一、蓄电池的工作原理

蓄电池是一种通过可逆化学反应实现电能与化学能相互转换的二次电池。其核心工作原理基于两极活性物质与电解液的氧化还原反应。

充放电机制

放电过程：负极金属铅（Pb）被氧化为硫酸铅（PbSO₄），释放电子；正极二氧化铅（PbO₂）被还原为硫酸铅（PbSO₄），接收电子。电子通过外电路形成电流，化学能转化为电能。

充电过程：在外加直流电作用下，两极的硫酸铅（PbSO₄）分别被还原为金属铅（Pb）和氧化为二氧化铅（PbO₂），电解液浓度恢复，电能重新储存为化学能。

关键组件

电极材料：负极采用海绵状铅基板栅，正极为二氧化铅基板栅。

电解质：稀硫酸（H₂SO₄）溶液，参与电极反应并提供离子导电介质。

单体结构：标准铅酸蓄电池单体电压为2V，通过串联多个单体组成高压电池组。

二、蓄电池的核心特性与性能指标

蓄电池的性能由六项关键指标综合决定，直接影响其适用场景和使用寿命：

电池电动势（E）

开路状态下正负极电位差，铅酸电池标称电动势为2.1V。该参数反映电池的理论储能上限。

内阻（R）

包含极板、隔膜、电解液及连接件的总电阻。计算公式：

[

R = frac{E - U}{I}

]

内阻越小，电池实际输出容量越高（如优质铅酸电池内阻可低于10mΩ）。

终了电压（Uₜ）

放电截止临界电压，防止过放损伤电池。计算公式：

[

Uₜ = 1.66 + 0.0175h quad (h为放电小时率)

]

示例：10小时率放电时Uₜ=1.835V，1小时率则升至1.68V。

放电率与充电率

放电率：以时间率（如10小时率）或电流率表示，决定容量标定方式。

充电率：常规采用0.1C（10小时充满）策略，平衡充电效率与电池寿命。

循环寿命

指电池经历完整充放电的次数。铅酸电池典型循环寿命为200-500次，受以下因素影响：

放电深度（DOD）：浅循环（30% DOD）可延长寿命至1200次

温度环境：25℃时性能最佳，每升高10℃寿命减半

充电策略：智能三段式充电可提升20%循环次数