影响蓄电效果的放电与充电特性分析！

1.放电特性

蓄电池的放电特性是指恒流放电时，蓄电池端电压U_f、电动势E和电解液密度ρ_25℃随放电时间变化的规律。完全充足电的蓄电池以20h放电率恒流放电的特性曲线如图1-11所示。

由于是恒（定电）流放电，单位时间内消耗的硫酸量相同。所以，电解液的密度ρ₂₅℃呈直线下降，静止电动势E_j也直线下降。一般电解液密度每下降0.04g/cm³，蓄电池放电约为额定容量的25%。

放电时，由于蓄电池内阻R₀的影响，蓄电池端电压U_f低于其电动势E，即

U_f=E-I_fR₀

式中 I_f——放电电流，单位为A。

从放电特性曲线可看出，蓄电池单体端电压的变化规律可分为四个阶段：

第一阶段是开始放电阶段（2.11～2.0V）。这一阶段，蓄电池端电压U_f从2.11V迅速下降，这是由于放电之初极板孔隙内的H₂SO₄迅速消耗，密度迅速下降的缘故。

第二阶段是相对稳定阶段（2.0～1.85V）。这一阶段，极板孔隙外的电解液向极板孔隙内渗透速度加快，当渗透速度与化学反应速度达到相对平衡时，极板孔隙内的电解液密度的变化速率趋于一致，端电压将随整个容器内的电解液密度降低而缓慢下降到1.85V。

第三阶段是迅速下降阶段（1.85～1.75V）。由于放电接近终了时，化学反应渗入到极板内层，而放电时生成的硫酸铅较原来的活性物质的体积大（是PbO₂的1.86倍，Pb的2.68倍），硫酸铅聚集在极板孔隙内，缩小了孔隙的截面积，使电解液渗入困难，因而极板孔隙内消耗的硫酸难以补充，孔隙内的电解液密度便迅速下降，端电压也随之急剧下降。

第四阶段是过度放电阶段（＜1.75V）。蓄电池单体的端电压下降至一定值时（20h放电率降至1.75V），再继续放电即为过度放电。过度放电对蓄电池十分有害，易使极板损坏。此时如果切断电源，让蓄电池“休息”一下，由于极板孔隙中的电解液和容器中的电解液相互渗透，趋于平衡，蓄电池的端电压将会有所回升。

由此可见，蓄电池放电终了的特征如下：

1）单体电压放电至终止电压（以20h放电率放电，单体电压降至1.75V）。

2）电解液密度降至最小许可值（约1.11g/cm³）。蓄电池允许的放电终止电压与放电电流有关，放电电流越大，则放完电的时间越短，而允许的放电终止电压越低，放电率与终止电压关系见表1-2。

图1-11 蓄电池的放电特性

表1-2 起动型蓄电池的放电率与终止电压的关系

2.充电特性(www.xing528.com)

蓄电池的充电特性是指恒流充电时，蓄电池充电电压U_c、电动势E及电解液密度ρ₂₅℃等随充电时间变化的规律。蓄电池以20h充电率恒电流充电时的特性曲线如图1-12所示。

由于采用恒（定电）流充电，单位时间内生成的硫酸量相同。所以，电解液的密度ρ₂₅℃呈直线上升，静止电动势也随之上升。

充电时，电源必须克服蓄电池内阻R₀的电压降，因此，充电电压U_c要高于蓄电池的电动势E，即：

U_c=E+I_cR₀

式中 I_c——充电电流，单位为A。

从充电特性曲线可看出，蓄电池单体端电压的变化规律也可分为四个阶段：

第一阶段是开始充电阶段（2.0～2.11V）。开始接通充电电源时，极板孔隙内表层迅速生成硫酸，使孔隙中电解液的密度增大，因此，蓄电池单体端电压迅速上升。

第二阶段是稳定上升阶段（2.11～2.3V）。蓄电池单体端电压上升到2.1V以后，孔隙内硫酸向外扩散，继续充电至孔隙内产生硫酸的速度和渗透的速度达到平衡时，蓄电池的端电压就不再上升，而是随着整个容器内电解液密度的上升而相应提高。

图1-12 蓄电池的充电特性

第三阶段是迅速上升阶段（2.3～2.7V）。蓄电池单体电压达到2.3～2.4V时，极板外层的活性物质基本都恢复为PbO₂和Pb，继续通电，则使电解液中的水电解，产生H₂和O₂，以气泡形式出现，形成“沸腾”现象。由于产生的H₂以离子状态H+集结在溶液中负极板处，来不及立即全部变成气泡放出，使得溶液与极板之间产生约0.33V的附加电压，因而使得蓄电池单体端电压上升至2.7V左右。

第四阶段是过充电阶段（≥2.7V）。蓄电池单体端电压上升至2.7V时应切断电源，停止充电，否则将会造成“过充电”。长时间过充电易加速极板活性物质的脱落，使极板过早损坏，因此必须避免。

在实际使用中，为保证蓄电池充足电，往往在出现“沸腾”之后，再继续充电2～3h，注意测量端电压和电解液密度，如果不再增加，则停止充电。充电停止后，由于充电电流为零，端电压迅速回落，极板孔隙内电解液和容器中的电解液密度趋于平衡，因而蓄电池端电压又降至2.11V左右。

可见，蓄电池在充电终了时（充足电）有如下特征：

1）蓄电池内产生大量气泡，即出现“沸腾”现象。

2）端电压上升至最大值，且2h内不再增加。

3）电解液密度上升至最大值，且2～3h内不再增加。