第1章 蓄电池.doc

第1章 蓄电池
第1章 蓄电池
学习目标：
1．正确描述蓄电池基本结构和型号；
2．简单叙述蓄电池的基本工作原理；
3．正确描述蓄电池的容量及影响因素。
第1节 蓄电池的构造
一、蓄电池的功用
汽车蓄电池是一个可逆的直流电源，既能将化学能转换为电能，也能将电能转换为化学能。它是汽车上的两个电源之一，与发电机并联，共同向用电设备供电。它的主要功用是：
1、在起动发动机机期间，为起动机提供强大的起动电流，同时为其他用电设备提供电流。
2、发电机过载时，蓄电池协助发电机为汽车用电设备提供电能。
3、汽车停车、发电机不发电、发动机低速运转以及发电机对外的输出电压较低时，为用电设备提供电能。
4、发电机的输出电压高于蓄电池的电势时，将电能转变成化学能储存起来，即充电。
5、蓄电池相当于一只大电容，它不仅能够保持汽车电气系统的电压稳定，而且还能吸收电路中出现的瞬时过电压，保护电子元件不被损坏。
对蓄电池的最大需求是必须靠它提供电流起动起动机，在发动机起动后，车辆的充电系统向蓄电池再充电。同时充电系统还向车辆的附属用电设备供电。
二、对蓄电池的要求
起动发动机时，蓄电池在短时（5～10s）内能向起动机连续供给强大电流：汽油发动机汽车一般需要200～300A；柴油发动机汽车一般需要500～1000A，甚至更大。所以，对汽车用蓄电池的基本要求是容量大、内阻小，以保证蓄电池具有足够的起动能力。
起动型铅酸蓄电池的突出特点是内阻小、起动性能好、电压稳定，此外还有成本低、原料丰富等优点，所以在汽车上得到广泛应用。
三、蓄电池的分类
汽车用蓄电池有铅酸蓄电池和碱性蓄电池两类。
汽车用铅酸蓄电池又分为普通型蓄电池、干式荷电型铅蓄电池、湿式荷电型蓄电池、免维护型蓄电池和胶体型蓄电池等。还有一些新型的蓄电池，如刚刚研发成功的微电子控制蓄电池。
铅酸蓄电池在汽车上的安装位置根据车型和结构而定。一般轿车的蓄电池装在发动机罩内；货车的蓄电池装在车架前部的左侧或右侧，以空载时重量平衡为原则；客车的蓄电池多装在车厢内。蓄电池都是用特制的金属框架和防震垫固定的。
以后章节如无特别说明，蓄电池均指铅酸蓄电池。
第2节 蓄电池的构造与型号
一、普通型蓄电池的结构
现代汽车用普通铅酸蓄电池由三只或六只单格电池串联而成，每只单格电池的电压约2V，串联后蓄电池电压为6V或12V以供汽车选用。目前国内外汽油机汽车均选用12V蓄电池；柴油机汽车电源电压设计为24V，用两只12V蓄电池串联供电。现代汽车用普通铅酸蓄电池由正极板、负极板、隔板、电解液、电池盖板、加液孔塞和电池外壳组成，如图1－2－1所示。

图1－2－1
1－蓄电池外壳；2－封闭环；3－正极柱；4－联条；5－加液孔；6－负极柱；7－电池盖；8－封料；9－护板；10－隔板；11－负极板；12－正极板；13－支撑凸起；14－横板；15－电极
（一）极板
极板是蓄电池的核心部分，形状如图1－2－２所示，它分为正极板和负极板。正极板上的活性物质是深棕色二氧化铅（PbO2）,负极板上的活性物质是青灰色的海绵状铅（Pb）。蓄电池充放电过程中，电能和化学能的相互转换，就是依靠极板上的活性物质和电解液中硫酸的化学反应来实现的。
正负极板上的活性物质分别填充在铅锑合金铸成的栅架上，如图1－2－３所示。加锑的目的是提高机械强度和浇铸性能。但锑有副作用，它会加速氢的析出而加速电解液消耗，还易从正极板栅架中解析出来而引起蓄电池自放电和栅架腐蚀，缩短蓄电池的使用寿命。目前国内外大都含锑量为2%～3%。为降低蓄电池的内阻，改善蓄电池的起动性能，现代汽车蓄电池采用放射性栅架。

图1－2－2 极板 图1－2－3 栅架
负极板上的活性物质具有多孔性，电解液能够渗透到极板的内部，增大电解液与活性物质的接触面积，使活性物质在充放电化学反应时得到充分利用，提高其容量。
极板上联有极桩，各片间留有间隙。安装时正负极板相互嵌合，中间插入隔板后装入蓄电池单格内便形成单格电池。如图1－2－４所示，在每个单格电池中，负极板的数量总比正极板多一片。例东风EQ1090汽车所用6－Q－105型蓄电池，每单格中正极板为7片，负极板为8片，这样正极板都处于负极板之间，使其两侧放电均匀。否则由于正极板的机械强度差，单面工作会使两侧活性物质体积变化不一致，而造成极板拱曲。目前国产极板的厚度为1.8～2.4mm，国外大都采用1.1～1.5mm厚的薄型极板（正极板比负极板厚）。采用薄型极板可提高蓄电池的比容量和起动性能。
（二）隔板
为了减小蓄电池的内阻和尺寸，蓄电池的正负极板应尽可能靠近。隔板放置在正负极之间避免正负极板之间接触短路，隔板应具有多孔性，以便电解液渗透，且化学稳定性要好，具有耐酸和抗氧化性。隔板的材料有木质、微孔橡胶、微孔塑料等。木质隔板的价格便宜，但耐酸性能差，已很少使用。微孔橡胶隔板性能好，寿命长，但生产工艺复杂、成本较高，故尚未推广使用。微孔塑料隔板孔径小、孔率高、薄而软，生产效率高、成本低，因此目前广泛使用。
安装时，隔板带槽的一面应面向正极板，且沟槽必须与外壳底部垂直。因为正极板在充、放电过程中化学反应强烈，沟槽既能使电解液上下沟通，也能使气泡沿槽上升，还能使脱落得活性物质沿槽下沉。有的厂家用微孔塑料袋做成信封式隔板套在正极板上，可以防止活性物质脱落，图1－2－５所示。

图1－2－4 单格蓄电池极板组 图1－2－5 信封式隔板
（三）电解液
电解液是蓄电池内部发生化学反应的主要物质，由化学纯净硫酸和蒸馏水按一定比例配制而成，其成分用密度表示。
电解液的的密度对蓄电池性能和寿命影响很大。为了提高蓄电池容量和降低电解液的冰点，希望电解液的密度大一些。但密度过大，会使流动性变差，反而会降低蓄电池的容量，而且还会加速隔板和极板损坏，缩短蓄电池的使用寿命。电解液的的密度一般为1.24~1.30g/cm³,它的密度应根据地区，气候条件和制造厂的要求而定。
我国幅员辽阔，气候条件复杂，为此，国家规定了各地区的电解液密度值，见 表1－2－1，供选用时参考。
（四）外壳
蓄电池外壳的功能是盛装电解液和极板组，外壳应耐酸、耐热、耐振动冲击。外壳有硬橡胶外壳和聚丙烯塑料外壳两种。
外壳为整体式结构，壳内间壁分成3个或6个互不相通的单格，底部制有凸起的肋条用来搁置极板组。肋条之间的空隙可以寄存极板脱落的活性物质，防止正、负极板短路。蓄电池各单格电池之间均用铅物质联条串联。联条设装在盖上是一种传统的连接方式，不仅浪费材料，而且还使蓄电池内阻增大，所以此种连接方式正在被船壁式连接所取代。采用穿壁连接方式连接单格电池时，所用联条尺寸很小，并设装在蓄电池内部。
每个单元格电池都哟一个加液孔，旋下加液孔盖，可以加注电解液或检测电解液密度；旋下孔盖便可防止电解液溅出。孔盖上设有通气孔，该校孔应保持畅通，以便随时排出蓄电池内化学反应放出的氢气（H2）和氧气(O2),防止外壳胀裂和发生事故。
蓄电池盖有硬橡胶盖和聚丙烯耐酸塑料盖两种，前者与硬橡胶外壳配用，盖子外壳之间的缝隙用沥青封口剂填封；后者与聚丙烯耐酸塑料外壳配用，其盖子为整体结构，与外壳之间采用热接合工艺粘合。
表1－2－1 不同地区和气候条件下电解液的相对密度
气候条件
完全充足电的蓄电池在25℃时的电解液相对密度
冬季
夏季
冬季温度低于零下40℃的地区
1.30
1.26
冬季温度在零下40℃以上的地区
1.28
1.24
冬季温度在零下30℃以上的地区
1.27
1.24
冬季温度在零下20℃以上的地区
1.26
1.23
冬季温度在零0℃以上的地区
1.23
1.23
（五）联条
联条的作用是将各单元格的电池串联起来，提高整个蓄电池的端电压。传统蓄电池的联条是外露式的，用铅材料铸造而成；整体式蓄电池的联条在蓄电池的内部，多采用穿壁式或跨接式结构，如图1－2－６。

（a）外露式联条连接 （b）内部穿壁式连接 （c）跨越式连接
图1－2－6 单格电池的连接方式
（六）接线柱
普通铅蓄电池首尾两极板组的横板上焊有接线柱，接线柱有侧孔形、圆锥形和L形三种，图1－2－７所示。为了便于识别，极桩的上方或旁边刻有“+”{或P}、“—”或{N}标注，也有的在极桩上涂有红色油漆。

图1－2－7 铅蓄电池接线柱外形
二、铅蓄电池的型号
蓄电池的型号按JB2599－1985《铅蓄电池产品型号编制方法》的规定，铅蓄电池型号的编制和含义如下：
串联的单格电池数
蓄电池类 型
蓄电池特 征
蓄电池容 量
特殊 性 能

（1）串联的单格电池数是指该电池总成所包含的单格电池数目，用阿拉伯数字表示。
（2）蓄电池类型是根据其主要用途来划分的。如起动用蓄电池代号为“Q”，摩托车用蓄电池代号为“M”。
（3）蓄电池特征为附加部分，仅在同类用途的产品中具有某种特征而在型号中又必须加以区别时采用。当产品同时具有两种特征时，原则上应按1－1的顺序将两个代号并列标志。产品特征代号见表1－2－２所示。
（4）额定容量是指20h率额定容量，单位为A·h，用阿拉伯数字表示。
（5）在产品具有某些特殊性能时，可用相应的代号加在产品型号的末尾。如G表示高起动率电池，S表示塑料外壳电池。
表1－2－2 产品特征代号
序号
产 品 特 征
代号
序号
产 品 特 征
代号
序号
产 品 特 征
代号
序号
产品特征
代号
1
2
3
干荷电
湿荷电
免维护
A
H
W
4
5
6
少维护
防酸式
密闭式
S
F
M
7
8
9
密闭式
液密式
气密式
B
Y
Q
10
11
12
激活式
带液式
胶质电解液
I
D
J
例如：
（1）3—Q—75：由3个单体电池组成，额定电压为6V，额定容量为75A·h的起动用蓄电池。
（2）6—QA—105G：由6个单体电池组成，额定电压为12V，额定容量为105A·h的起动用干荷电高起动率蓄电池。
（3）6—QAW—100：由6个单体电池组成，额定电压为12V，额定容量为100A·h的起动用干荷电免维护蓄电池。
第3节 蓄电池的工作原理与特性
一、蓄电池的基本工作原理
铅蓄电池充放电反应原理如图1－11所示，当蓄电池接通外电路负载放电时，正极板上的PbO2和负极板上的Pb都变成了PbSO4,电解液中的硫酸减少，水增多，相对密度减小。充电时，正负极板上的PbSO4分别恢复成原来的PbO2和Pb，电解液中的水减少，硫酸增多，相对密度减小。如略去中间的化学反应过程，可用下式表示：
（1－1）
铅蓄电池在充放电过程中的化学反应是可逆的。在接通用电设备时，蓄电池作为电源向外供电，将内部的化学能转变为电能。当存电不足而又将蓄电池与其他具有适当电压的直流电源并联时，又能向蓄电池充电。在正常使用条件下，国产蓄电池的充放电循环寿命为250－500次。
1． 铅蓄电池的放电
当蓄电池接上负载后，在电动势的作用下，电流If从正极经过负载流往负极（即电子从负极到正极），使正极电位降低，负极电位升高，破坏了原有的平衡。放电的化学反应过程如图1－3－1所示。

图1－3－1 铅蓄电池的充电过程
2． 铅蓄电池的充电
充电时，应将蓄电池接直流电源。当电源电压高于蓄电池电动势时，在直流电源电压作用下，电流从蓄电池正极流入，负极流出（即驱使电子从正极经外电路流入负极）。这时正负极正好与放电过程相反，其化学反应过程图1－3－2所示。

图1－3－2 铅蓄电池的充电过程
二、蓄电池的工作特性
蓄电池的工作特性主要包括静止电动势、内阻、充电特性和放电特性。
1．静止电动势
蓄电池处于静止状态（不充电也不放电）时，正负极板间的电位差（即开路电压）称为静止电动势。其值大小与电解液的密度和温度有关，在密度为1.05~1.30g/cm3范围内，静止电动势E可用下述经验公式计算：
　　　　　　　　　　　　E=0.85 +ρ25℃ 　　 （1－1）
式中 ρ25℃－25℃时电解液的密度，g/ cm3。
实测密度应按下式换算成25℃时的密度，即
ρ25℃=ρt +β（t－25） 　　 （1－1）
式中 ρt－实测电解液密度，g/cm3；
T－实测电解液温度，℃；
β－密度温度系数，β=0.00075g/( cm3·℃)，即温度每升高1℃，密度降低0.00075 g/ cm3。
铅蓄电池电解液的密度在充电时增高，放电时降低，一般在1.12～1.30 g/ cm3之间变化，因此每单格电池静止电动势相应地在1.97～2.15V之间变化。
2．内阻
电流流过铅蓄电池时所受到的阻力称为铅蓄电池的内阻。铅蓄电池的内阻包括极板、隔板、电解液和联条的电阻。在正常状态下，铅蓄电池的内阻很小，所以能够供给几百安甚至几千安的起动电流。
极板电阻很小，且随其活性物质的变化而变化，充足电时电阻最小，随着放电电阻变大，特别是在放电终了时，由于活性物质转变为导电性能较差的硫酸铅，因此电阻大大增加。
隔板电阻与材料有关，木质隔板多孔性能差，所以电阻比微孔橡胶和塑料隔板的电阻大。

电解液的电阻与其密度和温度有关。如6－Q－75型铅蓄电池在温度为+40℃时的内阻为0.01Ω，而在－20℃时的内阻为0.019Ω，可见，内阻随温度降低而增大。
电解液电阻与密度的关系如图1－3－3所示。由图可见，电解液密度为1.20 g/ cm3（15℃）时其电阻最小，即在该密度时，硫酸H2SO4离解为H+和HSＯ－的数量较多，同时电解液的粘度也比较小，密度过高过低电阻都会增大。
由以上分析可知，适当采用低密度电解液和提高电解液温度（如冬季对电池保温），对降低蓄电池内阻、提高起动性能都十分有利。
3．放电特性 图1－3－3 电解液内阻与相对密度的关系
铅蓄电池的放电特性是指在恒流放电过程中，铅蓄电池的端电压U1和电解液密度ρ25℃随放电时间tf而变化的规律。图1－3－4所示为6－QA－60型干荷蓄电池以3A电流放电时的特性曲线图。
电解液密度随放电时间的延长按直线规律减小。因为在恒流放电中单位时间内的硫酸消耗量是一个定值。铅蓄电池的放电程度和电解液密度减小值成正比。电解液密度每下降0.04% g/cm3，蓄电池大约放掉25%额定容量Qe电量。
放电过程中，端电压的变化规律可分为以下三个阶段：
第一阶段　　放电开始时，端电压由2.14V迅速下降到2.1V左右。这是因为放电前渗入极板活性物质孔隙内部的硫酸迅速反应变为水，而极板外部的硫酸还来不及向极板孔隙内渗透，极板内部电解液密度迅速下降，端电压迅速下降。

图1－3－4 恒流放电特性曲线
第二阶段　　端电压由2.1V呈直线规律缓慢下降。这是因为该阶段单位时间极板孔隙内部消耗的硫酸量与孔隙外部向极板孔隙内部渗透补充的硫酸量相等，处于一种动态平衡状态的缘故。
第三阶段　　放电接近终了时，端电压迅速下降到1.75V。其原因是：极板表面已形成大量硫酸铅，堵塞了孔隙，渗透能力下降；同时单位时间的渗透量小于极板内硫酸的消耗量，极板内的电解液密度迅速下降（对应的电压叫终止电压，对应的状态叫放电终了）。此时应停止放电，如果继续放电，端电压在短时间内将急剧下降到零，致使蓄电池过度放电，导致蓄电池产生硫化故障，缩短其使用寿命。
蓄电池放电到终止电压时应停止放电，极板孔隙中的电解液与整个容器中的电解液相互渗透，趋于平衡，电池的端电压会有所回升。
蓄电池放电终了特征是：
① 单格电池电压下降到放电终止电压（以20h放电率放电时终止电压为1.75V）；
② 电解液密度下降到最小值1.10~1.12 g/cm3。
放电终止电压与放电电流大小有关，放电电流越大，连续放电时间越短，允许的放电终止电压也就越低，见表1－3－1。
表1－3－1 蓄电池的放电终止电压与放电电流的关系
放电电流/A
0.05 Q20
0.1 Q20
3 Q20
连续放电时间
20h
10h
1min
单格电池终止电压/V
1.75
1.70
1.40
注:：Q20为蓄电池20h放电率的额定容量。
4．充电特性
铅蓄电池的充电特性是指在恒流充电过程中，铅蓄电池的端电压UC和电解液密度ρ25℃随充电时间tc而变化的规律。图1－3－5所示为6－QA－60型干荷蓄电池以3A电流充电时的特性曲线图。

图1－3－5 恒流放电特性曲线
充电过程中，电解液密度基本按直线规律逐渐上升。这是因为采用等流充电，充电机每单位时间向蓄电池输入的电量相等，没单位时间内电解液中生成硫酸的量也基本相等。
充电过程中，端电压的变化规律可分为以下四个阶段：
第一阶段 充电开始时，端电压上升较快。这是由于极板活性物质孔隙内部的水迅速消耗，孔隙外部的水还未来得及渗入补充，极板内部电解液密度迅速上升所致。
第二阶段 端电压上升较平稳，至单格电压2.4V。该阶段，每单位时间内极板内部消耗的水与外部渗入的水基本相等，处于动态平衡状态。
第三阶段 端电压达2.4V以后迅速上升至2.7V，该阶段电解液中水开始电解，正极板表面逸出氧气，负极板表面逸出氢气，电解液中冒出气泡，出现所谓的电解液“沸腾”现象。
第四阶段 为过充电阶段，该阶段端电压不再上升。为了保证蓄电池充分充电，一般需要过充电2~3h。
由于过充电时剧烈地放出气泡会导致活性物质脱落，造成蓄电池容量降低，使用寿命缩短，因此应尽量避免长时间过充电。过充电时，蓄电池逸出的氢气、氧气的混合气体易燃、易爆，因此在充电的蓄电池附近应避免明火。
蓄电池充电终了时的特征是：
① 端电压和电解液密度上升到最大值且2~3h内不再上升；
② 电解液中产生大量气泡，呈现“沸腾”状态。
第4节 蓄电池的容量及其影响因素
一、容量
蓄电池在规定条件下（包括放电温度、放电电流和放电终止电压）放出的电量称为蓄电池的容量，单位为A·h。
蓄电池的容量分为理论容量、实际容量、额定容量和储备容量四种。
1．理论容量
假定活性物质全部参加放电反应，由活性物质质量按法拉第电化当量定律计算所得容量称为理论容量。
2．实际容量
蓄电池实际放出的电量称为实际容量。当恒流放电时，实际容量Q等于放电电流If与放电时间tf之积，即
Q=If tf （1—3）
由于活性物质不能百分之百的利用，因此实际容量总是低于理论容量。
3．额定容量
铅蓄电池的额定容量用20h放电率容量表示。根据国标GB50008．1－1991《起动用铅酸蓄电池技术条件》规定,将充足电的新蓄电池在电解液温度为25±5℃条件下，以20h放电率的放电电流（即0.05 Q20安）连续放电至单格电流平均电压降到1.75V时，输出的电量称为铅蓄电池的额定容量。额定容量是检验蓄电池质量的重要指标，新蓄电池必须达到该指标，否则就为不合格产品。
例如对新产品6－Q－105型铅蓄电池以5.25A（If =Q/ tf=105/20）电流连续放电至单格电流平均降到1.75V时,若放电时间大于或等于20h，则其容量Q=If tf≥105A·h.即达到或超过了额定容量值105A·h，因此该蓄电池为合格产品；若放电时间小于20h则其容量Q=If tf＜105A·h，即地狱额定容量值105A·h，因此该蓄电池为不合格产品。
4．储备容量
根据国标GB50008．1－1991《起动用铅酸蓄电池技术条件》规定，蓄电池在 25±2℃条件下，以25A恒流放电至单格电池平均电压降到1.75V时的放电时间，称为蓄电池的储备容量，单位为min（分钟）。
储备容量表达了在汽车充电系统失效时，蓄电池能为照明和点火系统等用电设备提供25A恒流的能力。
二、影响容量的因素
蓄电池容量大小，标志着蓄电池供电能力的大小。容量越大，可提供的电能就越多，供电能力就越大；反之，容量越小，则供电能力就越小。
影响蓄电池容量的因素主要有构造因素和使用因素。
1．构造因素对蓄电池容量的影响
（1）极板厚度的影响
极板越薄，活性物质的多孔性越好，电解液越易渗透，活性物质的利用率就越高，输出容量也就越大。在外壳容量不变的情况下，采用薄型极板可以增加极板片数，从而增大蓄电池的容量。因此蓄电池越来越多的采用薄型极板。
（2）极板面积的影响
极板上活性物质的实际表面积（是极板几何尺寸的计算表面积的几百倍）越大，同时参加化学反应的活性物质就越多，蓄电池的放电性能就越好。提高极板活性物质表面积的方法有两种：一是增加极板片数；二是提高活性物质的多孔率。
目前，国产蓄电池极板面积已统一，若已知单格极板数量，则蓄电池容量可用下式计算：
Qe=7.5(N－1) (1—4)
式中 Qe——额定容量，A·h；
N——正负极板总片数。
（3）同性极板中心距地影响
缩短同性极板中心距，可以减小蓄电池内阻，因此在保证具有足够电解液量的前提下尽可能缩短中心距，可以增大蓄电池的容量。
同性极板中心距既与极板的厚度有关，也与安装技术有关。
2．使用因素对蓄电池容量的影响
（1）放电电流的影响
放电电流越大，铅蓄电池的输出容量越小，因为放电电流增大，单位时间极板内电解液的消耗量越大。由于极板表面迅速生成颗粒较大的硫酸铅，堵塞孔隙，阻塞了电解液向极板内层渗透，使极板内电解液密度下降，端电压下降，蓄电池的容量减小。
起动机起动时，蓄电池要释放强大的起动电流，所以必须严格控制起动时间。每次起动时间不得超过5s，再次起动应间隔15s以上，以使电解液渗入极板内层，提高蓄电池的电动势和输出容量。
（2）电解液温度的影响
电解液温度升高时，分子运动速度增加，电解液渗透能力增强，电解液电阻减小。电化学反应增强，电池容量有所上升。电解液温度降低时，铅蓄电池的输出容量减小。这是因为电解液温度降低时，粘度增加，渗透能力减弱；同时电解液电阻增大，内部电压降增大，端电压随之降低，容量减小。电解液温度每下降1℃，容量约下降1%。
冬季起动时，蓄电池的端电压会下降很多，往往导致点火困难，难以起动，因此冬季应注意蓄电池的保温作用。
当电解液温度超过40℃后，正负极板易拱曲变形，同时会诱发蓄电池自放电。在炎热环境下工作的蓄电池应确良好的通风条件。
（3）电解液密度的影响
适当增大电解液的密度，可以提高电解液的渗透速度及蓄电池的电动势，并可以使其容量增大。但电解液密度过高，会使电解液的粘度增大，使电解液向孔隙内渗透的速度降低，内阻增大，导致端电压和容量的减小。当电解液密度过低时，电解液中离子数量少，也会减小蓄电池的实际放电容量。
电解液的密度稍低有利于提高放电电流和放电容量，有利于延长蓄电池的使用寿命。冬季，在不结冰的前提下，应尽可能降低电解液的密度。
第5节　蓄电池的使用与维护
一、蓄电池的使用与维护
蓄电池的性能与使用寿命，不仅取决于其结构和质量，而且还与使用条件和维护质量密切相关。加强蓄电池的日常维护，合理的使用蓄电池，对延长蓄电池的使用寿命特别重要。
1．蓄电池的正确使用
为降低汽车的运行成本，延长蓄电池的使用寿命，蓄电池在使用中应注意“三抓”和“五防”。
（1）三抓
一抓正确及时充电：
① 放完电的蓄电池应在24h内送到充电车间充电。
② 车上正在使用的蓄电池一般每两个月补充充电一次，蓄电池的放电程度，冬季不得超过25%，夏季不得超过50%。
③ 带电解液存放的蓄电池，每两个月补充充电一次。
二抓正确操作使用：
① 不超时连续使用起动机，每次起动的时间不得超过5s，如果一次未能起动发动机，应休息15s以上，再第二次起动，连续三次起动不成功，应查明原因，排除故障后再起动发动机。
② 安装、搬运蓄电池应轻般轻放，切不可随便敲敲打打或在地上拖拽，蓄电池在车上固定要牢固，以防行车时颠簸受损。
三抓清洁维护：
① 经常清除蓄电池表面的灰尘污物，保持蓄电池外表清洁。
② 极柱和电线连接要牢固，出现氧化物时应及时清除，并涂上润滑脂。
③ 经常疏通蓄电池通气孔。
（2）五防
一防充电电流过大和长时间过充电；二防过度放电；三防电解液面过低；四防电解液密度过高；五防电解液内混入杂质。
2．蓄电池的储存
（1）湿储存
暂不使用的蓄电池，应从车上拆下来储存。储存前，先将蓄电池充足时，把电解液密度调到1.28 g/cm3（25℃），液面达到正常高度，密封加液盖通气孔后放置在室内暗处，储存时间不得超过6个月。存放期间应定期检查电解液密度和蓄电池存电量，确保每月至少给蓄电池进行一次补充充电，启用时应充足电。
（2）干储存
蓄电池长时间存放时，最好以干储存法储存。先将蓄电池以20h放电率完全放电，倾倒出电解液，用蒸馏水多次冲洗至水中无酸性，倒尽水滴，晾干后旋紧加液盖密封储存。重新启用时，方法与新蓄电池相同。
新蓄电池，起储存方法和储存时间，以出厂说明书为准。运输、保管均符合厂方要求时，蓄电池的保管期限一般为两年，干荷电池的保管期限可更长一些。
（3）储存条件
① 室温为5～40℃,干燥、清洁、通风良好。
② 不受阳光直射，离开热源不小于2m。
③ 避免与任何液体和有害物质接触，防止污物落入蓄电池内。
④ 应把蓄电池按行排放在木架上，避免叠放和受到任何机械冲击。
3．蓄电池冬季使用注意事项
（1）要始终保持蓄电池在充足电的状态下，以防电解液密度下降而结冰，导致壳体破裂，极板变形，活性物质脱落等。电解液密度，应在不结冰的前提下尽量降低。
（2）加蒸馏水时，只能在蓄电池充电时进行，让水尽快地和电解液混合，减少其结冰的机会。要养成良好的驾驶习惯，定期检查蓄电池液面高度，及时添加蒸馏水。
（3）冬季蓄电池容量降低，冷起动时，发动机应进行预热减少起动阻力。
4．蓄电池的维护
为了使蓄电池经常处于完好的技术状态，对正在使用中的蓄电池，应做好下列维护工作：
（1）观察蓄电池外壳，是否有裂纹和电解液泄漏。
（2）检查蓄电池的安装是否牢固，接线柱是否松动，接线是否紧固。
（3）经常清除蓄电池上的灰尘、泥土、接线柱和线头上的氧化物，并涂上润滑脂。
（4）定期检查蓄电池的电解液的密度和液面的高度g。一般每行驶1000Km或冬季行驶10—15天，夏季行驶5—6天，检查一次蓄电池的液面高度。橡胶壳蓄电池液面高度应高出极板保护网10—15mm，如图1—5－1所示。塑料壳蓄电池外壳呈半透明状，液面应在厂方标明的上下刻线之间。电解液不足，应及时添加蒸馏水。若液面降低确属溅出、倾倒造成，应补充相应密度的电解液并充电调整。
（5）检查蓄电池的放电程度，发现存电不足，应立即补充充电。普通蓄电池放电的程度的检查方法有两种：①.测量电解液的密度，电解液的密度可用吸入式密度计测量，如图1—5－2所示，先吸入电解液，使密度计浮起，电解液面所在的刻度即为密度值。应注意，在测量电解液的密度时，应同时测量电解液的温度，并将测得的电解液密度值，按（1—2）式换算成25℃时的密度。

图1—5—1 检查蓄电池液面高度 图1—5—2 测量电解液密度和温度
根据实际经验，密度每降低0.04g/cm3, `相当于蓄电池放电25﹪.一般来说，蓄电池充电终了的电解液密度已知，例如，江淮地区密度为1.28g/cm3 (25℃)，据此，可估算蓄电池的放电程度。如某汽车蓄电池充电时的电解液密度为1.28g/cm3（25℃），在电解液密度为－5℃时，实测电解液密度为1.24g/ cm3,问放电程度如何？
密度换算 ρ25℃=1.24g/ cm3+0.00075(－5－25)g/ cm3≈1.22g/ cm3
密度降低值 （1.28－1.22）g/ cm3=0.06g/ cm3
估计放电程度为（0.06×25﹪）/0.04=37.5﹪，已经超过冬季放电程度的规定，必须进行补充充电。为保证所测数据准确，在强电流放电和加注蒸馏水后，不要立即测量电解液密度。

② 用单格电池高效率放电计测量电压 单格电池高率放电计由一个3V电压表和一个定值负载电阻组成，，如图1—5－3所示。测量时，应将两叉尖紧压在单格电池正负极柱上（模拟起动大电流放电），历时5s左右，观察蓄电池所能保持的端电压。一般技术良好的蓄电池，单格电压应在1.5V以上，并在5s内下降到1.7v，说明存电不足；下降到1.6v，说明放电25﹪的额定容量；下降到1.5v，说明放电50﹪的额定容量；若5s内电压迅速下降，或与其他单格电池电压相差0.1v以上时，表明该单格电池有故障，应进行处理。但也应注意高率放电计的厂牌不同，其负荷电阻值也不同，放电电流忽然电压读数也不同。使用时应依据原厂说明书的规定。
5．蓄电池的拆装
（1）蓄电池正负接线柱的识别
① 新蓄电池上铸有“+”（或P）的接线柱为正极，铸有“－”（或N）的接线柱为负极。修理后蓄电池一般涂红漆的为正极，涂其他漆为负极。 图1－5—3 单格电池高率放电计
② 看接线柱自然颜色，呈深褐色的为正极，浅灰色的为负极。
③ 检查接线柱表面硬度，用一字旋具在表面接线柱轻划，较坚硬的为正极，反之为负极。
④ 用万用表电压挡检测，将万用表置于相应的电压挡位，测量蓄电池的电压；当指针偏摆正常时，红表棒对应的为正极，黑表棒对应的为负极。
⑤ 可自制如图1—5－4所示的简易低压试灯测试，判定极性。

（2）蓄电池的拆卸
将点火开关置于断开位置；使全车用电设备与电源断开。拆卸时，应先拆负极柱上的搭铁线，后拆正极柱上的起动机线。若发现蓄电池接线柱螺栓锈蚀难以取出，切莫用手锤或钳子敲打，以避免极柱断裂，极板活性物质脱落。可用热水冲洗后，拧开螺栓，用夹头拉器将夹头取下。取下电池时应小心轻放，避免撞击损坏壳体。
维修带故障自诊功能的电脑系统，在拆蓄电池电线前，应确认故障代码，或在点烟器上插上专用辅助电源，并将点火开关的“ACC”挡接通。
（3）蓄电池的安装 图1－5—4 蓄电池极性简易试灯
安装蓄电池时，应认清正负极，保证负极搭铁。先接起动机（正极）线，在接（负极）搭铁线，以防扳手跌落搭铁引起蓄电池短路放电。安装接头时，应先用细砂纸清洁接线柱和接头。连接接线柱夹头时，螺栓上应先涂上凡士林或润滑脂，以防氧化生锈，便于以后拆卸。如接线柱小，夹头大，需要加衬垫时，最好用铅皮或铜皮，并且只垫半圈。若要整圈垫，易氧化腐蚀而接触不良。
二、蓄电池的充电
1．充电方法
蓄电池的充电方法有：定流充电、定压充电和快速脉冲充电等。常见充电设备有硅整流充电机、晶闸管（可控硅）充电机或快速脉冲充电机等。
（1）定流充电
在充电过程中，保持充电电流恒定的充电方法就定流充电。硅整流充电机和晶闸管充电机都可方便地实现充电电流恒定的控制。采用定流充电可以将不同电压等级的蓄电池串在一起充电，连接方法如图1—5－5所示，充电电流应按照容量最小的电池来选择，当小容量蓄电池充足垫后，应及时取掉，然后再继续给大容量蓄电池充电。定流充电的优点是充电电流可以选择，因此既适用于蓄电池的初充电，又适用于补充充电和去硫充电，且有益于延长蓄电池的使用寿命。缺点是充电时间较长，而且需要经常调整充电电流。
（2）定压充电
在充电过程中，保持充电电压恒定的充电方法称为定压充电。汽车上的充电系采用电压调节器实现对充电电压的恒定的控制。定压充电连接方法如图1—5－6所示。定压充电电压选择：一般每单格电池约为2.5V，即6V电池需要充电电压约为7.5V，12V电池需要充电电压约为15V。定压充电的特点是充电效率高，开始4～5h内，就可获得90℅～95℅的充电量，可大大缩短充电时间。定压充电电压选择合适时，电池充足后，充电电流会自动趋向于零，使充电自动停止，这就不必由人工经常调整和照管。由于定压充电充电电流的大小不能调整，所以不能确保蓄电池完全充足电，也不能用于蓄电池的初充电和去硫充电。

图1－5—5定流充电 图1－5—6 定压充电
（3）脉冲充电
常规充电（定压、定流充电）完成一初充电需60～70h,补充充电需20h左右，由于充电时间太长，给使用带来不便，用单纯加大电流充电时温升过快，会产生大量气泡，造成活性物质脱落，缩短使用寿命。快速脉冲充电采用自动控制电路对电池进行正反向脉冲充电，可以提高充电效率，新电池初充电一般不超过5h，使用中的电池补充充电只需要0.5～1.5h。
充电初期 采用大电流（相当于0.8Qe～1 Qe电流），使电池在较短时间内达到额定容量的60℅左右，当单格电压上升到2.4V，电解液开始分解冒出气泡时，由控制电路作用，停止大电流充电。
脉冲期 先停充24～40ms，接着再放电或反充，使蓄电池反向通过一个较大的脉冲电流（脉冲宽度为1.50～1000μs，脉冲深度为1.5 Qe～3 Qe）,以消除活性物质空隙内外浓差影响和极板形成的气泡，然后停止放电25ms。按脉冲期循环充电直到充足。
2．电解液的配制
电解液由蒸馏水和化学纯硫酸按一定体积或质量比配制而成。
（1）电解液密度的选择
电解液密度随温度变化而变动。各厂生产的蓄电池由于极板结构、成分和工艺不同，需用电解液的密度也不同。使用过程中，必须按规定的密度值配制电解液。各厂说明书中所推荐的电解液都是以15℃为标准的。因此，配制电解液的密度必须根据当时环境温度进行修正。15℃时，电解液的密度与配制成分的百分比如表1—5－1所列。
（2）配制电解液时应注意的事项
配制电解液必须应用耐酸、耐腐蚀的玻璃、陶瓷、硬橡胶或铅质容器，容器、搅拌棒、温度计、密度计等用具均应保持清洁干净；准备好10℅的碳酸钠溶液，以备硫酸或电解液溅在人体时作中和处理用，以免腐蚀操作人员身体和衣服；操作者必须戴防护眼镜、橡皮手套、塑料围裙、高筒胶鞋等安全防护用具，以防烧伤。
表1－5—1 不同密度下硫酸与蒸馏水的配制比
电解液密度/（g/cm3 ）
体积比
质量比
电解液密度 /（g/cm3）
体积比
质量比
浓硫酸
蒸馏水
浓硫酸
蒸馏水
浓硫酸
蒸馏水
浓硫酸
蒸馏水
1.220

1
41

1
23
1.270

1
30

1
18
1.230
38
22
1.280
28
17
1.240
36
21
1.290
27
16
1.250
34
20
1.300
26
15
1.260
32
19
1.400
19
10
配制时，须先将蒸馏水放入容器，然后将硫酸缓慢地加入水中，并不断地搅拌。严禁将蒸馏水倒入浓硫酸中！以免发生爆溅，伤害人体和腐蚀设备。待电解液冷却至环境温度后，再进行一次电解液的密度测量与调整。
3．充电种类
（1）初充电
对新蓄电池或更换极板的蓄电池在使用前进行的首次充电，称为初充电。初充电的目的是还原普