POWER-SONIC铅酸电池的工作原理是什么

铅酸电池的栅架由铅合金制成。纯铅过于柔软，无法支撑自身，因此会增加少量其他金属以获得机械强度并改善电功用。最常见的增加剂是锑、钙、锡和硒。这类电池一般被称为“铅锑”和“铅钙”。

增加锑和锡能改善深循环功用，但这会增加耗水量并加剧对均衡充电的需求。钙能下降自放电，但正极铅钙板在过充时会因栅格氧化而发生胀大的副作用。现代铅酸电池还使用硒、镉、锡和砷等掺杂剂来下降锑和钙的含量。

铅酸电池分量大，且在深度循环放电时的经用性不如镍基和锂基体系。彻底放电会对电池形成压力，每次充放电循环都会永久性地损耗电池的一小部分容量。当电池处于杰出工作状况时，这种损耗很小，但一旦功用下降到额外容量的一半，损耗就会加快。这种损耗特性适用于各种程度的各类电池。

依据放电深度，用于深循环使用的铅酸电池可供给200至300次充放电循环。其相对较短的循环寿数的主要原因是正极栅格腐蚀、活性物质耗尽以及正极板胀大。这种老化现象在高温运转环境和大电流放电时会加快。拜见BU-804：怎么延长铅酸电池寿数)

铅酸电池的充电过程简略，但有必要恪守正确的电压约束。挑选较低的电压约束能够维护电池，但这会导致功用较差，并在负极板上形成硫酸盐化。较高的电压约束能够进步功用，但会在正极板上形成栅格腐蚀。尽管硫酸盐化假如及时处理能够逆转，但腐蚀是永久性的。拜见BU-403：铅酸电池充电)

铅酸电池不合适快速充电，大多数类型的电池充满电需求14至16小时。电池有必要始终在满电状况下储存。电量缺乏会导致硫化，这种状况会下降电池功用。在负极增加碳能够减少这一问题，但这会下降比能量。（拜见BU-202：新型铅酸体系)

铅酸电池的使用寿数适中，但不像镍基电池那样存在记忆效应，且在可充电电池中具有最佳的电量坚持才能。尽管镍镉电池在三个月内会损践约40%的储存能量，但铅酸电池在一年内才会损失同样多的能量。铅酸电池在低温环境下表现杰出，在零度以下的条件下运转时优于锂离子电池。依据德国亚琛工业大学（2018年）的数据，富液式铅酸电池的本钱约为每千瓦时150美元，是电池中本钱最低的之一。

密封铅酸

第一款密封式（或免维护）铅酸电池于20世纪70年代中期面世。工程师们认为，“密封铅酸”这一术语存在误导性，由于没有哪种铅酸电池能够完成彻底密封。为了控制在高负荷充电和快速放电时的排气，人们增加了阀门，当压力升高时会开释气体。该规划并未将极板浸没在液体中，而是将电解液浸渍在湿润的隔板中，这与镍基和锂基体系的结构类似。这使得电池能够在任何物理方向上运转而不发生泄漏。

密封电池中的电解液比富液型电池少，因此被称为“贫液式”。密封铅酸电池最显著的优势之一是能够将氧气和氢气结合生成水，从而避免在充放电循环过程中呈现干枯。这种结合反应发生在约0.14巴（2psi）的中等压力下。当气体积聚增加时，阀门会起到安全排气的作用。应避免重复排气，由于这最终会导致电池干枯。依据德国亚琛工业大学（RWTH，2018年）的数据，VRLA电池的本钱约为每千瓦时260美元。

几种密封铅酸电池类型现已呈现，其中最常见的是凝胶，也称为阀控式铅酸(VRLA)，以及吸液玻璃纤维隔板(AGM)。这种电池包含一种硅胶状凝胶，将电解液悬浮在糊状物中。容量高达30Ah的小型电池一般被称为SLA（密封铅酸电池）。这些电池封装在塑料容器中，用于小型UPS、应急照明和轮椅。由于价格低价、功用牢靠且维护简略，SLA仍是医院和养老院医疗保健范畴的首选。较大的VRLA则用作蜂窝信号中继塔、互联网枢纽、银行、医院、机场等场所的电力备用电源。

AGM将电解液悬浮在特制的玻璃纤维隔板中。这为铅酸体系带来了诸多优势，包含充电速度更快，以及能够按需供给瞬时大电流。AGM 最合适作为中等容量电池，容量范围为 30 至 100Ah，不太合适用于大型体系，例如 UPS。典型使用包含摩托车发动电池、微混动轿车的启停功用，以及需求必定循环充放电的船只和房车。 suspends the electrolyte in a specially designed glass mat. This offers several advantages to lead acid systems, including faster charging and instant high load currents on demand. AGM works best as a mid-range battery with capacities of 30 to 100Ah and is less suited for large systems, such as UPS. Typical uses are starter batteries for motorcycles, start-stop function for micro-hybrid cars, as well as marine and RV that need some cycling.

随着使用和老化，AGM电池的容量会逐步衰减；而胶体电池的功用曲线呈圆顶状，在使用寿数的大部分时间里都能坚持高功用，但在寿数末期会忽然下降。AGM电池比富液式电池更贵，但比胶体电池廉价。（胶体电池用于轿车启停功用会过于贵重。）

与富液电池不同，密封铅酸电池的规划具有较低的过电压电位，以避免电池在充电过程中达到发生燃料费的电位。过度充电会导致燃料费发生、排气以及随后的水分流失和干枯。因此，胶体电池以及部分AGM电池无法被充至其最大电位，其充电电压上限有必要设置得低于富液电池。这同样适用于满电状况下的浮充。在充电方面，胶体和AGM电池不能直接替代富液电池。假如没有装备电压设置较低的AGM专用充电器，充电24小时后应断开充电器。这能够避免因浮充电压设置过高而导致的燃料费发生。（拜见BU-403：铅酸电池充电)

VRLA电池的最佳工作温度为25°C（77°F）；温度每超过此阈值8°C（15°F），电池寿数就会减半。（拜见BU-806a：温度和负载怎么影响电池寿数) 铅酸电池的放电率一般以5小时（0.2C）和20小时（0.05C）为标准。电池在缓慢放电时功用最佳；在较慢的放电速率下，其容量读数会显著高于在1C放电速率下的读数然而，铅酸电池能够在仅持续几秒的情况下供给高达数倍C的脉冲电流。这使得铅酸电池非常合适用作发动电池，也被称为起动-照明-焚烧（SLI）电池。高铅含量和硫酸使得铅酸电池对环境不友好。

铅酸电池一般分为三类用处：轿车用（发动或SLI）、动力用（牵引或深循环）以及固定用（不间断电源）。

起动电池

起动电池规划用于在约一秒钟的时间内供给瞬间高功率负载以发动发动机。关于其尺寸而言，该电池能够供给大电流，但无法进行深度循环充放电。起动电池的额外值包含安时（Ah）或备用容量（RS），用于表明储能才能，以及冷发动电流（CCA），用于表明电池在低温下可供给的电流。SAE J537标准规定，在-18°C（0°F）的温度下，以额外CCA电流放电30秒，电池电压不得低于7.2伏。RC反映了以25安培恒定放电时的持续时间（分钟）。（SAE代表轿车工程师学会。）另见BU-902a：怎么测量CCA.

起动电池的内阻极低，这是经过增加极板数量以获得最大表面积来完成的（图1）。极板很薄，铅以海绵状形式涂覆，外观类似细泡沫，进一步扩大了表面积。关于深循环电池而言至关重要的极板厚度，在此并不重要，由于放电时间很短，且电池内行驶过程中会充电；要点在于功率而非容量。