铅酸蓄电池
一、概述
电池是将化学能转变为电能的装置，所以又叫化学电源。
常用的化学电源有原电池和蓄电池。
原电源是把化学能转变为电能的不可逆电池，只能使用一次，所以又称为一次电池。
蓄电池既能把化学能转变为电能供给负载，又能把电能转换为化学能储蓄起来，其转换过程是可逆的，能重复循环多次使用，所以蓄电池又称为二次电池。
蓄电池供电方便、安全可靠，具有稳定的电压和较大的容量。
蓄电池主要由正负极板、电解液和电池槽（容器）等组成。电解液通常是用电离度大的酸或碱的水溶液。以酸性溶液（常用稀硫酸）为电解液的蓄电池，称为酸性蓄电池，以碱性为电解液的蓄电池，称为碱性蓄电池。酸性蓄电池的电极多以铅及其氧化物为材料，所以又称为铅酸蓄电池。铅酸蓄电池视使用场地，又可分为固定型和移动型两大类。铅酸蓄电池价格较低、内阻小，效率高，但维护工作复杂；碱性蓄电池维护容易，寿命长，结构坚固，不易损坏，但价格昂贵。
固定型蓄电池具有大容量，且防酸、隔爆、消氢、耐腐蚀和长寿命。现在已推广使用阀控密封式铅酸蓄电池（VRLA电池）。
下面主要介绍的是目前在电力企业应用最多的铅酸蓄电池。
二、铅酸蓄电池的工作原理
2.1 电极电位和电动势
2.1.1 电极电位
将金属插入含有该种金属离子的溶液中，电极和溶液之间就产生一定的的电位差，称为电极电位。电极电位有标准电极电位和平衡电极电位的区别。一个电池正、负两极间的电压叫端电压。
2.1.2 标准电极电位
标准电极电位——把测量仪器的一端与被测电极相接，而另一极插入溶液时，便构成两种金属与溶液的交界面，这样测得的量是两个电极的相对电极电位，即一个电极相对另一个电极的电极电位。若选择一电极作参考电极，令其电极电位为零，某被测电极和它组成一原电池。若溶液为标准溶液（标准大气压下离子浓度为1摩尔/升），在温度为25℃时测得的电池电动势，便是被测电极的标准电极电位。
下表为不同金属为电极的标准电位。
从表中可看出：Pb2+、2H+、Li+……是氧化态物质， Pb、 H2 、Li……是还原态物质，氧化态物质和还原态物质之间存在下列关系
氧化态+ne还原态
其中n是物质由氧化态变为还原态所得到的电子数。
2.1.3平衡电极电位
将一金属电极插入含有该金属离子的溶液中，则金属表面上的金属离子受到溶液中水分子的作用，金属表面离子，有进入溶液的倾向。金属愈活泼，溶液浓度愈小，这种倾向愈大。同时溶液中的金属离子，也有从溶液中沉积到金属表面的趋向，溶液愈浓，这种倾向愈大。当这两种以相反的方向进行的过程最后达到动态平衡时，如前一种趋向大于后一种趋向，则金属带负电，而溶液带正电，由于异性吸引，在
金属表面的周围，聚集较多的金属离子，形成电双层。由于双层的建立，电极和溶液之间便产生了一定的电位差，这就是电极电位。如果电极处于平衡状态，即电极与溶液中的离子浓度已达到平衡，这时的电极电位称作平衡电极电位。
由于水分子对电极离子的作用，而产生正、负离子的定向性，而溶液中的电荷，绝大部分紧靠电极，称作紧密层，另一些电荷分散在大溶液中，称作分散层。在紧密层的电位变化快，而分散层的电位变化平稳，电双层起于电极，终止于溶液，这一段电位差，即为平衡电极电位。用Eph表示。
平衡电极电位与温度及离子浓度有关，在25℃时，可用“奈斯特方程” 方程表示这一关系，即
式中[氧化态]和[还原态]分别表示氧化态物质和还原态物质的浓度
（1摩/升）；n是氧化态物质转为还原态物质所得的电子数；E表示标准电极电位，即近似等于电极在1摩尔/升同离子溶液中的电极电位。
2.1.2 正极和负极之间的电位之差叫电动势.
2、铅酸蓄电池
铅酸蓄电池是由两组极板插入稀硫酸溶液中构成的。电池在充电后，正极板为二氧化铅（PbO2)，负极板为海绵状铅（Pb）；放电后，在两极板现上都 产生细小而松软的硫酸铅（H2SO4），充电后又恢复为二氧化铅（PbO2)和铅（Pb）。
总的化学反应是可逆的，方程式为
（1）放电
放电过程，如图所示。
负极
负载未通电前，由于金属表面与溶液间双层的建立，使金属具有一定的电极电位。这一过程有两方面反应：一是铅溶解，使Pb2+离子有转入溶液的倾向，当Pb2+离子转入电液后，在电极表面溶液的Pb2+离子便与SO42-结合成为H2SO4而沉积到电极表面，反应式为 Pb Pb2+
+2e
式中的负极有效物质Pb这为PbSO4，铅的化合价从零价升高到正二价，这是氧化反应。二是电极表面溶液中的Pb2+离子，又有向电极夺取电子倾向，其反应式为
PbSO4 Pb2++ SO4
2-
反应中铅的化合价从正二价降为零价，故为还原反应。
电池静置时电极的氧化反应和还原反应速度相等，两者处于平衡状态，使电极在电双层作用下，有固定的电极电位。
当接通外部电路时，由于负极电位低于正极，使电子不断地从负极经负载流到正极，破坏了电极反应的动态平衡。此时氧化速度远大于还原速度，忽略还原反应，负极反应为
Pb+SO42-PbSO4+2e
在电路中，由于电子的定向移动而产生了电流。电流的产生是由于有效物质铅不断溶解，释放电子的结果，即化学以有转变为电能。
正极：电极活性物质是二氧化铅，它是氧化-还原电极。电池静置时，由于双层的建立，它具有较高的电极电位。
上式说明，电池放电是化学能变换电能的过程。正极有效物质从二氧化铅变为硫酸铅，负极有效物质从铅变为硫酸铅，电解液中硫酸分子不断，水分子相应增加，电解液变稀，比重下降。
（2）充电
充电过程：将整流器输出端正、负极分别与电池下负极相连，如下图即组成了电池的充电电路。
在电路中，电流从整流器正端流出，至电池正极，再经电解液、电池负极，而回到整流器负端，电子在外电路作定向运动，而离子在
电解液中作定向运动。整流器的作用是把电子从电位高的正极送回到电位低的负极。
充电过程的电化反应与能量转换时情况：
负极：由于电子被不断地从正极输送到负极，使负极还原速度远大于氧化速度，因此，硫酸铅不断还原为铅。反应式为
PbSO4+2ePb+SO42-
在充电过程中，由于外电源的作用负极有效物质不断恢复，所以这一过程是电能变换为化学能的过程。
正极：由于外电源的作用，使电子从正极输出，因而电解液中H+离子从正极周围移到负极，SO42-离子则移动到正极周围。这一过程的反应为
PbO2+2e+4H+Pb2++2H2
O
上式表明，二价铅离子从正二价变到正四价，这一过程是氧化反应，同时，也进行着还原反应。但氧化反应速度远大于还原反应速度，还原反应可以忽略不计。另外正极有效物质的恢复，也是因为电源作用的结果，所以也是电能转变化学能的过程。
上式表明，在充电过程中，正、负极上有效物质恢复为二氧化铅和铅；电解液中硫酸分子增多，水分子减少，电解液变浓，比重增加。 蓄电池的电势由两极间的电位差决定，蓄电池电势的大小同蓄电池电极上有效物质的电化学性质和电解液的浓度有关，同电极极板的大小无关，因此，当电极有效物质确定后，铅酸蓄电池的电势主要同电解液尝试决定。铅酸蓄电池的电势也与电解液的温度有关，但影响不大（变化约0.0003V/℃），可以忽略不计。
三、关于阀控铅酸蓄电池的若干问题
1.什么是电池的开路电压？
答：电池在开路状态下的端电压称开路电压。
2. 什么是电池的工作电压？
答：电池接通负荷后在放电过程中显示的电压称为工作电压，又称负荷电压或放电电压。
3. 电池容量常用什么符号表示？单位是什么？
答：电池容量常用符号为“C”表示，单位为“Ah”。
4. “C10”表示什么意思？
答：C10表示电池的10小时率放电容量。
5. “I10”表示什么意思？
答：I10表示电池10小时率放电电流。
6. “C10”和“I10”如何换算？
答：I10=C10/10（A）
7. 什么叫放电深度？放电深度为20%表示什么意思？
答：电池放电时放出所有容量的程度，一般用百分数表示。20%表示电池只放出所有容量的20%即停止放电，此时电池还剩有80%的容量。
8. GFM中G、F、M各代表什么意思？
答：G—固定用、F—阀控式、M—密封
9. 组成一个48V系统至少需要几只单体电池？这些单体电池采用什么方式连接？
答：至少需要24只单体电池；采用串联方式连接。
10. 蓄电池的工作原理是什么？
答：充电时通过电化学反应将电能转化为化学能在电池内部储存起来，放电时通过电化学反应将化学能转化为电能供给外系统。
11. 铅酸电池的正极活性物质、负极活性物质和电解液分别是什么？ 答：正极活性物质为二氧化铅；负极活性物质为铅；电解液为稀硫酸溶液。
12. 写出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。 答：正极：
PbSO4+2H2O PbO2+H2SO4+2H++2e(箭头上充下放) 副反应 H2O → 2H++1/2O2
负极：
PbSO4 + 2H++2e Pb+ H2SO4(箭头上充下放) 副反应 2H++2e → 1/2H2
13. 蓄电池自放电现象产生原因？
答：内部少量杂质，构成对电极，进行自放电。
14. 蓄电池连接条压降要求？
答：通信系统小于10mv，电力小于8mv。
15. 蓄电池储存地有何要求？
答：要求通风设施良好、干燥（最好装空调），保持环境温度在25℃左右；地面承受能力要强。
16. 电池组短路有何危险？
答：烧坏电池
17. 电池组压差大有何解决方法？
答：解决方法有
（1）均衡充电
（2）充放循环
（3）开阀24小时
（4）使用时间延长观察
18. VRLA放电深度和循环寿命是何关系？
答：放电深度越深循环寿命越短。
19. 大电流充、放电对电池有何影响？
答：失水、极板易弯曲、活性物质脱落会导致早期容量损失。
20. 阀控密封电池在使用过程中有哪些常见故障？
答：短路、漏液、反极、极板硫酸化、极板弯曲和腐蚀断裂、活性物质脱落、容量损失、电压异常、循环寿命短。
21. GFM电池在电信部门的全浮充工作制中，主要起哪两个作用？ 答：主要起两个方面的作用：
1） 当市电中断或整流器设备发生故障时，电池组担负起对负载单独供电的任务，以确保通信不中断。
2） 起平滑滤波的作用。电池组与电容器一样具有充放电作用，因而对交流成分具有旁路作用，这样送至负载的脉动成分进一步降低，
从而保证了负载设备对电压的要求。
22. 对容量检测时发现的容量不足的电池组应作如何处理？
答：应对整组电池做均充处理，即均充18~24小时。
23. 电池的电导和电阻有何关系？
答：电导（单位西门子）是电阻（单位欧姆）的倒数。
24. 目前仅通过测量GFM电池单体的电导值，能否准确知道所测电池的容量？
答：由于影响电池电导的因素太多，电导值还不能定量反映电池容量的大小。
25. 在日常维护工作中，电导测试仪最有效的用途是什么？
答：目前电导测试仪最有效的用途是用于在同一电池组中对故障电池的判断。
26. GFM电池在哪些情况下应进行充电？
答：遇到下列情况时应对电池进行充电：
1） 浮充电压有两只以上小于2.18V；
2） 放电时放出5%容量以上；
3） 搁置不用时间超过3个月。
27.随环境温度升高，浮充电压应调高还是调低？调整幅度为多少？ 答：调低；调整幅度为：温度每升高1℃，浮充电压调低3mv/个。反之则调高3mv/个。
28.日常维护中，如果电池室无空调，如何处理浮充电压随温度的变化问题？
答：如果充电机有温度补偿功能，则充电机能自动的按照设定的温度补偿系数随温度的升高而调整浮充电压；反之需人工调整浮充电压。
29.在25℃环境温度下，24V系统和48V系统的浮充总电压分别为多少？
答：24V为27V ；48V为54V
30.为了保证电池长寿命，电池室应具备哪些条件？
答：应具备环境温度控制在5—30℃，同时要求室内具有良好的通风，便于空气流通散热，如果温度过高，建议安装空调设备。
31.电池浮充运行时，落后电池如何判断？
答：落后电池在放电时端电压低，因此落后电池应在放电状态下测量，如果端电压在连续三次放电循环中测量均是最低的，就可判为该组中的落后电池，有落后电池就应对电池组均衡充电。
例如，对于在浮充状态的电池，如果浮充电压低于2.18V应予以引起重视。
32.电池放电后，一般要多少时间才能充足电？
答：放电后的蓄电池充足电时间所需时间，随放出容量及初始充电电流不同而变化。如电池经10h率放电，放电深度100%的蓄电池，蓄电池通过“恒压限流”和“恒流限压”充电24小时后，充入电量可达100%以上。
33.电池在长期浮充运行中，电池电压不均有那些原因？
答：目前VRLA电池存在着浮充电压不均匀的现象，这是由生产电池的各个环节中所用配件和材料的质量、数量以及含量的误差累积所致，特别是VRLA电池采用了贫液式设计，误差将影响到电池内部的硫酸饱和度，这直接影响电池浮充时氧气的再化合，从而使浮充时电池的过电位不同，电池的浮充电压也就不一样。但VRLA电池经过一定时间的浮充运行后，浮充电压将趋于均匀。因为硫酸饱和度高的电池氧气复合效率差，使饱和度略微下降，电池的浮充电压也就越均匀。
另电池串联的连接条压降大；极柱与连接条接触不良；新电池在运行三~六个月内均有可能存在不均匀现象。
故可以采取拧紧螺栓或调整电池硫酸饱和度来调整浮充电压均匀性能。
34. 蓄电池在通信电源系统中的作用有哪些？
(1) 荷电待用
通信设备要求不间断供电，当交流中断，蓄电池是支持通信系统工作的唯一后备电源。在市电正常时，整流器投入工作，其输出电流可满足全局忙时最大负荷电流的需要（包括对蓄电池的充电）。在市电异常时，则由蓄电池单独供电，其输出电流应满足通信设备忙时最大耗电量，其输出电压应满足通信设备对基础电源的电压范围要求。其供电时间依据市电类别决定。
用于荷电待用的蓄电池，其放电速率较慢，放电时间长，因此均采用固定型大容量铅酸蓄电池。
(2) 平滑滤波
蓄电池在浮充工作期间，由整流器补足每昼夜自放电损失的电量，或者履行充电手续而荷满电量。
在晶闸管整流器或高频开关整流器的输出电压中，仍存在着经过滤
波器作用而未消除的纹波及多种谐波电压，由于蓄电池对低频谐波电压呈现极小内阻，仅为数十毫欧，而与之并联的负载内阻远大于电池内阻。所以蓄电池对整流器输出纹波电压具有旁路功能，即平滑滤波作用，故在市电正常情况下，让蓄电池不脱离供电系统的措施有利于提高供电质量。
35.蓄电池组中有部分老化电池，对组蓄电池容量有什么影响？ 答：整组电池充电的特性是，如电池组内有一个或几个内阻变大的老化电池，其容量必然变小，充电器给电池组充电时，老化电池因容量小，将很快充满。充电器会误以为整组电池已充满而转为浮充状态，以恒定电压和小电流给电池组充电，其余状态良好的电池不能充满。电池组将以老电池的容量为标准进行充放电，经多次浮充--放电--均充--放电--浮充的恶习性循环，容量不断下降，电池组后备时间缩短。结论，如不定时检测，找出老化电池给予调整，电池组的容量将变小，电池寿命缩短，影响系统的高效安全运行。
36．温度与电池寿命有什么影响？
答：温度与电池寿命的影响：由于阀控密封铅酸蓄电池本身散热条件比较差，热量积累的增加引起恶性循环易造成热失控。当环境温度超过25℃时，温度每升高10℃，使用寿命将减少一半，所以当环境温度在非25℃时，温度每降低一度浮充电压应增加3mv/只，以防出现亏电现象，温度每升高一度，浮充电压应降低3mv/只，防止过充电现象。采取这些措施可以适当延长电池的寿命。 寿命和环境温度的关系：
t25＝tT×2（T－25）/10
其中： T为电池在实际运行时的环境温度；
tT为在环境温度为T时，电池的设计寿命； t25为在环境温度为25℃时，电池的设计寿命；
以上公式在10—40℃范围内有效。
譬如，电池在35℃下长期运行，如25℃下电池设计寿命为10年，实际寿命则只有5年，若长期在15℃下运行，电池寿命则有20年。
37．温度与电池容量有什么关系？
答：温度与电池容量关系 蓄电池的额定容量根据国家标准是指在基准温度下10小时放电率的容量，放电终止电压不低于1.80V。在环境温度-40～40℃范围内，蓄电池的放电容量随温度升高而升高，因为在较高温度条件下放电，电解液粘度下降，浓差极化影响减小，导电性能提高，使放电容量增加。在一定温度范围内，如5～40℃，其放电容量可通过下式进行换算：
10
Cr
Ce
1k(t25)
式中:
Cr----非基准温度时的放电容量 t ----放电时的环境温度(℃)
k ----温度系数: 放电率≥10小时取0.006/℃
1≤放电率≤10小时取0.008/℃ 放电率
温度与蓄电池放电容量及终止电压关系
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铅酸蓄电池
一、概述
电池是将化学能转变为电能的装置，所以又叫化学电源。
常用的化学电源有原电池和蓄电池。
原电源是把化学能转变为电能的不可逆电池，只能使用一次，所以又称为一次电池。
蓄电池既能把化学能转变为电能供给负载，又能把电能转换为化学能储蓄起来，其转换过程是可逆的，能重复循环多次使用，所以蓄电池又称为二次电池。
蓄电池供电方便、安全可靠，具有稳定的电压和较大的容量。
蓄电池主要由正负极板、电解液和电池槽（容器）等组成。电解液通常是用电离度大的酸或碱的水溶液。以酸性溶液（常用稀硫酸）为电解液的蓄电池，称为酸性蓄电池，以碱性为电解液的蓄电池，称为碱性蓄电池。酸性蓄电池的电极多以铅及其氧化物为材料，所以又称为铅酸蓄电池。铅酸蓄电池视使用场地，又可分为固定型和移动型两大类。铅酸蓄电池价格较低、内阻小，效率高，但维护工作复杂；碱性蓄电池维护容易，寿命长，结构坚固，不易损坏，但价格昂贵。
固定型蓄电池具有大容量，且防酸、隔爆、消氢、耐腐蚀和长寿命。现在已推广使用阀控密封式铅酸蓄电池（VRLA电池）。
下面主要介绍的是目前在电力企业应用最多的铅酸蓄电池。
二、铅酸蓄电池的工作原理
2.1 电极电位和电动势
2.1.1 电极电位
将金属插入含有该种金属离子的溶液中，电极和溶液之间就产生一定的的电位差，称为电极电位。电极电位有标准电极电位和平衡电极电位的区别。一个电池正、负两极间的电压叫端电压。
2.1.2 标准电极电位
标准电极电位——把测量仪器的一端与被测电极相接，而另一极插入溶液时，便构成两种金属与溶液的交界面，这样测得的量是两个电极的相对电极电位，即一个电极相对另一个电极的电极电位。若选择一电极作参考电极，令其电极电位为零，某被测电极和它组成一原电池。若溶液为标准溶液（标准大气压下离子浓度为1摩尔/升），在温度为25℃时测得的电池电动势，便是被测电极的标准电极电位。
下表为不同金属为电极的标准电位。
从表中可看出：Pb2+、2H+、Li+……是氧化态物质， Pb、 H2 、Li……是还原态物质，氧化态物质和还原态物质之间存在下列关系
氧化态+ne还原态
其中n是物质由氧化态变为还原态所得到的电子数。
2.1.3平衡电极电位
将一金属电极插入含有该金属离子的溶液中，则金属表面上的金属离子受到溶液中水分子的作用，金属表面离子，有进入溶液的倾向。金属愈活泼，溶液浓度愈小，这种倾向愈大。同时溶液中的金属离子，也有从溶液中沉积到金属表面的趋向，溶液愈浓，这种倾向愈大。当这两种以相反的方向进行的过程最后达到动态平衡时，如前一种趋向大于后一种趋向，则金属带负电，而溶液带正电，由于异性吸引，在
金属表面的周围，聚集较多的金属离子，形成电双层。由于双层的建立，电极和溶液之间便产生了一定的电位差，这就是电极电位。如果电极处于平衡状态，即电极与溶液中的离子浓度已达到平衡，这时的电极电位称作平衡电极电位。
由于水分子对电极离子的作用，而产生正、负离子的定向性，而溶液中的电荷，绝大部分紧靠电极，称作紧密层，另一些电荷分散在大溶液中，称作分散层。在紧密层的电位变化快，而分散层的电位变化平稳，电双层起于电极，终止于溶液，这一段电位差，即为平衡电极电位。用Eph表示。
平衡电极电位与温度及离子浓度有关，在25℃时，可用“奈斯特方程” 方程表示这一关系，即
式中[氧化态]和[还原态]分别表示氧化态物质和还原态物质的浓度
（1摩/升）；n是氧化态物质转为还原态物质所得的电子数；E表示标准电极电位，即近似等于电极在1摩尔/升同离子溶液中的电极电位。
2.1.2 正极和负极之间的电位之差叫电动势.
2、铅酸蓄电池
铅酸蓄电池是由两组极板插入稀硫酸溶液中构成的。电池在充电后，正极板为二氧化铅（PbO2)，负极板为海绵状铅（Pb）；放电后，在两极板现上都 产生细小而松软的硫酸铅（H2SO4），充电后又恢复为二氧化铅（PbO2)和铅（Pb）。
总的化学反应是可逆的，方程式为
（1）放电
放电过程，如图所示。
负极
负载未通电前，由于金属表面与溶液间双层的建立，使金属具有一定的电极电位。这一过程有两方面反应：一是铅溶解，使Pb2+离子有转入溶液的倾向，当Pb2+离子转入电液后，在电极表面溶液的Pb2+离子便与SO42-结合成为H2SO4而沉积到电极表面，反应式为 Pb Pb2+
+2e
式中的负极有效物质Pb这为PbSO4，铅的化合价从零价升高到正二价，这是氧化反应。二是电极表面溶液中的Pb2+离子，又有向电极夺取电子倾向，其反应式为
PbSO4 Pb2++ SO4
2-
反应中铅的化合价从正二价降为零价，故为还原反应。
电池静置时电极的氧化反应和还原反应速度相等，两者处于平衡状态，使电极在电双层作用下，有固定的电极电位。
当接通外部电路时，由于负极电位低于正极，使电子不断地从负极经负载流到正极，破坏了电极反应的动态平衡。此时氧化速度远大于还原速度，忽略还原反应，负极反应为
Pb+SO42-PbSO4+2e
在电路中，由于电子的定向移动而产生了电流。电流的产生是由于有效物质铅不断溶解，释放电子的结果，即化学以有转变为电能。
正极：电极活性物质是二氧化铅，它是氧化-还原电极。电池静置时，由于双层的建立，它具有较高的电极电位。
上式说明，电池放电是化学能变换电能的过程。正极有效物质从二氧化铅变为硫酸铅，负极有效物质从铅变为硫酸铅，电解液中硫酸分子不断，水分子相应增加，电解液变稀，比重下降。
（2）充电
充电过程：将整流器输出端正、负极分别与电池下负极相连，如下图即组成了电池的充电电路。
在电路中，电流从整流器正端流出，至电池正极，再经电解液、电池负极，而回到整流器负端，电子在外电路作定向运动，而离子在
电解液中作定向运动。整流器的作用是把电子从电位高的正极送回到电位低的负极。
充电过程的电化反应与能量转换时情况：
负极：由于电子被不断地从正极输送到负极，使负极还原速度远大于氧化速度，因此，硫酸铅不断还原为铅。反应式为
PbSO4+2ePb+SO42-
在充电过程中，由于外电源的作用负极有效物质不断恢复，所以这一过程是电能变换为化学能的过程。
正极：由于外电源的作用，使电子从正极输出，因而电解液中H+离子从正极周围移到负极，SO42-离子则移动到正极周围。这一过程的反应为
PbO2+2e+4H+Pb2++2H2
O
上式表明，二价铅离子从正二价变到正四价，这一过程是氧化反应，同时，也进行着还原反应。但氧化反应速度远大于还原反应速度，还原反应可以忽略不计。另外正极有效物质的恢复，也是因为电源作用的结果，所以也是电能转变化学能的过程。
上式表明，在充电过程中，正、负极上有效物质恢复为二氧化铅和铅；电解液中硫酸分子增多，水分子减少，电解液变浓，比重增加。 蓄电池的电势由两极间的电位差决定，蓄电池电势的大小同蓄电池电极上有效物质的电化学性质和电解液的浓度有关，同电极极板的大小无关，因此，当电极有效物质确定后，铅酸蓄电池的电势主要同电解液尝试决定。铅酸蓄电池的电势也与电解液的温度有关，但影响不大（变化约0.0003V/℃），可以忽略不计。
三、关于阀控铅酸蓄电池的若干问题
1.什么是电池的开路电压？
答：电池在开路状态下的端电压称开路电压。
2. 什么是电池的工作电压？
答：电池接通负荷后在放电过程中显示的电压称为工作电压，又称负荷电压或放电电压。
3. 电池容量常用什么符号表示？单位是什么？
答：电池容量常用符号为“C”表示，单位为“Ah”。
4. “C10”表示什么意思？
答：C10表示电池的10小时率放电容量。
5. “I10”表示什么意思？
答：I10表示电池10小时率放电电流。
6. “C10”和“I10”如何换算？
答：I10=C10/10（A）
7. 什么叫放电深度？放电深度为20%表示什么意思？
答：电池放电时放出所有容量的程度，一般用百分数表示。20%表示电池只放出所有容量的20%即停止放电，此时电池还剩有80%的容量。
8. GFM中G、F、M各代表什么意思？
答：G—固定用、F—阀控式、M—密封
9. 组成一个48V系统至少需要几只单体电池？这些单体电池采用什么方式连接？
答：至少需要24只单体电池；采用串联方式连接。
10. 蓄电池的工作原理是什么？
答：充电时通过电化学反应将电能转化为化学能在电池内部储存起来，放电时通过电化学反应将化学能转化为电能供给外系统。
11. 铅酸电池的正极活性物质、负极活性物质和电解液分别是什么？ 答：正极活性物质为二氧化铅；负极活性物质为铅；电解液为稀硫酸溶液。
12. 写出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。 答：正极：
PbSO4+2H2O PbO2+H2SO4+2H++2e(箭头上充下放) 副反应 H2O → 2H++1/2O2
负极：
PbSO4 + 2H++2e Pb+ H2SO4(箭头上充下放) 副反应 2H++2e → 1/2H2
13. 蓄电池自放电现象产生原因？
答：内部少量杂质，构成对电极，进行自放电。
14. 蓄电池连接条压降要求？
答：通信系统小于10mv，电力小于8mv。
15. 蓄电池储存地有何要求？
答：要求通风设施良好、干燥（最好装空调），保持环境温度在25℃左右；地面承受能力要强。
16. 电池组短路有何危险？
答：烧坏电池
17. 电池组压差大有何解决方法？
答：解决方法有
（1）均衡充电
（2）充放循环
（3）开阀24小时
（4）使用时间延长观察
18. VRLA放电深度和循环寿命是何关系？
答：放电深度越深循环寿命越短。
19. 大电流充、放电对电池有何影响？
答：失水、极板易弯曲、活性物质脱落会导致早期容量损失。
20. 阀控密封电池在使用过程中有哪些常见故障？
答：短路、漏液、反极、极板硫酸化、极板弯曲和腐蚀断裂、活性物质脱落、容量损失、电压异常、循环寿命短。
21. GFM电池在电信部门的全浮充工作制中，主要起哪两个作用？ 答：主要起两个方面的作用：
1） 当市电中断或整流器设备发生故障时，电池组担负起对负载单独供电的任务，以确保通信不中断。
2） 起平滑滤波的作用。电池组与电容器一样具有充放电作用，因而对交流成分具有旁路作用，这样送至负载的脉动成分进一步降低，
从而保证了负载设备对电压的要求。
22. 对容量检测时发现的容量不足的电池组应作如何处理？
答：应对整组电池做均充处理，即均充18~24小时。
23. 电池的电导和电阻有何关系？
答：电导（单位西门子）是电阻（单位欧姆）的倒数。
24. 目前仅通过测量GFM电池单体的电导值，能否准确知道所测电池的容量？
答：由于影响电池电导的因素太多，电导值还不能定量反映电池容量的大小。
25. 在日常维护工作中，电导测试仪最有效的用途是什么？
答：目前电导测试仪最有效的用途是用于在同一电池组中对故障电池的判断。
26. GFM电池在哪些情况下应进行充电？
答：遇到下列情况时应对电池进行充电：
1） 浮充电压有两只以上小于2.18V；
2） 放电时放出5%容量以上；
3） 搁置不用时间超过3个月。
27.随环境温度升高，浮充电压应调高还是调低？调整幅度为多少？ 答：调低；调整幅度为：温度每升高1℃，浮充电压调低3mv/个。反之则调高3mv/个。
28.日常维护中，如果电池室无空调，如何处理浮充电压随温度的变化问题？
答：如果充电机有温度补偿功能，则充电机能自动的按照设定的温度补偿系数随温度的升高而调整浮充电压；反之需人工调整浮充电压。
29.在25℃环境温度下，24V系统和48V系统的浮充总电压分别为多少？
答：24V为27V ；48V为54V
30.为了保证电池长寿命，电池室应具备哪些条件？
答：应具备环境温度控制在5—30℃，同时要求室内具有良好的通风，便于空气流通散热，如果温度过高，建议安装空调设备。
31.电池浮充运行时，落后电池如何判断？
答：落后电池在放电时端电压低，因此落后电池应在放电状态下测量，如果端电压在连续三次放电循环中测量均是最低的，就可判为该组中的落后电池，有落后电池就应对电池组均衡充电。
例如，对于在浮充状态的电池，如果浮充电压低于2.18V应予以引起重视。
32.电池放电后，一般要多少时间才能充足电？
答：放电后的蓄电池充足电时间所需时间，随放出容量及初始充电电流不同而变化。如电池经10h率放电，放电深度100%的蓄电池，蓄电池通过“恒压限流”和“恒流限压”充电24小时后，充入电量可达100%以上。
33.电池在长期浮充运行中，电池电压不均有那些原因？
答：目前VRLA电池存在着浮充电压不均匀的现象，这是由生产电池的各个环节中所用配件和材料的质量、数量以及含量的误差累积所致，特别是VRLA电池采用了贫液式设计，误差将影响到电池内部的硫酸饱和度，这直接影响电池浮充时氧气的再化合，从而使浮充时电池的过电位不同，电池的浮充电压也就不一样。但VRLA电池经过一定时间的浮充运行后，浮充电压将趋于均匀。因为硫酸饱和度高的电池氧气复合效率差，使饱和度略微下降，电池的浮充电压也就越均匀。
另电池串联的连接条压降大；极柱与连接条接触不良；新电池在运行三~六个月内均有可能存在不均匀现象。
故可以采取拧紧螺栓或调整电池硫酸饱和度来调整浮充电压均匀性能。
34. 蓄电池在通信电源系统中的作用有哪些？
(1) 荷电待用
通信设备要求不间断供电，当交流中断，蓄电池是支持通信系统工作的唯一后备电源。在市电正常时，整流器投入工作，其输出电流可满足全局忙时最大负荷电流的需要（包括对蓄电池的充电）。在市电异常时，则由蓄电池单独供电，其输出电流应满足通信设备忙时最大耗电量，其输出电压应满足通信设备对基础电源的电压范围要求。其供电时间依据市电类别决定。
用于荷电待用的蓄电池，其放电速率较慢，放电时间长，因此均采用固定型大容量铅酸蓄电池。
(2) 平滑滤波
蓄电池在浮充工作期间，由整流器补足每昼夜自放电损失的电量，或者履行充电手续而荷满电量。
在晶闸管整流器或高频开关整流器的输出电压中，仍存在着经过滤
波器作用而未消除的纹波及多种谐波电压，由于蓄电池对低频谐波电压呈现极小内阻，仅为数十毫欧，而与之并联的负载内阻远大于电池内阻。所以蓄电池对整流器输出纹波电压具有旁路功能，即平滑滤波作用，故在市电正常情况下，让蓄电池不脱离供电系统的措施有利于提高供电质量。
35.蓄电池组中有部分老化电池，对组蓄电池容量有什么影响？ 答：整组电池充电的特性是，如电池组内有一个或几个内阻变大的老化电池，其容量必然变小，充电器给电池组充电时，老化电池因容量小，将很快充满。充电器会误以为整组电池已充满而转为浮充状态，以恒定电压和小电流给电池组充电，其余状态良好的电池不能充满。电池组将以老电池的容量为标准进行充放电，经多次浮充--放电--均充--放电--浮充的恶习性循环，容量不断下降，电池组后备时间缩短。结论，如不定时检测，找出老化电池给予调整，电池组的容量将变小，电池寿命缩短，影响系统的高效安全运行。
36．温度与电池寿命有什么影响？
答：温度与电池寿命的影响：由于阀控密封铅酸蓄电池本身散热条件比较差，热量积累的增加引起恶性循环易造成热失控。当环境温度超过25℃时，温度每升高10℃，使用寿命将减少一半，所以当环境温度在非25℃时，温度每降低一度浮充电压应增加3mv/只，以防出现亏电现象，温度每升高一度，浮充电压应降低3mv/只，防止过充电现象。采取这些措施可以适当延长电池的寿命。 寿命和环境温度的关系：
t25＝tT×2（T－25）/10
其中： T为电池在实际运行时的环境温度；
tT为在环境温度为T时，电池的设计寿命； t25为在环境温度为25℃时，电池的设计寿命；
以上公式在10—40℃范围内有效。
譬如，电池在35℃下长期运行，如25℃下电池设计寿命为10年，实际寿命则只有5年，若长期在15℃下运行，电池寿命则有20年。
37．温度与电池容量有什么关系？
答：温度与电池容量关系 蓄电池的额定容量根据国家标准是指在基准温度下10小时放电率的容量，放电终止电压不低于1.80V。在环境温度-40～40℃范围内，蓄电池的放电容量随温度升高而升高，因为在较高温度条件下放电，电解液粘度下降，浓差极化影响减小，导电性能提高，使放电容量增加。在一定温度范围内，如5～40℃，其放电容量可通过下式进行换算：
10
Cr
Ce
1k(t25)
式中:
Cr----非基准温度时的放电容量 t ----放电时的环境温度(℃)
k ----温度系数: 放电率≥10小时取0.006/℃
1≤放电率≤10小时取0.008/℃ 放电率
温度与蓄电池放电容量及终止电压关系
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