1．2．6分類

鉛酸蓄電池習慣上有三種分類法。

1）按用途分類

我國鉛酸蓄電池產品就是按用途分類的。主要分為起動用、固定用、動力用等幾個方面。其中起動用蓄電池主要用于各種汽車、機車、船舶起動和照明。要求能大電流放電，能低溫起動，電池內阻要小，正負極板要薄。固定用鉛酸蓄電池主要作為各種大型設備系統的備用電源，極板較厚，電解液較稀，使用壽命長。動力用電池則主要為各種動力系統提供電源，長、短時率性能都要求比較好。

2）按極板結構分類

主要分為涂膏式、管式、形成式。將鉛氧化物用硫酸溶液調成鉛膏，涂在用鉛合金鑄成的板柵上，經過干燥、化成，稱為涂膏式極板。用鉛合金制成骨架，在骨架外套以編制的纖維管，管中裝入活性物質，這種極板稱為管式極板。極板由純鉛

鑄成則稱為形成式。

3）按電解液和充電維護情況分類

主要分為干放電蓄電池、干荷電蓄電池、濕荷電蓄電池、免維護、少維護蓄電池、閥控密封蓄電池等。

鉛酸蓄電池特性

1880年，格萊斯頓和特里波提出關于鉛酸蓄電池反應的“雙極硫酸鹽理論”，認為蓄電池在放電時正極和負極都生成硫酸鉛：

正極反應Pb02+4H++S042-+2e=PbS04+2H20

負極反應Pb+S042”-2e=PbS04

電池的總反應Pb02+Pb+2H2S04=2PbS04+2H20

電動勢、開路電壓、工作電壓

蓄電池的電動勢就是兩個電極的平衡電極電位之差。蓄電池電動勢是硫酸濃度的函數。蓄電池的開路電壓是外電路沒有電流流過時電極之間的電位差，一般小于蓄電池電動勢，與蓄電池荷電狀態直接相關。蓄電池的工作電壓又稱放電電壓或負荷電壓，是指有外電流通過時蓄電池兩極間的電位差。工作電壓總是低于開路電壓，因為電流通過蓄電池內部時，必須克服極化電阻和歐姆電阻所造成的阻力。隨著蓄電池放電的進行，正負極活性物質和硫酸逐漸消耗，水量增加，酸濃度降低，蓄電池的電壓降低。

容量

蓄電池容量是指蓄電池放出的電量，用安時表示，分為理論容量、實際容量和額定容量。蓄電池的容量與活性物質的量和它的利用率有關。此外蓄電池的容量并非是一個固定的值，它與放電時率、溫度、終止電壓直接相關，蓄電池放電容量（或放電時間）和放電電流I的關系，1898年Peukert提出了方程K=tP被廣泛使用。放電電流越大作用深度越小，活性物質的利用程度降低，電池放出的容量就越小。而蓄電池容量隨溫度降低而減小，這與溫度對電解液粘度和電阻有嚴重影響密切相關。

能量和比能量

蓄電池在一定條件下對外作功所能輸出的電能叫蓄電池的能量，一般用Wh表示。蓄電池的實際能量總是低于其理論容量，這主要是由活性物質的利用率決定的。蓄電池的實際能量=容量·平均電壓。單位質量或單位體積的蓄電池給出的能量，就是質量比能量或體積比能量。它與電池電極活性物質總量、活性物質利用率、電池結構、電池制作漉程、電濁工作條件等因素密切相關。鉛酸蓄電池在不同的溫度、攪拌系統空氣流速以及不同的電池放電倍率條件下，電池比能也會隨之不同。溫度升高，電池電動勢增加，電極反應速度加快，電池內阻減小。電池比能增加。但是溫度升高會對板柵腐蝕速度和電池隔板性能產生影響，因此電池工作溫度應控制在一定范圍內。攪拌系統空氣流速增大有利于減小電池內的含氫量并防止電解液出現分層現象，從而使電池性能得到提高。放電率越高，放電電流越大，電流在電極上分布越不均勻，電流優先分布在離主體電解液最近的表面上，從而在電極的最外表面優先生成硫酸鉛堵塞多孔電極的孔口，電解液則不能充分供應電極內部反應的需要，電極內部鉑質不能得到充分利用，因而高倍率放電時電池比能量降低。

內阻

鋁酸蓄電池的內阻就單體電池而言，主要是由電解液、隔板和極板、極柱構成。蓄電池的內阻不是常數，在充放電過程中隨時間不斷變化，因為活性物質的組成、電解液濃度和溫度都在不停變化。鉛酸蓄電池內阻很小，在小電流放電時可以忽略，大電流放電時電壓降可達數百毫伏。此外，蓄電池的荷電保持能力和低溫充電接受能力也是蓄電池綜合性能的重要體現。

鉛酸蓄電池的壽命

鉛酸蓄電池的使用壽命是它的重要性能指標之一。蓄電池的壽命一般用周期表示。蓄電池經歷一次充放電，稱一個周期。在一定充放電制度或工作方式下，蓄電池容量降到規定值之前，蓄電池所經受的循環次數，稱為使用周期，也就是蓄電池的壽命。壽命也可以用使用時間表示。實際應用中蓄電池壽命有臺架試驗周期、假定周期、實際使用時間等多種表達方式，這主要是由電池的使用方式決定的。影響蓄電池壽命的因素包括電池的內在因素，包括蓄電池的結構、板柵材料、活性物質性能等，也取決于一系列的外在因素，如放電電流密度、溫度、放電深度、維護狀況和貯存時間等。放電深度越深，使用壽命越短。過充電也會使壽命縮短。蓄電池壽命隨溫度升高而延長。隨著酸濃度增加，電池壽命降低。蓄電池內部因素對其使用壽命的影響主要表現在如下幾個方面。

鉛絨短路

在大容量鉛酸蓄電池研究過程中我們發現鉛絨短路是造成蓄電池性能下降并最終失效的重要原因。在蓄電池循環使用的過程中，正負極板上的活性物質和纖維添加物脫落下來，一部分以固體形態存在，一部分溶解在電解液中。隨著充放電過程的進行，溶解了的這部分物質在負極還原沉淀下來，未溶解的物質和添加劑也可以在正負極板和極群其它地方沉淀下來。隨著時間延長，蓄電池充放電周期的增加，沉淀下來的物質越來越多，并最終將正負極在局部連接起來，造成微短路，稱之為鉛絨短路。短路點自放電增加，溫度升高。隨著時間的積累，鉛絨短路面積加大，充電效率大大降低，蓄電池容量下降，析氫量增加。而且局部高溫可能導致隔板燒穿，失去隔離作用，正負極連接成一體，結構損壞，功能喪失，最終導致蓄電池壽命終止。

正極板柵的腐蝕變形

正板柵由于在充電過程中處在陽極，發生電化學腐蝕而氧化成硫酸鉛和二氧化鉛，致使其強度降低，導電能力下降，并最終會漲大變形。局部短路也會力Ⅱ速正極板的腐蝕，嚴重的腐爛，活性物質脫落，『F極功能喪失。孫玉生【41】等研究也認為VRLAB失效的主要原因是：正極板柵的腐蝕與生長，負極活性物質的板結收縮和孔率降低以及負極有機膨脹劑的降解和損失。

正極活性物質脫落、軟化

n—Pb02是活性物質的骨架，由于循環中a．Pb02逐漸轉化成B—Pb02，從而網絡受到削弱和破壞，最終導致軟化和脫落。70年代SimonA．C．，Aulder S．M．和CangT G等人建立了珊瑚狀結構模型，主要認為正極物質中存在兩種尺寸的孔，孔的結構隨著充放電循環的進行重新調整，小孔變大孔，顆粒密集，到一定程度后就會脫落，使電極失效。

不可逆的硫酸鹽化

這主要是由于蓄電池過放電導致負極生成難于逆變的PbS04結晶，嚴重時使電極失效，充電接受能力下降。正極自放電導致活性物質容量損失，并引起不可逆硫酸鉛析出，最終導致電極損壞。胡信國【43】認為在蓄電池電解液中添加CdSO。可以抑制極板硫酸鹽化，效果顯著。

銻在活性物質上的嚴重積累

正板柵上的銻隨著循環，部分地轉移到負極表面，導致蓄電池充電電壓降低，大部分電流均用于水分解，蓄電池不能正常充電而失效。

國內主大容量動力蓄電池具有如下特點：

1）蓄電池的容量和比能量達到國外先進水平；

2）大量采用新材料，使蓄電池的安全性、可靠性大幅度提高；

表1國外大容量動力蓄電池主耍性能對比

3）采用了多項世界蓄電池的新技術；

4）與國外先進的大容量蓄電池相比，壽命（設計臺架試驗周期為150周）相對較短。

總結

因此，我們目前研究大容量鉛酸蓄電池當務之急是在保證蓄電池容量和比能量的基礎上提高蓄電池的壽命。提高蓄電池的壽命具有技術和經濟上的雙重意義。蓄電池壽命延長一倍，材料就節約了一半，更不用說從原料、加工、蓄電池制造、運輸、保管、更換等一系列人力、物力和財力的投入。所以提高蓄電池壽命對節約能源，提高社會經濟效益，實現國家可持續發展戰略有很大意義。瞄準國外先進水平，在保證蓄電池容量和比能量的前提下，通過采取耐腐蝕多元低銻合金、高性能添加劑、新型隔板、全面防短路技術等綜合措施，將國內先進的大容量動力鉛酸蓄電池的壽命提高一倍。