铅酸蓄电池的工作原理

铅酸蓄电池的工作原理
在一个不间断电源（UPS）系统中，蓄电池是这个系统的支柱， UPS逆变器在市电异常时将蓄电池的化学能变成交流电能输送出去，从而使后端用电设备得以连续运行下去。因此，了解铅酸蓄电池的工作原理，正确使用与维护铅酸蓄电池，对延长蓄电池的使用寿命，确保蓄电池的可用性和可靠性起着重要的作用。
蓄电池是一种能提供直流电的装置或系统，它可以将化学能、热能、光能等各种形式的能量转化为电能。本文就目前使用比较普遍的阀控式密封铅酸蓄电池进行介绍。铅酸蓄电池是由壳体、隔板、极板、栅格、电解液（硫酸）和不同的封闭形式构成。当蓄电池充满电荷时，极板呈二氧化铅和绒状铅，电解液的浓度达到最高点。随着放电结束，极板上形成硫酸铅，而电解液的浓度下降到最低。铅酸蓄电池在充放电过程中电池内部发生反应的化学方程式是：综上所述，正极产生的氧气可在负极形成逆反应并还原成水，
避免蓄电池内部能量的损失，所以，为保证上述反应的体系能够充分发挥作用，电池被设计成为密封结构，也就是常说的阀控式密封铅酸蓄电池（VRLA蓄电池）。VRLA蓄电池的容量标称值以安时数（Ah）表示，它是放电电流和电池放电到规定终止电压的时间的乘积。其安时数越大，它的电容量也就越大。但是对每一块使用中的蓄电池来说，它的Ah数都不是一个固定的值，因为标称值是指定在0.1倍标称值（放电指数0.1C）的电流强度下放电得到的容量值。例如，100Ah的蓄电池按100×0.1=10A放电到10小时终止，即10A×10h=100Ah。
而当放电电流强度小于或者大于此指定电流，到放电终止那一刻的Ah数往往大于或者远远小于标称值，这是由VRLA蓄电池的自身设计性能决定的。下面以某厂家提供的12V电池技术参数进行说明，由放电特性曲线可以看出同样一块100Ah的蓄电池用放电指数3C即300A放电，到规定的放电终止电压仅仅6分钟，放出的电量只有300A×0.1h=30Ah ，也就是说充满电以后的蓄电池在这种状况下只能放出30%的容量！这种状况是由于过大的放电电流导致极板迅速硫化，
从而使电池内阻猛增、电压急剧下降造成的，蓄电池的充、放电也有其自身的规律，仍以某厂家提供的12V电池技术参数进行说明。25℃时，12V系列蓄电池浮充充电电压为14.4-15.0V/只，初始充电电流为0.1CA（10A），充电24小时即可充足，电池在充电末期，充电电流值连续3h无变化，表明电池已充足电。以100%放电（上次储存的电量完全放光）的蓄电池为例，


最初的充电电流规定小于等于0.1CA，例如对于100Ah的蓄电池的充电电流为10A。此阶段蓄电池电压逐渐升高，8小时后蓄电池电压基本达到最大。但是此时充入的电量还不到80%，想要充满至少还要继续小电流充电16小时！如果此后的充电电流不是足够小，极板和电解液之间的表面就会形成高浓度硫酸层，导致蓄电池电压虚高，无法充满，