9.3.1蓄电池的用途与分类
1.蓄电池的用途
电池也是将化学能变为电能的工具。由于电池是用化学转换方法得到电能，所以又叫化学电池，常用的化学电源有原电池和蓄电池，如手电筒用于干电池等属于原电池，酸性蓄电池和碱性蓄电池等属于蓄电池。
原电池是利用化学能转变为电能的一种不可逆电池，。当化学变化的活性物质（即有效物质）全部作用完后，它的寿命便告终了，所以又称为一次电池。
蓄电池顾名思义就是储存起来，使用时再把化学能转化成电能放出来，变换的过程是可逆的。就电能作用来说，当蓄电池已完全放电或部分放电后，两电极表面形成了新的化合物，这时如果用适当的反向电流通入蓄电池，可以使已形成的新化合物还原成原来的活性物质，又可供下次放电之用。这种用反向电流输入蓄电池的做法，叫做充电；电池供给电池外电路使用，叫做放电。换句话说，放电就是将化学能转变为电能，供外电路使用；充 电就是将电能转变为化学能储存起来。蓄电池的充电和放电过程，可以重复循环多次，所以蓄电池又称为二次电池。
放电时电流所流出的的电极称为正极或阳极，以“+”号表示；电流经过外电路之后，返回电池的电极称为负极或阴极，以“﹣”号表示。
2.蓄电池的分类
根据电极和电解液所用物质的不同，蓄电池一般分为酸性和碱性蓄电池。 酸性电池的电解液是浓度为27~37%的硫酸（H2SO4锅炉冷渣机）水溶液，即稀硫酸，硫酸是酸性化合物。酸性蓄电池正极板的活性物质是二氧化铅（PbO2），负极板的活性物质是绒状铅(Pb),所以酸性蓄电池又叫做铅蓄电池。
碱性蓄电池的电解液是浓度为20%的氢氧化钾（KOH）水溶液，氢氧化钾是碱性化合物。在碱性蓄电池中，用氢氧化镍[Ni(OH)3]做正电极，用铁（Fe）做负极板的叫做铁镍蓄电池；用镉（Cd）做负极板的叫做镉镍蓄电池。用银（Ag）做正极板，用锌（Zn）做负极板的，叫做锌银蓄电池。
根据工作状态的放电电流，蓄电池分为供电电池和起动电池：供电电池一般以额定放电率下的放电电流提供电能；起动电池以短时间内的大电流提供电流。
3.蓄电池的基本名词
（1）额定容量：蓄电池从额定电压放电到终止电压所提供的电能，一般用Ah表示。
Ah=放电电流（A）×放电时间(h)
（2）放电率：蓄电池在一定电流下，放电所能持续的时间称放电率
（3）放电最终电压
蓄电池应停止放电，进行充电的电压为最终电压。穿越之取液系统油雾TG型蓄电池一般为1.75V
（4）影响蓄电池容量的因素
弹性垫片
蓄电池是通过化学反应产生电能，因此，电池容量取决于电极里所含活性物质的量。一般情况下：木纹铝扣板
1 放电电流越大，电池容量越小。放电过程产生的化合物如硫酸铅形成速度过快，影响电解液向极板内层渗透,使极板活性物质利用率降低。
2 电解液温度越低，电池容量越小。随着温度的降低，电解液粘度增加，影响化学反应的效率。
3 连续放电比间歇放电容量小。连续放电使得电解液向极板内扩散不充分。
9.3.2 铅酸蓄电池工作原理
1.工作原理
铅酸蓄电池大体上分为三种。
第一种是固定型防酸铅酸蓄电池（普通型）。这种电池存在着许多缺点，如电池体积大，电解液易溅出伤人和损物，而且充电过程中不断产生氢气和氧气，在气体析出过程中伴随着酸雾的产生，常使防酸帽堵塞，极易发生安全事故，并且充电过程中能耗大，充电手续烦杂，维护操作困难。所以这种电池将逐步淘汰。
由于固定型防酸铅酸蓄电池使用硫酸电解液，运输过程中会有酸液流出，充电时会有酸雾析出来，对环境和设备造成损害，人们就试图将电解液“固定”起来，将电池“密封”起来，于是使用胶体电解液的铅酸蓄电池应运而生。
初期的胶体铅蓄电池使用的胶体电解液是由水玻璃制成的，然后直接加到干态铅蓄电池中。这样虽然达到了“固定”电解液或减少酸雾析出的目的，但却使电池的容量较原来使用自由电解液时的电池容量要低20%左右，因而没有被人们所接受。
几乎在研制胶体电池的同时，采用玻璃纤维隔膜的阴极吸收式密封铅蓄电池却诞生了，它不但使铅蓄电池消除了酸雾，而且还表现出内阻小、大电流放电特性好的优点。因而在国民经济中，尤其是原来使用固定型铅蓄电池的场合，得到了迅速的推广和应用。
第二种是阀控式密封铅蓄电池。由于它的产生，替代了以往的普通型铅酸蓄电池，它具有维护中不需要添加蒸馏水和测量电解液的比重、温度，维护方便，能量密度高，基本无酸雾逸出，可任意放置等优点，所以被广泛的采用。它的工作原理是：
铅酸蓄电池在充电过程中PbSO4接近全部转化为PbO2和Pb，当电压达到一定值时，正极
板析出氧气，负极板析出氢气。充电后期，随着电极电压的升高，水被电解，气体析出会发生。当端电压升高到2.5V/只时，氢氧按化学计量比例析出。在揉棉机2.5V/只以前，氧气析出的比例较大。这种电池的密封就是利用阴极吸收再化合的原理，使正极板析出的氧气迅速达到负极板生成氧化铅，氧化铅再与硫酸发生反应，生成硫酸铅和水。化学反应式：
2Pb+O2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O
PbSO4+2H+2e=Pb+H2SO4
它之所以叫阀控电池，因为它的安全阀有以下作用：
（1） 使电池保持一定的内压以提高密闭反应效率。
（2） 在电池内部压力正常的条件下，防止外界空气进入电池。
（3） 当产生过量气体时，阀门打开，防止发生爆炸。
（4） 防止电解液蒸发，避免电池干枯。
但这种电池决不是免维护电池，每年要以实际负荷做一次核对性容量实验，一般放出额定容量的30%～40%。
第三种是富液式胶体电池。它是把电解质进行糊化、胶化，以便电池能以各种方式放置而正常运行，无电解液溢出。由于这种电池性能指标较好，所以日常维护以测电池的电压为主，来发现各电池间电压是否均匀和有没有落后电池。
不论是采用玻璃纤维隔膜的阀控式密封铅蓄电池（以下简称AGM密封铅蓄电池）还是采用胶体电解液的阀控式密封铅蓄电池（以下简称胶体密封铅蓄电池 ），它们都是利用阴极吸收原理使电池得以密封的。
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。析出的氧气到达负极，跟负极起下述反应，达到阴极吸收的目的。
2Pb+O2=2PbO
2PbO+2H2SO4=2PbSO4+2H2O
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作用及负极本身氢过电位的提高，从而避免了大量析氢反应。
对AGM密封铅蓄电池而言，AGM隔膜中虽然保持了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。正极生成的氧就是通过这部分孔隙达到负极而被负极吸收的。
对胶体密封铅蓄电池而言，电池内的硅凝胶是以SiQ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。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，给正极析出的氧提供了到达负极的通道。
2.使用方法
（1）充电
①初充电：初充电用于新电池，目的是以恢复其容量，充电电流小于0.25C20A。
②电池在安装后，要求进行必要的补充电。充电方法：以0.25C20A初充电流，限压2.40～2.45V/cell(12V系列)、2.35～2.40V/cell(12V系列)进行充电，在充电末期4h内，电流无
明显的变化，确认为电流已完全充电。当环境温度超过25±5℃时，要进行温度补偿，温度补偿系数为每摄氏度0.003V。即当温度每升高1℃，充电电压向下调整0.003V。
③浮充电：浮充电是将蓄电池组与整流设备并接在负载回路上，由整流设备供负载工作并向蓄电池保持微小的充电电流。浮充电压的设定（25℃）：以2.25～2.30V/cell进行设定。
④均衡和循环使用电压的设定（25℃）：以2.40～2.45V/cell进行设定。
（2）放电
①放电实验：放电实验的目的是检验新电池初充电的容量。试验步骤一般是在初充电完成30卫星星历分钟后，接上负载，按照10h放电率对应的放电电流进行放电，计算电池电压由2.04V下降到1.75V的放电时间。根据放电时间和放电电流计算电池容量，当计算容量大于70%标准容量时，电池可以装车运用。
②准放电：准放电是在蓄电池修理前进行的放电，目的是使得极板表面生成一层硫酸铅薄膜，防止极板被空气氧化。放电步骤是，按照10h或者6h放电率对应的放电电流进行放电，
使电池端电压降到1.95V。
③过放电：过放电是指电池电压低于1.75V，电解液比重小于1.20时仍然放电的现象。这时由于极板物质全部变成坚硬的硫酸铅，会造成充电困难，电池容量显著下降，也称为极板硫化。
④电池的定期保养：为了保证电池系统的最佳可靠性，推荐用户每半年或每年检查电池组系统。检查的项目包括：电池组系统的充电电压，单只电池的浮充电压，均衡充电电压，电池间连接的松紧度，电池充电设备的运行状况。
9.3.3 镉镍蓄电池工作原理
碱性蓄电池具有体积小、机械强度高、工作电压平稳、可以大电流放电、使用寿命长和宜于携带等特点，可用作移动的通信设备、仪器仪表、自动控制等电子设备的直流电源，也可作为反压电池使用。碱性蓄电池与同容量的铅蓄电池比较，它的购置成本较高。
1.镉镍蓄电池结构
镉镍蓄电池如按极板结构可分为有极板盒式和无极板盒式，如按外形结构可分为开口式和密封式蓄电池。
（1）镉镍有极板盒蓄电池：镉镍有极板盒蓄电池正极由氧化镍粉、石墨粉组成，石墨主要是用来增强导电性，不参加化学反应。负极由氧化镉粉和氧化铁粉组成。掺入氧化铁粉的目的是使氧化镉粉具有较高的扩散性，防止结块，并增加极板的容量。正、负极上的这些活性物质分别包在穿孔钢带中，加压成形后成为正、负极板。以焊接方式焊成极装入镀镍铁质电槽或聚乙烯电槽内，并以耐碱的硬橡胶绝缘棍或穿孔的聚氯乙烯瓦楞板隔开正负极板，然后焊底或焊盖成型。为了排灌电解液，在蓄电池外盖上有一注液口，注液口拧以密闭式的气塞，该气塞能使蓄电池内部氯体排出，而防止外部气体进入，并能保证当蓄电池短时翻转时不流出电解液。小容量的镉镍蓄电池的正极与电槽（外壳）相连，较大容量的镉镍蓄电池的电槽都不带极性，即正极不与电槽（外壳）相连。根据不同的电压要求，可将单体电池串联组合在一起，成为组合蓄电池。
（2）镉镍无极板盒蓄电池：
镉镍无极板盒蓄电池中采用的极板有烧结式、压成式两种，可组装成烧结式、压成式和半
烧结式三种镉镍无极板盒蓄电池。
