详细介绍蓄电池及蓄电池使用事项

一、蓄电池的类型

        车用蓄电池常用铅酸蓄电池，因其内部添加的可流动的电解液（稀硫酸），又称富液式蓄电池。其有标准型和免维护型。常见的标准型蓄电池需要定期维护，主要是补充蒸馏水（不是电解液或纯净水）。而免维护蓄电池因其内部设计可以将蒸发的蒸馏水冷凝后重新流回蓄电池，因此可以不用补充蒸馏水。

        除此以外，还有其它几种蓄电池类型。比如AGM，其内部正负极板之间使用玻璃纤维毡吸附电解液，因此电解液不能流动，也是免维护的一种。而GEL，凝胶蓄电池，是目前沃尔沃双能源系统使用的蓄电池，极板之间的电解液类似于果冻样的膏状物，因此也不会流动，也属于免维护蓄电池。

        在蓄电池分析仪上我们可能还看到了SPIRAL类型的蓄电池，这种电池的结构和我们常见的方型不同，它的极板是呈圆柱形螺旋排列的，类似干电池的形状，也是AGM的一种。

        一块12伏的蓄电池，其内部由6个单格电池串联而成，每个单格电池的电压为2.12伏。负极柱上通常标有出厂充电日期。（如34/15，表示2015年第34周）。

 二、蓄电池的充放电

        蓄电池的充放电过程是化学能和电能相互转换的过程。

        蓄电池的正极板是氧化铅，负极板是纯铅，电解液为稀硫酸（2/3的水和1/3的硫酸）。

        放电时，电解液（稀硫酸）中的氧化硫和正负极板上的铅反应生成硫酸铅，而电解液则因失去氧化硫而变成水，密度随之降低。随着放电过程的进行，电解液和极板中可反应的硫酸和铅的量减少，电量也随之降低，直至完全不再反应，即电量耗尽。

        充电过程与之相反，是一个还原过程。充电时，水被电解产生的氧将极板上的硫酸铅还原成氧化铅和纯铅，还原的氧化硫进入水中，形成硫酸，密度因此升高。随着充电过程的进行，被还原的铅越来越多，最后被全部还原，则意味着蓄电池充满电。

        因此，通过以上蓄电池充放电的原理，我们可以通过测量蓄电的电压和电解液密度来判断蓄电池的充电状况。

        一块未充电的蓄电池，电解液密度为1.12g/cm³，即端电压为11.75V。而完全充满电的蓄电池，其端电压为12.72伏。电解液密度为1.28 g/cm³。

密度和电压之间的关系，可以用以下等式计算：

电解液密度（g/cm³） + 0.84 = 单格电池电压（V）

因此，充满电的蓄电池电压为：

充电100% = (1.28 g/cm³+ 0.84) x 6个电池单元 = 12.72 V。

        以上密度是在温度为+25摄氏度时的情况。实际上，电解液的密度随环境温度的上升而下降，当环境温度高于30度时，其密度分别变成1.24 g/cm³ 和1.08 g/cm³ 。相应的蓄电池端电压为12.48 V和11.55 V。

三、蓄电池的容量和冷启动电流

        蓄电池的额定容量是在+25摄氏度的实验值，其表示将充满电的蓄电池放电到端电压降到10.5伏时可放电的安时（Ah）数。多以20小时（h）容量表示。即将一块电池以某一固定的电流放电20小时，端电压降到10.5伏时，所得的放电安时数。

例如，170安时的容量，表示以8.5安的电流放电20小时所得的容量。

当然，容量越大，放电时间越长，或者说相同的放电时间下放电电流就大。

        冷启动电流（CCA）是指在-18摄氏度的启动条件下，端电压下降到7.5伏时，蓄电池在10秒内能提供的最大启动电流。该值分两次测量后取总和。数值越大，低温启动能力越强。

四、蓄电池的充电状态SOC和健康状态SOH

        我们通常使用蓄电池的充电状态SOC和蓄电池的健康状态HOC来评估蓄电池的好坏。

        充电状态用%表示，完全充满电的蓄电池，其充电状态SOC为100%。

无论电池容量有多大，当其充满电时，其充电状态均为100%。

        健康状态即意味着蓄电池的可用容量。也是%表示。性能完好的蓄电池，其健康状态为100%，也就表明该蓄电池能够储存其标定的额定值的电量。

        而随着蓄电池的使用，其健康状态会逐渐下降。如果额定容量170Ah的蓄电池，SOH为100%时，能存储170Ah的电量。当其SOH下降到80%时，则只能存储  136Ah（170x0.8）的电量。即便如此，如果充满电，其SOC依然会显示100%。

        而对于一块170Ah，健康状态为75%，充电状态为60%的蓄电池，其容量和可使用的电量是多少了？

其当前的容量只有额定容量的：75% X 60% = 45%。

即，可使用的电量为：170 X 0.45 = 76.5 Ah

五、温度对蓄电池的影响

        我们常说的蓄电池容量，均是表示+25摄氏度时的额定值。而当环境温度下降到-18摄氏度时，蓄电池的容量将下降50%。温度的降低同时会影响蓄电池的充电性能。即低温下更不容易将蓄电池充满电。

        过度放电的蓄电池，因其电解液中水的含量增多，低温下可能结冰。其结冰温度大约在-7摄氏度。结冰的蓄电池不能充电。

        低温对蓄电池容量的影响会随着温度的升高而逐渐降低，因此不会永久损坏蓄电池。当环境温度上升后，其容量会逐步恢复。

        当温度高于+55摄氏度时，电解液的消耗会加快，如果不及时补充，则会造成蓄电池的永久损坏。

六、蓄电池的损坏

        蓄电池属于消耗品。无论保养的多么到位，其最终会老化而需要更换。最常见的不可修复的损坏主要是以下2种。

1、分层。只有富液式蓄电池才有分层现象。长期不充电或过度放电，电解液在蓄电池底部沉积而产生分层现象，只有底部的电解液硫酸浓度较高，因此反应面积减小。这种现象可以通过晃动蓄电池而有所改善。也可以使用增压充电的方法进行中和。

2、硫化。和手机电池一样，经常性的将手机电池放到0再充电，其使用寿命会明显缩短。而对于铅酸蓄电池，过度放电和不及时充电，也会明显缩短其使用寿命。其原因为深度放电后，极板上会形成一层硫酸盐，如果及时过度充电，硫酸盐会被还原而不影响电池寿命，但如果长时间不充电，硫酸盐将形成晶体而附着到极板上，此时无论怎么充电也不能将晶体还原。该晶体的附着使得极板的可用反应面积减少，因此使得电池容量下降。这种现象即为蓄电池的硫化。为避免硫化，应每3周为蓄电池完全充电。

要了解的是，车上的发电机最好的情况下只能将电池充到90%到95%。

        以上是蓄电池常见的内部损坏，其它还包括缺液，漏液，极板变形等，均会造成如上所述的损坏。

七、蓄电池的维护

为最大程度的利用蓄电池，需要对蓄电池进行正确的维护。这些维护包括（不限于）：

1、保持蓄电池清洁。

2、定期检查蓄电池液，并及时补充到正确高度。

3、使用蓄电池分析仪检查蓄电池状况。

4、避免蓄电池高温。

5、避免过度放电和长时间放置。

6、及时充电。

7、至少每3周进行一次补充充电。智能充电机可以实现蓄电池的补充充电，去硫充电等功能。

        以上为正常维护的项目。除此之外，安装蓄电池修复器也可以有效防止蓄电池硫化。