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电动自行车以其绿色环保、经济便捷的特色，成为百姓喜欢的代步工具，对缓解能源危机、疏通城市交通拥堵起到积极作用。然而，充电不便，电动车或电池易丢失，以及每年丢弃的数千万废旧电池，给消费者和环境带来负面影响，于是就带动了一些相关产业的兴起，其中电动车电池的维修和保养就是一个很典型的项目。现在为大家介绍电动车电池修复技术。
相关知识：
1、 电动车电池修复方法：
由于我们没有保养好电瓶车电池，现在电瓶车行程缩减1/2或更少时怎么办？按以下的决窍，自已动手对电池进行修复，保证能让电池恢复如新，多用一年以上。
（1）高压充电，深度放电修复法：（适用于电瓶车行程缩减1/2的电池）A用60V充电器给48V电池充电8小时就可以了。B用灯泡或电炉丝给电池放电到0V,（一点电都没有）,放电时分别单独来放或并联放电。
（2）电池重新配组法：（适用于电瓶车行程缩减1/2以上或起鼓的电池）A选出起鼓的电池，以旧换旧，换来的电池负载电压在11.4V—12.7V,端电压在13.2V左右。B把电瓶车行驶到不能跑,架起电瓶车空转,用万能表分别测量每块电池电压,选出电压最低的电池，以旧换旧，换来的电池负载电压在11.4V—12.7V,端电压在13.2V左右。
（3）以上的操作最好添加小铜匠电池修复液，这样效果显著。
2、电动车电池保养方法：（1）是补加蒸馏水：A电瓶车电池已使用了6个月时。B电瓶车行程开始缩减时。（2）是添加小铜匠纳米碳溶胶电池活化剂: A电瓶车上坡无力,行程缩减1/3时。B电瓶车电池已使用一年左右时。
（3）保持电池的足电状态，每天骑行电动助力车，无论10-15Km，均应补充充电，使电池长期处于“吃饱状态”，而且当天就充电，用完了闲置几天再充，易出现极硫化，容量下降。
（4）禁止亏电存放：蓄电池亏电存放会严重影响使用寿命，如果闲置时间较长，蓄电池损坏也越严重。
（5）电池随用随充：充电时，充电器的指示灯是先红灯后绿灯，灯变绿后应保证浮充2小时，这对抑制电池硫化有好处。
（6）防止电池过充电：电池过充产生大量气体冲刷极板，加速极板上活性物质脱落，使电瓶寿命缩短。电池过充加速失水，导致电解液干涸、电池温度升高，造成热失控，极板膨胀，外壳变形。
相关资料：
电动车二代电池纳米修复技术更具优越性：
随着科技水平的不断进步，更多新技术、新材料不断面世，为电动车电池的修复打下了技术基础。当前相对于传统电池修复法来说最安全、最高效、最环保的修复方法是纳米碳溶胶电池活化剂修复技术。
纳米是一个长度单位，1米的十亿分之一为1纳米。当物质达到纳米级时其物理化学性质便会发生巨大改变。纳米碳颗粒为球状分散体，它具有巨大的比表面积和极高的比表面能，表面选择吸附性强，导电性能优异。由于其体积微小，
纳米碳溶胶是纳米碳材料中的一种，将其添加到铅酸蓄电池中，纳米碳微粒便会均匀的吸附在极板表面形成保护膜固化极板，使不可逆硫酸盐结晶崩解，防止电池失水，极板活性物质软化脱落，极板硫化、极化、铅枝晶化及单格落后等一系列导致电池性能降低的情况的发生，达到降低电池内阻，提高铅酸蓄电池活性物质利用率和电池能量密度的目的。
纳米碳溶胶电池活化剂修复技术还是一种节能环保的电池修复技术。相对于传统的物理修复法和化学修复法，纳米碳溶胶电池活化剂修复技术不需要进行充放电，不需要添加化学电解液，是一种零耗能，无污染的电池修复方法。纳米碳溶胶电池活化剂修复技术操作简便，修复后活性物质稳定牢固不易脱落，修复效果好。更重要的是此法不需要添加化学试剂，不会对环境造成污染，保证了操作者的人身健康。
纳米碳溶胶电池活化剂修复技术对电池修复行业产生了不小的影响。由于这种技术种种不可取代的优点，消费者更愿意将电池以这种方法进行修复，因此纳米碳溶胶电池活化剂修复技术在行业中更具竞争力和推广力。目前专业的电池修复门店已经普遍采用此种方法。
湖北鄂州的谈先生亲自带着电池多方考察之后，于2006年7月从北京华洋科能公司购回电池修设备。开张后才知道，许多电池根本就没法修复，但不修又不能确定，常常白费劲；更要命的是，许多电池，能修复，但得一连花上三四天，而一台仪器只能同时修复一组电池，效率也非常低。每修复一组收费80元左右，运气好的时候，一个月能修十来二十组，可以收入千元左右。除去房租、电费等开支，所剩无几。而仅购买设备，就花了将近1万元。对目前的项目，谈先生是取舍两难。
详细了解：让你深入了解电池修复技术 如何进行废旧电池修复加盟
项目名称：废旧电池修复
标志性口号：“节能环保掀起新一轮财富风暴”，“废旧电池起死回生，抢占100亿商机”。
项目广告：
所谓废旧电池多指“铅酸蓄电池”，它广泛应用于民用电动自行车、摩托车、汽车及通信、航天等领域。由于其寿命有限，加上受到气温等外部环境影响，其正常寿命更加缩短，所以每年都有大量的废旧电池产生。如何处理这些废旧电池，甚至变废为宝，是官方机构、民间研究人员及不少渴望从中“淘金”的厂商的重大课题。
最近，国内不少厂商和所谓的“研究所”都宣称自己在技术领域取得重大突破：“获国家发明专利”；“电池修复率达到80%，甚至95%”；可“循环修复、反复使用，使电池寿命延长3~5倍”；“修复一组电池收费100元，而成本只需几元钱，一天至少修复10组，每月纯赚3万元不难”等等，类似的描述频频出现在各类致富类报刊和电视节目的新闻报道和广告中，一时间，招商加盟广告漫天飞。
项目点评：
废旧电池修复项目真的可行吗？真有那么赚钱吗？本刊记者专门请教了中国电化学领域的专家，浙江大学的张鉴清教授和复旦大学的柳厚田教授，并对经营该项目的创业者进行了采访。综合专家观点和经营者操作情况，废旧电池修复项目存在以下问题。
1.技术不新。
铅酸蓄电池修复技术曾用于二战时期德国军队的装甲车和坦克，后被美国引进。在上世纪70年代末、80年代初，该技术进入中国。其基本原理就是向蓄电池中注入酸液，溶解或者说“活化”已经晶体化的硫化物，使其导电功能恢复。目前市场上形形色色的修复仪、活化仪、修复剂，其基本原理是相同的。
2.效果没那么神奇。
电池损坏有多种可能，如变形、短路、漏液和电池极板老化等等。而目前能修复的，仅限于电池极板老化——硫化，其他类型的损坏，通过所谓的修复仪等无法修复。修复程度上，一般来讲，可延长电池寿命1~6个月。所谓“100%修复”、“延长电池寿命3~5倍”，可“循环修复、反复使用”，纯属虚假
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铅酸蓄电池基础介绍：
化学电源的发展
化学电源，是一种将化学能转化为电能的装臵，自1859年普兰特（R,G,Plante）试制成功铅酸电池，1868年法国勒克朗谢（G,lechance）制成锌锰干电池以来，化学电源经历了100多年的发展历史，现已形成独立完整的科技与工业体系，全世界已有1000多种不同系列和型号规格的电池产品。化学电源已成为人民生活中应用极为广泛的方便能源。今天，人造卫星、宇宙飞船、火车、汽车、潜艇、鱼雷、军用导弹、火箭、飞机，哪一样都离不开电源技术的发展。电源技术的进步，大大加速了现代移动通信、家用电器乃至儿童玩具的发展速度。随着高新技术的发展和为了保护人类生存的环境，对新型化学电源又提出了更高的要求。可以预言：产量大、价格低、应用范围广的锌---锰电池，铅酸蓄电池仍将占有世界上电池的大部分市场，并且近年来市场保持10%的增长,而性能优越的锂离子电池，金属氢化物--镍电池，可充无汞碱性锌--锰电池，燃料电池将是21世纪最受欢迎的绿色电池并挤占电池市场。随着人民生活水平的提高和电池技术的发展，以电池为能源的电动自行车将代替摩托车,电动汽车将逐步取代燃油汽车，新型化学电源的时代已经到来。
铅酸蓄电池的发展历史
蓄电池是1859年由普兰特（Plante）发明的，至今已有一百多年的历史。铅酸蓄电池自发明后，在化学电源中一直占有绝对优势。这是因为其价格低廉、原材料易于获得，使用上有充分的可靠性，适用于大电流放电及广泛的环境温度范围等优点。
到20世纪初，铅酸蓄电池历经了许多重大的改进，提高了能量密度、循环寿命、高倍率放电等性能。然而，开口式铅酸蓄电池有两个主要缺点：①充电末期水会分解为氢、氧气体析出，需经常加酸、加水，维护工作繁重；②气体溢出时携带酸雾，腐蚀周围设备，并污染环境，限制了电池的应用。近二十年来，为了解决以上的两个问题，世界各国竞相开发密封铅酸蓄电池，希望实现电池的密封，获得干净的绿色能源。
1912年Thomas Edison发表专利，提出在单体电池的上部空间使用铂丝，在有电流通过时，铂被加热，成为氢、氧化合的催化剂，使析出的H2与O2重新化合，返回电解液中。但该专利未能付诸实现：①铂催化剂很快失效；②气体不是按氢2氧1的化学计量数析出，电池内部合仍有气体发生；③存在爆炸的危险。
60年代，美国Gates公司发明铅钙合金，引起了密封铅酸蓄电池开发热，世界各大电池公司投入大量人力物力进行开发。
1969年，美国登月计划实施，密封阀控铅酸蓄电池和镉镍电池被列入月球车用动力电源，最后镉镍电池被采用，但密封铅酸蓄电池技术从此得到发展。
1969-1970年，美国EC公司制造了大约350，000只小型密封铅酸蓄电池，该电池采用玻璃纤维棉隔板，贫液式系统，这是最早的商业用阀控式铅酸蓄电池，但当时尚未认识到其氧再化合原理。
1975年，Gates Rutter公司在经过许多年努力并付出高昂代价的情况下，获得了一项D型密封铅酸蓄电池的发明专利，成为今天VRLA的电池原型。
1979年，GNB公司在购买Gates公司的专利后，又发明了MFX正板栅专利合金，开始大规模宣传并生产大容量吸液式密封免维护铅酸蓄电池。
1984年，VRAL电池在美国和欧洲得到小范围应用。
1987年，随着电信业的飞速发展，VRLA电池在电信部门得到迅速推广使用。
1991年，英国电信部门对正在使用的VRLA电池进行了检查和测试，发现VRLA电池并不象厂商宣传的那样，电池出现了热失控、燃烧和早期容量失效等现象，这引起了电池工业界的广泛讨论，并对VRLA电池的发展前途、容量监测技术、热失控和可靠性表示了疑问，此时，VRLA电池市场占有率还不到富液式电池的50％，原来提到的“密封免维护铅酸电池”名称正式被“VRLA电池”取代，原因是VRLA电池是一种还需要管理的电池，采用“免维护”容易引起误解。
1992年，针对1991年提出的问题，电池专家和生产厂家的技术员纷纷发表文章提出对策和看法，其中Dr Darid Feder提出利用测电导的方法对VRLA电池进行监测。I.c.Bearinger从技术方面评述VRLA电池的先进性。这此文章对VRLA电池的发展和推广应用起了很大的促进作用。
1992年，世界上VRLA电池用量在欧洲和美洲都大幅度增加，在亚洲国家电信部门提倡全部采用VRLA电池；1996年VRLA电池基本取代传统的富液式电池，VRLA电池已经得到了广大用户的认可。
（二）化学电源的分类
一、一次化学电源
一次电池生产历史最久，产量最大，应用最广，这种电池不能用简单方法再生，不能充电，用后废弃。
二、镉-镍电池
镉--镍电池是1899年瑞典尤格尔（W,Jungner）发明的，可满足大功率放电的要求，用于导弹，火箭及人造卫星的能源系统。镉--镍电池的最大特点：循环寿命长：可达2000—4000次，电池结构紧凑，牢固，耐冲击性，耐振动，自放电较小，性能稳定可靠，可大电流放电，使用温度范围宽（-40～+40℃），缺点：电流效率，能量效率，活性物质利用率较低，价格较贵。
三、氢-镍电池
高压氢--镍电池是20世纪70年代补由美国的M.Klein和J,F,Sfockel首先研制，具有较高的比能量，寿命长，耐过充过放，反极以及可以通过氢压来指示荷电状态等优点。其缺点：1.容器需要耐高氢压，一般充电后氢压达3-5Mpa，这就需要用较重耐压容器，降低了电池的体积比能量及质量比能量；2.自放电较大；3.不能漏气，否则电池容量减小，并且容易发生爆炸事故；4.成本高；5.体积比能量低。目前研制的高压氢--镍电池主要是应用于空间技术,目前由深圳一家公司展出的镍—氢电池用在电动车上续行里程已经达到100公里,显示出较好的发展前景.
三、锂电池
锂电池是用金属锂作负极活性物质的电池的总称。以锂为负极组成的电池具有比能量大，电池电压高的电性能，并且放电电压平稳，工作温度范围宽（-40～50℃），低温性能好，贮存寿命长等优点。主要应用于心脏起搏器、电子手表、计算器、录音机、无线电通讯设备、导弹点火系统、大炮发射设备、潜艇、鱼雷、飞机及一些特殊的军事用途。
四、锂离子电池
锂离子电池是指Li+嵌入化合物为正、负极板二次电池。锂离子电池由于工作电压高（3.6V），是镉--镍，氢--镍电池的3倍，体积小，比氢--镍电池小30％；质量轻，比氢--镍电池轻50％；比能量高（140Wh·Kg-1）无记忆效应、无污染、自放电小、循环寿命长、是21世纪发展的理想电源。在移动电话、摄像机、笔记本电脑、便携式电器上大量应用,由于它不具备大电流放电的功能虽然现在正在研究的锂聚合物电池可以具备但它也在研究阶段,因此在动力电池领域给了铅酸电池发展的时间。
五、燃料电池
燃料电池（FC）是1839年由W,R,Grove首先制成，特点：燃料电池不同于一般的原电池和蓄电池，所需的化学原料全部由电池外部供给，是一种将化学能转变为电能的特殊装臵。20世纪20年代，燃料电池的应用已由空间飞行、军用设施扩大到商业和工业领域（燃料电池电站和燃料电池汽车）。
六、铅酸蓄电池
铅酸蓄电池是1859年由普兰特（Plante）发明的二次电池。由于具有价格低廉，原料易得，使用可靠，又可大电流放电等优点，因此，一直是化学电源中产量大应用范围广的产品。
（三）铅酸蓄电池
铅酸蓄电池按电解液和充电维护情况分类：
1、干放电蓄电池；2、干荷电蓄电池；3、带液充电蓄电池；4、免维护，少维护蓄电池；5、湿荷电蓄电池。
1、阀控式铅酸蓄电池的定义【铅酸蓄电池的发明人是】
普通的铅酸蓄电池在充电后期或搁臵期间，由于正极析氧，负极析氢导致电解液中水分损失，需经常对电池加水维护。
阀控式铅酸蓄电池是70年代出现的新型铅酸蓄电池，英文名称为Valve Regulated Lead Battery（简称VRLA电池），其基本特点是使用期间不加酸加水维护，电池为密封结构，不会漏酸，也不会排酸雾，电池盖子上设有单向排气阀（也叫安全阀），该阀的作用是当电池内部气体量超过一定值（通常用气压值表示），即当电池内部气压升高到一定值时，排气阀自动打开，排出气体，然后自动关阀，防止空气进入电池内部。这种电池的板栅是采用铅钙系列合金或低锑合金，自放电极少，常温下贮存一年自放电损失小于40％。
2、阀控式铅酸蓄电池的分类
阀控式铅酸蓄电池分为AGM和GEL(胶体)电池两种，AGM采用吸附式玻璃纤维棉（Absorbed Glass Mat）作隔膜，电解液吸附在极板和隔膜中，贫电液设计，电池内无流动的电解液，电池可以立放工作，也可以卧放工作；胶体（GEL）采用SiO2作凝固剂，电解液吸附在极板和胶体内，一般立放工作。目前文献和会议讨论的VRLA电池除非特别指明，皆指AGM电池。
3、阀控式铅酸蓄电池的基本原理
3．1 阀控式铅酸蓄电池的电化学反应原理
阀控式铅酸蓄电池的电化学反应原理就是充电时将电能转化为化学能在电池内储存起来，放电时
正极：
PbSO4+2H22+H2SO4+2H++2e（1）
副反应：H22+2H++2e （2）
负极： A. PbSO42SO4 （3）
副反应： 2H++2e （4）
从上面反应式可看出，充电过程中存在水分解反应，当正极充电到70％时，开始析出氧气，负极充电到90％时开始析出氢气，由于氢氧气的析出，如果反应产生的气体不能重新复合使用，电池就会失水干涸；对于早期的传统式铅酸蓄电池，由于氢氧气的析出及从电池内部逸出，不能进行气体的再复合，是需经常加酸加水维护的重要原因；而阀控式铅酸蓄电池能在电池内部对氧气再复合利用，同时抑制氢气的析出，克服了传统式铅酸蓄电池的主要缺点。
3.2 阀控式铅酸蓄电池的氧循环原理
阀控式铅酸蓄电池采用负极活性物质过量设计，AG或GEL电解液吸附系统，正极在充电后期产生的氧气通过AGM或GEL空隙扩散到负极，与负极海绵状铅发生反应变成水，使负极处于去极化状态或充电不足状态，达不到析氢过电位，所以负极不会由于充电而析出氢气，电池失水量很小，故使用期间不需加酸加水维护。
阀控式铅酸蓄电池氧循环图示如下：
正极 负极 可以看出，在阀控式铅酸蓄电池中，负极起着双重作用，即在充电末期或过充电时，一方面极板中的海绵状铅与正极产生的O2反应而被氧化成一氧化铅，另一方面是极板中的硫酸铅又要接受外电路传输来的电子进行还原反应，由硫酸铅反应成海绵状铅。
在电池内部，若要使氧的复合反应能够进行，必须使氧气从正极扩散到负极。氧的移动过程越容易，氧循环就越容易建立。
在阀控式蓄电池内部，氧以两种方式传输：一是溶解在电解液中的方式，即通过在液相中的扩散，到达负极表面；二是以气相的形式扩散到负极表面。传统富液式电池中，氧的传输只能依赖于氧在正极区H2SO4溶液中溶解，然后依靠在液相中扩散到负极。
如果氧呈气相在电极间直接通过开放的通道移动，那么氧的迁移速率就比单靠液相中扩散大得多。充电末期正极析出氧气，在正极附近有轻微的过压，而负极化合了氧，产生一轻微的真空，于是正、负间的压差将推气相氧经过电极间的气体通道向负极移动。阀控式铅蓄电池的设计提供了这种通道，从而使阀控式电池在浮充所要求的电压范围下工作，而不损失水。
对于氧循环反应效率，AGM电池具有良好的密封反应效率，在贫液状态下氧复合效率可达99％以上；胶体电池氧再复合效率相对小些，在干裂状态下，可达70-90％；富液式电池几乎不建立氧再化合反应，其密封反应效率几乎为零。
4．阀控式铅酸蓄电池的性能参数
电池的内阻：电池内阻有欧姆电阻（RΩ）和电极在化学反应时所表现的极化电阻(Rf)、欧姆电阻、极化电阻之和为电池的内阻（Ri）。
开路电压：外电路没有电流流过时电极之间的电位差。
工作电压：又称放电电压或负荷电压，是指有电流通过外电路时，电池两极间的电位差。
终止电压：电池放电时，电压下降到不宜再继续放电的最低工作电压称为终止电压。
放电电流：通常用放电率表示，放电率指放电时的速率，常用“时率”和“倍率”表示。“时率”是指以放电时间（h）表示的放电速率，或讲以一定的放电电流放完额定容量所需的小时数。例如电池的额定容量为
30AH，以2A电流放电则时率为30AH/2A=15h，称电池以15小时率放电。 “倍率”是指电池在规定时间内放出其额定容量时所输出的电流值，数值上等于额定容量的倍数。
电池容量：电池在一定放电条件下所能给出的电量称为电池的容量，以符号C表示。常用的单位为安培小时，简称安时（Ah）或毫安时（mAh），电池的容量可以分为理论容量、额定容量、实际容量。
理论容量是把活性物质的质量按法拉第定律计算而得的最高理论值。为了比较不同系列的电池，常Cm=C/m，Cv=C/V。
实际容量是指电池在一定条件下所能输出的电量。它等于放电电流与放电时间的乘积，单位为Ah，其值小于理论容量。
能量：电池的能量是指在一定放电制度下，蓄电池所能给出的电能，通常用瓦时（Wh）表示。电池的能量分为理论能量和实际能量。理论能量W理可用理论容量和电动势（E）的乘积表示，即
W理=C理E
电池的实际能量为一定放电条件下的实际容量C实与平均工作电压U平的乘积，即
W实=C实U平
常用比能量来比较不同的电池系统。比能量是指电池单位质量或单位体积所能输出的电能，单位分别是Wh/kg或Wh/L。【铅酸蓄电池的发明人是】
比能量有理论比能量和实际比能量之分。前者指1kg电池反应物质完全放电时理论上所能输出的能量。实际比能量为1Kg电池反应物质所能输出的实际能量。
由于各种因素的影响，电池的实际比能量远小于理论比能量。实际比能量和理论比能量
的关系可表示如下：
W实=W理·KV·KR·Km
式中KV-电压效率；KR-反应效率；Km-质量效率。
电压效率是指电池的工作电压与电动势的比值。电池放电时，由于电化学极化、浓差极化和欧姆压降，工作电压小于电动势。
电池的比能量是综合性指标，它反映了电池的质量水平，也表明生产厂家的技术和管理水平。 功率与比功率：电池的功率是指电池在一定放电制度下，于单位时间内所给出能量的大小，单位来W(瓦)或KW（千瓦）。单位质量电池所能给出的功率称为比功率，单位为W/Kg或KW/Kg。比功率也是电池重要的性能指标之一。一个电池比功率大，表示它可以承受大电流放电。
蓄电池的比能量和比功率性能是电池选型时的重要参数。因为电池要与用电的仪器、仪表、电动机器等互相配套，为了满足要求，首先要根据用电设备要求功率大小来选择电池类型。当然，最终确定选用电池的类型还要考虑质量、体积、比能量、使用的温度范围和价格等因素。
电池的使用寿命：在规定条件下，某电池的有效寿命期限称为该电池的使用寿命。蓄电池发生内部短路或损坏而不能使用，以及容量达不到规范要求时蓄电池使用失效，这时电池的使用寿命终止。蓄电池的使用寿命包括使用期限和使用周期。使用期限是指蓄电池可供使用的时间，包括蓄电池的存放时间。使用周期是指蓄电池可供重复使用的次数。
5、 阀控式铅酸蓄电池的自放电
5.1自放电的原因
电池的自放电是指电池在存储期间容量降低的现象。电池开路时由于自放电使电池容量损失。 自放电通常主要在负极，因为负极活性物质为较活泼的海绵状铅电极，在电解液中其电势比氢负，可发生臵换反应。若在电极中存在着析氢过电位低的金属杂质，这些杂质和负极活性物质能造成腐蚀微电池，结果负极金属自溶解，并伴有氢气析出，从而容量减少。在电解液中杂质起着同样的有害作用。一般正极的自放电不大。正极为强氧化剂，若在电解液中或隔膜上存在易于被氧化的杂质，也会引起正极活性物质的还原，从而减少容量。
5.2 自放电率
自放电率用单位时间容量降低的百分数表示。
放电=（Ca-Cb）/(Ca×T)
式中Ca—电池存储前的容量（Ah）
Cb—电池存储后的容量（Ah）
T—电池存储的时间，常用天、月计算。
5.3正极的自放电
正极的自放电是由于在放臵期间，正极活性物质发生分解，形成硫酸铅并伴随着氧气析出，发生下面一
对轭反应：
PbO2+H2SO4+2H++2e
4+2H2O（5）
H2O 2+2H++2e（6）
总反应：PbO2+H2SO4 PbSO4+H2O+1/2O2（7）
同时正极的自放电也有可能由下述几种局部电池形成引起：
①5PbO2+2Sb+6H2SO4 2)SO4+5PbSO4+6H2O（8）
②PbO2+Pb(板栅)+2H2SO4 2PbSO4+2H2O（9）
③浓差电池
在电极的上端和下端，以及电极的孔隙和电极的表面处酸的浓度不同，因而电极内外和上下形成了浓差电池。处在较稀硫酸区域的二氧化铅为负极，进行氧化过程而析出氧气；处在较浓硫酸区域的二氧化铅为正极，进行还原过程，二氧化铅还原为硫酸铅。这种浓差电池在充电终了的正极和放电终了的正极都可形成，因此都有氧析出。但是在电解液浓度趋于均匀后，浓差消失，由此引起的自放电也就停止了。 正析自放电的速度受板栅合金组成和电解液浓度的影响，对应于硫酸浓度出现不同的极大值。
一些可变态的盐类如铁、铬、锰盐等，它们的低价态可以在正极被氧化，同时二氧化铅被还原；被氧化的高价态可通过扩散到达负极，在负极上进行还原过程；同时负极活性物质铅被氧化，还原态的离子又籍助于扩散、对流达到正极重新被氧化。如此反复循环。因此，可变价态的少量物质的存在可使正极和负极的自放电连续进行，举例如下：
PbO2+3H++HSO4-+2Fe2+ 4+2H2O+2Fe3+ (11)
Pb+HSO4-+2Fe3+ 4+H++2Fe2+ (12)
在电解液中一定要防止这些盐类的存在。
5.4负极的自放电
蓄电池在开路状态下，铅的自溶解导致容量损失，与铅溶解的共轭反应通常是溶液中H+的还原过程，即
Pb+H2SO4 PbSO4+H2 (13)
该过程的速度与硫酸的浓度、储存温度、所含杂质和膨胀剂的类型有关。
溶解于硫酸中的氧也可以发生铅自溶的共反应，即
Pb+1/2O2+H2SO4 4+H2O (14)
该过程受限于氧的溶解与扩散，在电池中一般以式（13）为主。
杂质对于铅自溶的共轭反应----析氢有很大影响，一般氢在铅上析出的过电位很高，在式（13）中铅的自溶速度完全受析氢过程控制，析氢过电位大小起着决定性作用。当杂质沉积在铅电极表面上，与铅组成微电池，在这个短路电池避铅进行溶解，而比氢过电位小的杂质析出，因而加速自放电。【铅酸蓄电池的发明人是】
6.阀控式铅酸蓄电池的基本结构
构成阀控铅酸蓄电池的主要部件是正负极板、电解液、隔膜、电池壳和盖、安全阀，此外还一些零件和端子、连接条，极柱等。
8.阀控铅酸蓄电池的充放电特性
铅酸蓄电池以一定的电流充、放电时，其端电压的变化如下图：（图1）
8.1放电中电压的变化
电池在放电之前活性物质微控中的硫酸浓度与极板外主体溶液浓度相同，电池的开路电压与此浓度对应。放电一开始，活性物质表面处（包括孔内表面）的硫酸被消耗，酸浓度立即下降，
摘要
本文阐述了铅酸蓄电池的发展过程，铅酸蓄电池基本特性，包括其物理性质
和化学性质，结构，组成，分类等。其次是对铅酸蓄电池的寿命做了进一步的分析，包括铅酸蓄电池的失效模式，如正极板栅的腐蚀变形、正极活性物质软化变形、不可逆硫酸盐化、热失控等，以及影响蓄电池寿命并最终导致寿命缩短的一些因素，如极板特性、电解液的浓度、温度、放电深度、充放电电流密度等。最后陈述了蓄电池的日常使用过程中的维护和保养，通过对电池的正确的使用及保养以延长电池的使用寿命。
关键词：铅酸蓄电池；失效；寿命；维护
ABSTRACT
This paper expounds the development process of lead acid battery, the basic characteristics of lead-acid batteries, including its physical and chemical characteristics, structure, composition, classification, etc. Second is the life of the battery to do a further analysis, including the lead-acid battery failure mode, such as the corrosion of the gate is plate deformation, positive active substances softening deformation, irreversible
sulfuric acid salinization, thermal runaway, etc, and the impact battery life and eventually lead to some of the life shorten factors, such as plate characteristics, electrolyte concentration, temperature, discharge, charge and discharge current density and depth. The final statement in the process of using the daily maintenance and maintenance, through to the correct use of the battery and maintenance to extend the life of the battery.
Keywords: lead-acid battery ;failure ;life; maintenance
目录
摘要 ................................................................................................................................... I
绪论 ................................................................................................................................... 1
第1章 铅酸电池概述 ..................................................................................................... 3
1.1铅酸蓄电池发展简介 ................................................................................................. 3
1.2 铅酸蓄电池结构、组成 ............................................................................................ 4
1.3 铅酸蓄电池的分类 .................................................................................................... 6
1.4 铅酸蓄电池的电池反应 ............................................................................................ 7
第2章 铅酸蓄电池寿命分析 ......................................................................................... 8
2.1 铅酸蓄电池的失效模式 ............................................................................................ 8
2.2 影响铅酸寿命的因素分析 ...................................................................................... 10
第3章 铅酸蓄电池的蓄电池维护与使用 ................................................................... 15
3.1铅酸蓄电池的维护 ................................................................................................... 15
3.2 蓄电池的使用与保养 .............................................................................................. 16
展 望 ............................................................................................................................... 18
致 谢 ............................................................................................................................... 18
参考文献 ......................................................................................................................... 21
绪论
铅酸蓄电池是一类安全性高，电性能稳定，制造成本低，应用领域广泛的电池，它与电力、交通、信息产业息息相关，与国防、计算机、科研、港口等国民经济各领域不可分割，是低成本再生利用的“资源循环型”能源产品。其生产属深加工、劳动密集型方式。随着人类对太阳能、风能、地热能、潮汐能等自然能的开发利用和电动汽车产业的发展，铅酸蓄电池作为不消耗地球资源的“绿色”产业，将迎来广阔的发展空间。
当今世界，人类与地球和谐相处，产品与资源相依并存已是全球之共识，人类之追求。在21世纪的世界经济和社会发展的进程中，铅酸蓄电池将充分体现出强大的生命力。
中国的铅酸蓄电池产业经历了技术发展的五个重要历程，包括：
上世纪50年代中末期橡胶隔板取代木质隔板而引起的铅酸蓄电池隔板和负极添加剂的改革；
上世纪70年代初期塑料槽、内连接而引发的铅酸蓄电池结构的改革；
上世纪80年代中末期的“行业大引进”而引发的铅酸蓄电池制造装备、制造技术的改革(自动铸板机、自动和膏机、智能固化室、自动装配线及免维护电池技术、拉网技术等)；
上世纪90年代初期阀控密封式铅酸蓄电池的诞生而引发的蓄电池结构的改革(阀控密封式，胶体)；
上世纪90年代末由浙江长兴地区电动自行车蓄电池而引发的深循环动力型铅酸蓄电池制造技术的革新等五个重要时期的发展。
目前中国的铅酸蓄电池产品技术水平已普遍接近国际先进工业国家：美国、日本、德国、意大利、英国、澳大利亚等国的产品水平；其中中国自主创新型产品—电动自行车蓄电池为代表的深循环动力电池制造技术在某些方面已超越欧美、日韩等先进工业国家技术，处于国际领先水平。目前中国已成为世界铅酸蓄电池的生产基地。
近年来，我国电池业快速发展，已成为世界最大的电池生产国。铅酸蓄电池作为电池中技术含量较高的产品，由于用途广泛，可重复使用，国际市场需求不断加大。但是，若使用不当，其寿命将大大缩短。影响铅酸蓄电池寿命的因素很多，同样，也有很多因素会导致蓄电池失效。而采用正确的方式对蓄电池进行维护和保养，能有效延长蓄电池的使用寿命。
本文阐述了铅酸蓄电池的发展过程，铅酸蓄电池基本特性，包括其物理性质
和化学性质，结构，组成，分类等。其次是对铅酸蓄电池的寿命做了进一步的分析，包括铅酸蓄电池的失效模式和影响蓄电池寿命并最终导致寿命缩短的一些因素。最后陈述了蓄电池的日常使用过程中的维护和保养，通过对电池的正确的使用及保养以延长电池的使用寿命。
第1章 铅酸电池概述
1.1 铅酸蓄电池发展简介
铅酸蓄电池是1859年由普兰特(Plante)发明的，至今己有一百多年的历史。一百多年来，随着科学技术的发展，铅酸蓄电池的工艺、结构、生产机械化和自动化程度不断完善，性能不断提高。由于其优良的性能价格比，直到今天铅酸蓄电池的产量和应用仍处于各种化学电源的首位。其应用主要包括动力、起动、应急和工作电源，使用对象包括车辆、船舶、飞机、电信系统、电脑、仪器以及其它设备、设施，尤其在汽车电池和工业蓄电池中，铅酸蓄电池占有90％以上的市场份额，具有绝对优势。
1800年原始的Valta电堆首次出现。1801年戈泰罗特已经观察到所谓“二次电流”，即在充电后可以得到和充电电流方向相反的电流。德拉·早维从1836～1843年研究了PbO2在硫酸溶液中作为正极的原电池。铅酸蓄电池的几种电极形式和主要工序的制造工艺是在1860～1910年的半个世纪中逐步确定下来的。最早出现的是形成式极板。1881年福尔首次提出涂膏式极板。谢朗最先使用Pb-Sb合金铸造板栅，目的是为了提高液态合金的流动性和固态时的硬度。1924年日本人岛津发明了球磨机，并用球磨粉代替红黄丹粉作为蓄电池的活性物质。
20世纪20年代出现了微孔橡胶隔板，40年代有了树脂隔板，它们逐渐代替了木隔板。50年代到60年代的20年间，铅酸蓄电池在制造工艺方面的重大进展有几个方面：用塑料代替硬质橡胶制造电池槽和盖；采用薄形极板并改进板栅设计；应用于启动用蓄电池的穿壁焊技术；普遍采用低锑或无锑合金铸造板栅，提高短时率放电时活性物质利用率；干式荷电池的制造工艺。70年代后各国都大力发展免维护和密封铅酸蓄电池。
铅酸电池的主要生产厂家分布在包括美国、欧洲(英国、德国、法国等)、日本在内的几个发达国家，他们的总产量占世界总产量的70％左右。其中美国的铅酸电池产值占全球的20％左右，但是近年来随着技术、劳动力成本等方面因素的变化，部分铅酸电池企业经营出现滑坡。铅酸电池的生产向劳动力成本低的中国印度、东南亚等国家和地区转移。近年来我国铅酸蓄电池性能有了很大改进，重量比能量和体积比能量均有较大提高。少维护和免维护、阀控式密封铅酸蓄电池发展很快。
我国铅酸蓄电池产业的现状与发展趋势
据资源网2007年7月31日报道：电池工业是新能源领域的重要组成部分，是全球经济发展的一个新热点，2006年，美国十大科技计划中有两项为电池项目，铅酸蓄电池行业销售总额的三分之一，与电力、交通、信息等产业发展息息相关，在汽车、叉车等运输工具和大型不间断供电电源系统中处于控制地位，是社会生产经营活动和人类生活中不可或缺的产品。铅酸蓄电池产业是二十一世纪最有发展前途和应用前景的新型绿色能源体系，同时关系到国家可持续发展战略的实现。
近年来，铅酸蓄电池技术不断发展，产品日臻成熟。起动电池结构逐步优化升级，免维护蓄电池广泛使用、仍然是军用、民用交通运输装备的重要电源装置，为我国成为世界主要汽车生产国起到重要支撑作用。阀控电池、胶体电池等作为备用电源、大型储备电源的核心部件，其生产已成为国民经济发展中重要的基础性产业。铅酸蓄电池行业大有可为。
铅酸蓄电池的主要原料——铅可回收反复使用，只要出台废旧电池回收的相关产业政策，正确引导市场，就能够有效解决我国有色金属短缺、铅污染等资源、环境诸多问题。因此，正确认识蓄电池行业现状、把握发展趋势、有效解决其自身存在的问题，是循环利用资源、建设节约型社会，是向国民经济科学发展有效途径。 我国铅酸蓄电池产业现状
自加入WTO后，随着国家相关产业的拉动及国际电池生产厂商在华投资的增多，中国铅酸蓄电池产业发展较快，年增长速度超过30%以上。同时随着国际市场需求的不断增加，中国也成为了世界上最大的铅酸蓄电池出口国之一。我国铅酸蓄电池技术与国际水平差距不明显，汽车电池处于国际先进水平，动力用、电动自行车用电池技术接近国际先进水平。
经过20多年的发展，免维护和密封蓄电池技术进步取得了巨大成就，使铅酸蓄电池不仅在交通运输、军事国防等传统领域得到广
泛应用，而且被广泛应用与太阳能光伏发电、风力发电、通信电源、电力变配电系统、铁路、船舶通讯、起动、照明电源、UPS电源中。技术进步推动了蓄电池行业的快速发展，使其成为新兴的朝阳产业之
一。但是由于铅酸蓄电池主要原材料——铅的价格在2004年下半年大幅度增长，并持续保持高价位运行，铅酸蓄电池的行业利润呈下降趋势。
近年来，随着市场需求的变化，铅酸蓄电池的生产方式及工艺不断完善，制造水平不断提升，电池比能量、循环寿命、性能一致性、使用安全性和环保性不断提高。随着电动自行车蓄电池等动力电源的发展，高温固化技术发展较快。一般认为高温固化可以提高蓄电池的寿命近年来负极添加剂及配比也积累了大量参数，并找出了一些有规律的经验。国内对于其他先进技术如卷绕式电池，双极式，薄型极板等还只是处于研究阶段，没有批量生产。
从我国专利技术申报情况看，蓄电池行业在近几年的总体技术发展防线是电池结构改进及电池型号开发。而国外专利技术则主要涉及现金的薄型极板双极式铅电池、使用模块结构的密封电池和胶体电解液铅电池。因此，我们的专利技术与国外还有一定差距。
铅酸蓄电池产业环保现状及存在的问题
经过多年的建设与发展，我国铅酸蓄电池行业已基本形成体系并呈快速发展趋势，环保问题也取得了突破性进展。
目前，我国对铅烟、铅尘、硫酸雾和水的处理方法和技术已基本成熟，各大、中型铅酸蓄电池厂家不断加大技术改造力度，更新工艺设备，普遍采用高效率的滤筒式除尘器替代静电除尘器，采用湿式除尘器净化铅烟，采用湍球式酸雾净化塔进行硫酸雾吸收处理，对含铅酸废水絮凝反应处理，从技术上消除或减少污染物对环境的影响，生产作业环境不断改善，多数大、中型生产企业做到了清洁生产，有一部分通过了国家环境体系认证。
但是，由于以下几个原因，蓄电池生产过程的污染问题没有得到很好解决，特别是数量众多的部分中型及小型企业生产过程的污染问题严重：生产厂家繁多、规模小，污染较严重、品质参差不齐，
一些不具备环保条件的作坊式工厂一哄而上，约四分之一的企业未经环保审批擅自选址建设，污染防治设施不配套，生产没有在严格的环保措施和工业安全卫生条件下进行，对操作者和生态环境造成了危害。生产许可证制度没有严把清洁生产、环保设施达标这一关口。虽然我国自2005年实行了生产许可证制度，但由于在审批和执行中存在一些问题，并没有真正促使生产企业实现清洁生产，许多不达标厂家都转为合法化（目前发证企业已达930家），造成了严重的环境问题。与环保相关的法律还存在许多不完善和不尽如人意的地方。针对污染企业,环保等部门罚款数额是有限的，无法与企业污染造成的社会损失相提并论。另外，国家没有指定保护大、中型蓄电池厂家的政策，且当地环保部门也属于对小型蓄电池厂家的管理，只重视对大中型企业的监管，致使大中型企业排污费、监测费、“三同时”评价费等等负担沉重。
解决环保问题的关键举措是全面实施电池回收政策
我国正在积极推行循环经济，废旧蓄电池的90%可以回收利用，但是我国产业政策没有给废旧电池回收一个良好的发展空间，致使其成为长期困扰我国蓄电池发展的瓶颈。我国没有一部废旧铅酸蓄电池回收管理的法定规范，全国未建立一家专业性废旧铅酸蓄电池回收公司，无一家专业再生铅企业或蓄电池企业建立了全国性回收网络和地区性回收网络，整个回收工作处于分散经营的无序状态，废铅酸蓄电池的回收率不高。铅回收的问题出现在不规范企业之中，整顿与加强管理势在必行，国家有关部门应尽快出台政策，像取缔小煤窑、小冶炼一样，取缔小的废旧铅回收企业。同时出台政策鼓励、扶持大型蓄电池生产厂家进行废旧电池回收利用。制约我国再生铅行业发展因素主要有：第一，环保设备成本负担重。企业技术先进、环保设备齐全的企业经营效益敌不过技术落后、污染严重的乡镇“小炼铅”。第二，监管力度不够。没有经营许可证也在进行再生铅生产，治理整顿治标不治本，一度关闭的“小炼铅”风声一过，死灰复燃。第三，产业政策不利于正规企业的发展。赋税过重也削弱了大型再生铅企业加大环保治理的能力。
我国铅酸蓄电池产业发展趋势
已有百余年历史的铅酸蓄电池由于材料廉价、工艺简单、技术成熟、自放电低、免维护要求等特性，在未来几十年里，依然会在市场中占主导地位，虽然起动用、动力用电池的市场空间可能会有拐点，在近期国家产业发展中仍将占主流地位，中期也将占有一席之地，长期来看，在不需要高重量比能量的用途领域还将继续存在。目前，其原有主要应用领域如汽车用、摩托车用、备用电源用等在大幅增长，而且也在新的应用领域如电动助力车用、游览车用等得以发展，阀控式电池技术的发展，满足了高科技如UPS、电力、通信等设备用电源的需要。
由于铅酸电池技术的不断进步，使得电动助力车产业获得巨大发展，并对减少燃油汽车和燃油摩托车的污染做出了贡献。免维护技术、拉网板栅技术的发展，满足了汽车产业快速发展的需求。可以说在这些应用领域中铅酸蓄电池的技术进步对提高国家竞争力做出了实实在在的贡献。
电动工具、电动自行车等行业对小型移动电源的需求刺激了动力电池产业的快速增长。电动自行车所配置的电池大部分是阀控密封铅酸蓄电池，经过性能改进，在比能量和循环寿命方面有所突破，但目前为止都还存在着在中、高速率比能量不够高、深循环寿命不够长等缺点，在很大程度上影响了电动自行车行业的高速成长。
电动自行车作为欠发达国家的代步工具，近年来发展迅速，特别是我国。由2000年的29万辆发展到2005年的1209万辆，年平均增长率达到了174%。可以预料，在今后相当长的一段时间内，电动助力车用蓄电池产品将会蓬勃发展。我国电动自行车的动力电池95%以上采用铅酸蓄电池。2006年电动自行车电池的市场容量有
40-50亿元，到2015年中国电动车的产值将达到1000亿元，其中配套电池160亿元。二级市场的替换电池达480亿元，这是一个巨大的市场。
三、我国铅酸蓄电池产业发展方向设想
（一）鼓励企业做大做强，提高产业集中度
提升产业集聚效应，积极应对各种市场风险，通过设备、人才、技术的有效整合，减少浪费，形成结构优化的产品些列，加大环保投资力度，有效解决生产过程污染问题，进一步提高骨干企业综合实力，实现规模化、集团化发展。
（二）铅酸蓄电池呈增长趋势
抓住市场给予，不断扩大铅酸蓄电池产业规模，力争到2010年产量约13175万KVAH,销售收入660亿元。
（三）铅酸蓄电池发展重点
虽然铅酸蓄电池技术在不断进步，但其比功率、循环寿命等问题仍是产业重点研究的课题。因此，加强研发力量，努力提高科研水平、增强竞争力是产业发展的必由之路。通过协会的桥梁与纽带作用，大力为企业创造沟通与交流的平台，同上游铅、隔板等行业、下游如车辆、机电设备组成联合研发体，集体加入国外ALABC联盟或组成类似联盟共同研发，增强产业的研发能力。
（四）加快产品结构调整，规范回收与再生市场
增加新型产品比重，发展无害化和资源节约型产品，重点发展密封免维护铅蓄电池，逐步淘汰开口式电池。加快铅酸蓄电池企业的技术改造，采用先进的工艺设备，有效控制生产过程的环境污染问题，实现清洁生产。鼓励胶体铅蓄电池、卷绕式铅蓄电池和双极性等新型蓄电池的研究与发展，提高比功率和铅利用率。规范铅蓄电池回收与再生市场,减少废弃铅蓄电池对环境的污染，向无害化和资源节约型方向发展。
（五）拓展、规范出口市场，规避贸易摩擦
认真研究国际市场需求，对出口产品结构进行适当调整，减少价格竞争性产品的出口，开发新的应用领域和市场。以低价占领市场份额，只会对我国铅酸蓄电池出口造成致命性的打击。同时，可能遭受国外反倾销诉讼，导致产品被加征高额反倾销税，失去自我提高价格的权利。因此，应发挥协会在规范对外贸易秩序及产业发展中的协调作用，保护企业的合法权益，建立规范的竞争秩序，防止不正当
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