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电池又称化学电源,是能为用电器提供直流电源的装置,化学电源是通过氧化还原的电化学反应,将化学能转化为电能.一次电池是一次性应用的电池,二次电池是可多次反复使用的电池,因此
关键词：铅酸蓄电池充电电路
电池又称化学电源,是能为用电器提供直流电源的装置,化学电源是通过氧化还原的电化学反应,将化学能转化为电能.一次电池是一次性应用的电池,二次电池是可多次反复使用的电池,因此这里的二次实际上是多次的意思.二次电池又称为可充电电池或蓄电池。
相对于零电平或某一基准电平幅值为正的脉冲叫正极性脉冲,简称正脉冲,反之,则为负脉冲.正负脉冲按一定占空比出现的称组合脉冲.二十世纪以来,随着人们对负脉冲的认识的不断提高,负脉冲的应用范围不断扩大,在许多领域都得到了广泛的应用,如:能源、医疗、勘探、等。下面以铅酸蓄电池和锂离子电池为例，介绍一下组合脉冲修复机和组合脉冲充电器对蓄电池的维护与修复原理:
基础部分
一、 铅酸蓄电池
铅酸蓄电池是蓄电池的一种.以其低廉的价格, 良好的高倍率放电性能,应用非常广泛,如汽车、摩托车、火车、轮船、通信以及UPS等均需运用.铅酸蓄电池主要由正极板、负极板、电解液、容器、极柱、隔膜、可导电的物质等组成。(一) 正极板(正极活性物质)
正极板活性物质的主要成分是二氧化铅.具有较强的氧化性,放电时,与硫酸发生反应生成硫酸铅,并吸收电子,二氧化铅有两种类型晶格,一种是α—Pb02 另一种是β—Pb02.这两种二氧化铅活性物质差别很大,它们在正极板所起的作用也不相同.?—Pb02 给出的容量是α—PbO2 的1.5~~~3倍.而α—Pb02具有较好的机械强度,它的存在,正极板活性物质不宜软化脱落,只有α—Pb02 和βα—PbO2 的比例达到0.8时,铅蓄电池会表现出良好的性能 .
正极活性物质在放电状态下,与电解质硫酸发生反应生成硫酸铅与水.其反应式如下:Pb02+3H++HSO4+2e==PbSO4+2H2O 充电时,在外线路的作用下转化为ρbO2与H2SO4放电时,二氧化铅的ρb4+接受了负极送来的电子形成ρb+2与溶液中的硫酸根离子结合生成ρbSO4 .当硫酸铅达到一定量时,变成沉淀物附着在极板上.充电时硫酸铅中的铅离子 的电子被外线路带走转化为 二氧化铅.将水中 氢离子留在溶液中.氧离子与铅离子结合生成二氧化铅进入晶格,形成正极活性物质.
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(二)负极板(负极活性物质)
在铅酸蓄电池里,为了供负极活性物质充分与电解液发生反应,故将铅制成多孔海棉状,又称为海绵铅,在放电时,铅给出外线路电子形成 Pb+2 与溶液的硫酸根 结合生成硫酸铅,充电时,部分PbSO4首先溶解成Pb2+与SO4.Pb+2接受电子还原成铅进入负极活性物质晶格。
( 三)电解液
硫酸是铅酸蓄电池电解液中的重要原材料之一,市场上浓硫酸一般分为两种:一种是工业用浓硫酸,纯度较低,不适用于铅酸蓄电池;另一种为纯度较高的分析纯,较适合于铅酸蓄电池,硫酸的分子量为98,浓硫酸中硫酸含量为98%是无色透明油状液体,具有很强的吸水性和腐蚀性,与水结合后,可放出大量的热.所以在电解液配制过程中,一定要注意防护,以免出现危险,配制时,千万不要把水加入浓硫酸中,而是将浓硫酸缓慢加入水中。铅酸蓄电池电解液配制过程中,对水的要求较高,水中含杂质的多少,直接影响电池的质量.铅蓄电池用水外观是无色透明的,残渣含量应小于0.01%.一般检验水的标准用电阻率(Ωcm)或电导率来表示,比较简单的方法是:采用电阻率测量法:用数字式万用表将档位拨至20MΩ处,将万用表两只表笔相距1厘米,测出水的电阻阻值在5——10MΩ即可。
(四) 隔板
隔板也是铅蓄电池主要组成部分之一,其质量对电池影响很大,隔板的主要功能是防止电池正负极板短路,蓄电池中,对隔板的要求是:采用多孔质隔板,允许电解液自由扩散和离子迁移,要有比较小的电阻,隔板孔径要小.空隙总面积要大,要防止脱落的活性物质 到达对方的极板. 因此, 隔板的孔径要小, 孔数要多。
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铅酸蓄电池的历史发展情况
铅酸蓄电池是发展历史最为悠久的二次电池，是世界上第一个商业化应用的可再充电池，自 1859 年法国物理学家 Gaston Plante（普兰特）发明以来，已经历了 150多年的发展历程。
内容选自产业信息网发布的《2014-2019年中国铅酸蓄电池产业深度调研及投资前景分析报告》
铅酸蓄电池已经发展成为世界上产量最大的电池产品，生产量占电池行业总量的 50%，占充电电池的 70%，即便是欧美日等世界上最发达的国家和地区，至今也仍大量生产和使用铅酸蓄电池。
铅酸蓄电池 150 年的历史中，技术进展是其能够持续发展的动力，其大致经历了以下三个阶段的发展：
①开口式（富液式）蓄电池
最早的开口式铅酸蓄电池，内部有流动的电解液，充电、放电时会析出气体和酸雾，内部硫酸溶液在使用运输过程容易溢出，污染环境，对使用者有一定的危险性，如酸液腐蚀衣服。灼伤皮肤，损毁设备等，而且由于充电时失水，电池需经常加水维护（频繁时一个月一次），使用不便。
②富液式免维护蓄电池
二十世纪七十年代，出现了富液式免维护蓄电池，采用铅钙合金，水分解的速度减小，在一定程度上解决了电池充电失水问题，蓄电池在 3-5 年的使用期限内，不需补加水，但蓄电池需要直立安装，充电时仍有少量气体和酸雾溢出，主要应用于汽车等车辆启动。
③阀控密封免维护蓄电池
1971年，美国 Gates 公司发明了吸液式超细玻璃棉隔板（Absorbent Glass Mat）技术，即阀控式蓄电池（VRLA）的 AGM 技术。该技术从实践上解决了电池内部氧气的复合循坏问题，使铅酸蓄电池实现了 100 多年来的密封、不漏液的梦想，结束了铅蓄电池开口的时代，开创了铅蓄电池发展历史上的一个新的里程碑。阀控式密封免维护蓄电池，利用吸附式 AGM 隔板和气体再化合原理，充电过程产生的氧气，可以在电池内部再化合为水，且采用密封结构，解决了电池漏酸、腐蚀、维护问题，电池性能大大提高。
我国从九十年代开始研制和生产阀控式密封免维护蓄电池。阀控密封蓄电池可以任意位置安装，由于没有酸雾溢出，不污染环境，蓄电池可以与电子元器件安装在一起，不需要单独的电池房间。另外，蓄电池寿命可长达20 年。阀控密封蓄电池的另一种结构是利用二氧化硅与稀硫酸形成凝胶电解液，使电解液成不流动状态，达到与 AGM 同样的效果，即胶体电池。
目前开口式铅酸蓄电池由于环保和安全性问题，已被列为淘汰类产品。
（2）铅酸蓄电池主要用途
经过 150 余年的发展，铅酸蓄电池在理论研究方面，在产品种类及品种、产品电气性能等方面都得到了长足的进步，不论是在交通、通信、电力、军事还是在航海、航空各个经济领域，都起到了不可缺少的重要作用。
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UPS简介及其功能
UPS( Uninterruptible Power System )，即不间断电源，是一种含有储能装置，以逆变器为主要组成部分的恒压恒频的不间断电源。主要用于给单台计算机、计算机网络系统或其它电力电子设备提供不间断的电力供应。当市电输入正常时，UPS 将市电稳压后供应给负载使用，此时的UPS就是一台交流市电稳压器，同时它还向机内电池充电；当市电中断( 事故停电 )时, UPS 立即将机内电池的电能,通过逆变转换的方法向负载继续供应220V交流电，使负载维持正常工作并保护负载软、硬件不受损坏。
UPS作为保护性的电源设备，它的性能参数具有重要意义，应是我们选购时的考虑重点。市电电压输入范围宽，则表明对市电的利用能力强（减少电池放电）。输出电压、频率范围小，则表明对市电调整能力强，输出稳定。波形畸变率用以衡量输出电压波形的稳定性,而电压稳定度则说明当UPS突然由零负载加到满负载时，输出电压的稳定性。
还有UPS效率、功率因数、转换时间等都是表征UPS性能的重要参数，决定了对负载的保护能力和对市电的利用率。性能越好，保护能力也越强，总的来说，离线式UPS对负载的保护最差，在线互动式略优之，在线式则几乎可以解决所有的常见电力问题。当然成本也随着性能的增强而上升。因此用户在选购UPS时，应根据负载对电力的要求程度及负载的重要性不同,而选取不同类型的UPS。
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