅酸蓄电池不可以充锂电，因为锂离子电池包安全要求更高。这两种类型的充电器是不能混用，不然电池将笔直报废。因为锂电充电器和铅酸蓄电池充电器的充电模式不相同。锂离子电池是恒电恒压充电，铅酸是三段式充电。

由于铅酸蓄电池充电器一般设置为两段式或三段式充电模式，48V磷酸铁锂离子电池包与铅酸蓄电池的电压等级是不匹配的。而锂离子电池也有很多种，电池性能及电池保护板参数都有可能不相同。因此锂离子电池包并不像铅酸蓄电池相同，有通用型的电池充电器。通常来说，锂离子电池包出厂时都配有专用充电器。为了保护锂离子电池，需使用专用充电器。

充电器要做到专车专用，有什么型号电池就要匹配什么充电器。电流过高，会造成极板的活性物质脱落，导致电池充不饱电量；过低，会导致电池无法接受有效充电，会导致电池充不饱电量；电压过高过充，会使电流超过自身的承受能力，会导致电池鼓起。

首先说铅酸蓄电池：这是一种电极紧要是由铅和它的氧化物制成，电解液为硫酸溶液的锂离子电池，这种电池在放电时，正极的紧要成分是二氧化铅，负极的紧要成分则是铅，而充电状态下，它的正负极的紧要成分都将是硫酸铅。

而锂离子电池则要复杂得多，这是一种由锂金属或者锂合金为负极材料，使用非水电解质溶液的电池，这种电池大致可以分为锂金属电池和锂离子电池两种，锂离子电池中不含有金属形态的锂，而锂金属电池的安全性、自放电率、性价比等都比锂离子电池好一些，但因为较高的技术要求限制，这种电池没有铅酸蓄电池那么普遍。

了解了两种电池的组成，下面阿得哥就来分角度分解一下两者的优点及弱点。

1.体积与质量

锂离子电池与铅酸蓄电池的重量而言，锂离子电池一般在3.5KG左右，而铅酸蓄电池的重量约莫在13KG左右。

相较于铅酸蓄电池，锂离子电池更加的轻便，安装之后整车的车身重量相较于铅酸蓄电池要小很多。并且锂离子电池可以拆卸，体积较小，重量较低就算是女性也能很轻松的拎起这种电池。

2.电池寿命

铅酸蓄电池的寿命在两年左右，循环充放电的次数在300次以内，而锂离子电池却普遍拥有3年以上的使用寿命，循环充放电的次数更是超过了500次。

不过这些都是理论，实际还要看用户的使用情况，毕竟合理的保护电池正确的充电方式都可以延长电池的寿命。

3.价格

从价格上来看，由于质地的不同这两种电池的价格也不同，一般铅酸蓄电池要便宜一些，而锂离子电池的售价较高，但有些不法商家通过偷工减料来降低锂离子电池的成本，使锂离子电池能够卖出铅酸蓄电池的价格。

我们碰到这种电池最好不要买，最后从续航来看，在同样规格并且都是满电的情况下，两款电池的续航里程相差不多，不过铅酸蓄电池的容量会比锂离子电池稍大一点。

4.环境污染

就整体的对环境方面的影响来说，锂离子电池比铅酸蓄电池对环境的污染及影响要小得多，铅酸蓄电池中含有大量的铅、酸碱等电解质溶液，这些物质流入到环境当中，会对土壤、水造成重大的污染，甚至影响人的身体整体的机能。

锂离子电池里面对环境有污染的是Co,应为正极是用的钴酸锂，钴在元素周期表里面是排27为铁后面镍的前面，作为过渡金属对环境的影响有但是不大，因此在环境保护方面锂离子电池具有分明的优点，但是不管是锂离子电池还是铅酸蓄电池在电池废弃后最好都交给专门回收的人群，戒备使用不当而造成新的环境污染。

胶体电池属于铅酸蓄电池的一种发展分类，最简单的做法，是在硫酸中添加胶凝剂，使硫酸电液变为胶态。电液呈胶态的电池通常称之为胶体电池。

广义而言，胶体电池与常规铅酸电池的区别不仅仅在于电液改为胶凝状。例如非凝固态的水性胶体，从电化学分类结构和特性看同属胶体电池。又如在板栅中结附高分子材料，俗称陶瓷板栅，亦可视作胶体电池的应用特色。近期已有实验室在极板配方中添加一种靶向偶联剂，大大提高了极板活性物质的反应利用率，据非公开资料表明可达到70wh/kg的重量比能量水准，这些都是现阶段工业实践及有待工业化的胶体电池的应用范例。

胶体电池与常规铅酸电池的区别，从最初理解的电解质胶凝，进一步发展至电解质基础结构的电化学特性研究，以及在板栅和活性物质中的应用推广。其最重要的特点为：用较小的工业代价，沿已有150年历史的铅酸电池工业路子制造出更优质的电池，其放电曲线平直，拐点高，比能量特别是比功率要比常规铅酸电池大20%以上，寿命一般也比常规铅酸电池长一倍左右，高温及低温特性要好得多。

锂离子电池理论上寿命更长，循环次数也更多。锂离子电池循环次数超过500次，而且支持大电流高倍率充放电，这样就可以做到快速充电，充电时间可以大大缩短。这个优点是铅酸蓄电池不具备的。这也是为甚么小小的充电宝能启动汽车的原由，启动型充电宝内部采用高倍率锂离子电池，虽然容量惟有8000ma，但支持30C放电，启动电流可以达到240A。锂离子电池单节电压高，3.2-3.7V这点也是铅酸蓄电池不能比的。而且锂离子电池支持多节串并联使用，可以随意串联来提高电压。

例如特斯拉采用7000多节18650电池，电压高达400V。也可以随意并联提高电池容量，特斯拉电池包容量高达85kwh，能储存85度电。锂离子电池可以快充，例如特斯拉的超级充电站充电功率已经达到250kw，半小时就可以洋溢80%。倘若用铅酸蓄电池，想都不敢想，庞大的体积就已经pass了！因此锂离子电池可以用在电动汽车上，铅酸蓄电池则不可以。

但是在某些范畴，铅酸蓄电池表现更好，稳定、性价比高。例如车辆启动电池、电动自行车、电动摩托车。作为车辆的启动电池，铅酸蓄电池更稳定、成本低、维护得当寿命超过三年，并且报废时卖废品也可以回收电池1/3的成本。

锂离子电池同样也可以用在上述范畴，但是性价比是硬伤，成本较高。同时锂离子电池包要保护电路配合，元件新增故障率新增稳定性降低。这也是传统的电瓶厂商没有推出锂离子电池的原由，大部分锂离子电池都是小厂组装，一致性差。

第一个有关使用寿命：

铅酸蓄电池的循环寿命在300次左右，最高也就500次，而锂离子电池，循环寿命可以达到2000次以上。同样状况下铅酸蓄电池使用寿命最多也就1~1.5年时间，同样全新锂离子电池在同样条件下使用，它的寿命却能达到7~8年。

第二个有关有关记忆效应：

记忆效应是动力锂离子电池因为使用而使电池内容物出现结晶的一种效应。锂离子电池组是没有记忆效应的。打个比方说在经过1600多次充电后，它的的存储能力仍旧能够达到80%，锂离子电池无此现象，电池无论处于什么状态，可随时充随时用，无须先放完再充电。而铅酸蓄电池却要遵循电池用完在充电以此来防止记忆效应。

第三个有关重量和容量和环保：

锂离子电池包的体积是铅酸蓄电池包的2/3，重量是铅酸蓄电池重量的1/3。也就说同样容量的锂离子电池组是打个比方是一个鸡蛋那么大，那么铅酸蓄电池组就要有三个鸡蛋那么大，所以运用到机器上锂离子电池体积小重量轻更加方便运行，而铅酸蓄电池就体积会大还重，会给机器运行带来一定的弊端。并且锂离子电池PACK不含任何重金属与稀有金属,不会对环境造成污染和压力。而铅酸电池含有大量的铅和酸，使用后倘若不正当回收会造成污染。

UPS锂离子电池和铅酸蓄电池的差别。UPS电源电池分为锂离子电池和铅酸蓄电池，锂离子电池UPS和铅酸蓄电池是目前使用较广泛的两种电池。在储能范畴，锂离子电池的使用是比铅酸蓄电池广泛，在动力范畴，铅酸蓄电池的使用还是比锂离子电池要多一些。那么这两种电池有什么差别，哪一个更好呢?

铅酸蓄电池和锂离子电池UPS的差别

1、耐用性:

铅酸蓄电池一般深充深放电300次以内,有记忆,寿命在两年左右。并且铅酸蓄电池内有液体,消耗一段时间后,假如发现电池发烫或者充电时间变短,就要补充液体;UPS锂离子电池耐用性较强,消耗慢,充放超过500次,并且无记忆,一般寿命在45年。

2、体积、质量方面:

一般UPS铅酸蓄电池重量是1630公斤,体积较大;锂离子电池UPS一般在2.53公斤,体积相对较小,所以骑行轻便、搬运方便。

3、价格、质保期方面:

目前市场上主流电池是48伏,假如更换的话,铅酸蓄电池450元左右,质保期为1年;锂离子电池价格相对较贵,要1000元左右,但是质保期为两年。

4、行驶公里:

同样是48伏的电池,在洋溢电的情况下,铅酸蓄电池和锂离子电池的电动汽车都可以行驶3040公里。速度重要取决于所使用的电机大小。

UPS锂离子电池的优势：

●锂离子电池组体积更小，重量更轻。锂离子电池的体积是铅酸蓄电池体积的2/3，重量约是铅酸蓄电池重量的1/3。相同体积的锂离子电池更比铅酸蓄电池的容量要高。

●长寿命：磷酸铁锂离子电池组在同样条件下使用寿命更长，一般寿命基本在4到5年左右。

●出色的高温性能：磷酸铁锂离子电池热峰值可达350~500℃。

●快速充电：可大电流2C快速充放电，在专用充电器下1.5C充电40分钟内即可将电池洋溢。

●安全可靠：磷酸铁锂已经过严格的安全探测，即使在剧烈的碰撞中也不会萌生爆炸。

铅酸电池优势：

●价格便宜，相当一部分厂商为了把成本用在电动汽车其它结构上而选择使用铅酸蓄电池;

●可修复，电池修复可以延长使用寿命的理念已被广大客户认可、接受，而且在保修范围内损坏的话还可以以旧换新;

●很高的抗冲击强度，抗击打能力强，不会因为平时的一些颠簸就造成电池的损坏;

1、重量能量密度

目前的锂离子电池能量密度一般在200~260wh/g，铅酸一般在50~70wh/g，那么重量能密度锂离子电池就是铅酸的3~5倍，这就意味着相同容量的情况下，铅酸蓄电池是锂离子电池的3~5倍，所以在储能装置轻量化上，锂离子电池占居绝对优势。

2、体积能量密度

锂离子电池的体积容量密度通常是铅酸电池的1.5倍左右，所以相同容量的情况下，锂离子电池比蓄电池体积要小30%左右。

3、使用周期

目前较为流行的材料体系是三元和铁锂，三元动力型锂离子电池循环次数通常在1000次以上，磷酸铁锂离子电池的循环次数在2000次以上，蓄电池的循环次数通常只有300~350次左右，所以锂离子电池的使用寿命是铅酸电池的3-6倍左右。

4、价格

目前锂离子电池在价格上较铅酸要贵，大约是3倍左右，但是结合使用寿命分析，投入相同的成本，仍然是锂离子电池使用周期要长一些。

5、适用性

锂离子电池因为安全性较铅酸电池要稍差，所以在使用中要做好各种安全预防工作，比如防止外力或事故对锂离子电池造成损坏，因为这可能会引起着火或爆炸；目前锂离子电池的温度适用性也很好，所以在其他适应性方面，锂离子电池也毫不逊色于铅酸蓄电池。

6、使用场合

铅酸电池：汽车启动，电动汽车电池，

锂离子电池：手机，电脑，电动工具，UPS电源等都有现在也用于电动汽车电池。

7、内部材料

铅酸电池正负极为氧化铅、金属铅、电解液为浓硫酸，

锂离子电池正负极为钴酸锂/磷酸铁锂/锰酸锂、石墨、有机电解液。

8、安全性

锂离子电池安全来自于正极材料的稳定性及可靠地安全性设计，磷酸铁锂完全解决了钴酸锂和锰酸锂的安全隐患问题，铅酸蓄电池在强烈的碰撞下会出现爆炸，而磷酸铁锂已经过严格的安全测试，即使在剧烈的碰撞中也不会出现爆炸。

9、环保

磷酸铁锂离子电池不含任何重金属与稀有金属，无毒，无论在生产及使用中均无污染，符合欧洲RoHS规定，为绿色环保电池。而铅酸蓄电池中却存在着大量的铅，在其废弃后若处理不当，仍会对环境造成二次污染。

10、工作温度范围

锂离子电池的工作温度范围为-20-60℃，不要空调，减少设备安装费、维护费和电费等。而铅酸蓄电池的工作温度范围为15-35℃。