鉛酸蓄電池的主要性能指標

（1）安全性能

安全性能指標不合格的蓄電池是不可接受的，其中影響最大的是爆炸和漏液。爆炸和漏液的發(fā)生主要與蓄電池的內壓、結構、工藝設計（比如安全閥失效）及應當禁止的不正確操作有關。

（2）額定容量

為了蓄電池的容量，定義了蓄電池的額定容量。額定容量是蓄電池制造的時候，規(guī)定蓄電池在一定的放電條件下應該放出的最低限度的電量，其單位為Ah。使用條件不同，蓄電池能夠放出的容量也不同。規(guī)定的蓄電池放電條件為：

①蓄電池放電電流。一般所說的就是放電率，針對蓄電池放電電流的大小分別有時間率和電流率。放電時間率是指在一定的放電條件下放電到終止電壓的時間長短。依據IEC標準，放電率分別為20小時率、10小時率、5小時率、3小時率、2小時率、1小時率、0.5小時率等。蓄電池的額定容量用C來表示，以不同的放電率得到的蓄電池的容量會不同。②放電終止電壓。放電電流不同，終止放電電壓也不相同。隨著放電的進行，蓄電池的端電壓會逐步下降。在25℃條件下放電到能夠再次反復充電使用的最低電壓稱為放電終止電壓。放電率不同，放電終止電壓也不相同。一般為10小時率放電的終止電壓多數(shù)為1.8/

單格，以2小時率方電的終止電壓一般為1.75V/單格。低于這個電壓時，雖然可以放出稍微多一點的電量，但是容易形成再次充電的容量下降，所以除非特殊情況，不要放電到終止電壓。

③放電溫度。需電池在低溫時的放電容量小，高溫時的容量大，為了統(tǒng)一放電容量就規(guī)定了放電溫度。

④蓄電池的實際容量。蓄電池的實際容量反應蓄電池實際存儲電量的多少，單位用安時表示（Ah）表示。同樣安時數(shù)越大，則蓄電池的容量就越大，電動自行車的續(xù)行里程就越遠。在使用過程中，蓄電池的實際容量會逐步衰減。國家標準規(guī)定新出廠的蓄電池的實際容量大于額定容量者為合格蓄電池。如現(xiàn)在市場上電動自行車的蓄電池，以恒定電流5A放電要超過2h，相當于電動自行車在平坦的路上連續(xù)行駛2h以上。

影響蓄電池容量的因素有極板的構造、充放電電流的大小、電解液的溫度及密度等，其中以充放電電流和溫度的影響最大。如充放電流過大，將使極板上的活性物質變化處于表面，容量則降低很多。蓄電池的放電電流不同，所能夠放出的容量也不相同，放電電流越大，能夠放出的電量越小。例如電動自行車常用的電流為5A，使用標稱10Ah的蓄電池就是2小時率放電，如果采用10小時率放電，可以達到12Ah。這樣，該蓄電池如果按照2小時率標稱應該是10Ah，如果按照10小時率標稱就是12Ah.所以評價蓄電池的容量不僅僅要看蓄電池的標稱容量，還要看蓄電池的放電率。電動自行車蓄電池往往標稱為10Ah，同一個蓄電池也可以標12Ah和14Ah。再比如，14Ah的許電車也可以標為17Ah。還有一些蓄電池標為20Ah，蓄電池容量標稱值大了，但是其容量沒有明顯的變化。

（3）內組

蓄電池的內阻是指電流流過蓄電池內部時所受的阻力，鉛酸蓄電池的內阻很小，需要用專門的儀器才可以測得到比較準確的結果。一般所指的蓄電池內阻是充電態(tài)內阻，即蓄電池充滿電時的內阻。與之對應的是放電態(tài)內阻，并且不太穩(wěn)定。蓄電池的內阻越大，蓄電池自身消耗掉的能量越多，其使用效率越低。內阻很大的蓄電池在充電時發(fā)熱很厲害，使蓄電池的溫度急劇上升，對蓄電池和充電器的影響都很大。隨著蓄電池使用次數(shù)的增多，由于電解液的消耗及蓄電池內部化學物質活性的降低，蓄電池的內阻會有不同程度的增大，質量越差的蓄電池增大的越快。

蓄電池內部阻抗會因放電量增加而增大，尤其是在放電終止時阻抗最大，主要因為放電的進行使得極板內產生不良導體硫酸鉛以及電解液比重下降，故放電后務必馬上充電。若任其持續(xù)放電，則硫酸鉛形成安定的白色結晶（即硫化現(xiàn)象）后，即使充電，極板的活性物質亦無法恢復原狀，從而將縮短蓄電池的使用壽命。

溫度的下降將導致電解液流動性變差，極板收縮，化學變化遲緩，蓄電池內阻增加。從30℃開始，若溫度下降1℃，容量將下降1%左右，其內阻也有所增大。所以在嚴寒地區(qū)，氣溫在-20℃以下時容量已下降至60%，內阻增大，常感到蓄電池電力不足。在嚴寒地區(qū)易出現(xiàn)過量放電，而在溫帶地區(qū)則經常出現(xiàn)過量充電的問題。所以要使用好蓄電池，必須根據當?shù)氐臍夂驐l件，針對實際情況，掌握其使用規(guī)律。蓄電池的充電必須根據不同情況選擇適當?shù)姆椒ú⒄_的使用充電設備，這樣才能提高蓄電池的容量，延長蓄電池的使用壽命。鉛酸蓄電池的內阻與鎳氫蓄電池及鋰離子蓄電池相比較小，即蓄電池容量下降2/3后，仍能提供較大的電流，而電源電壓基本穩(wěn)定，波動較小。而鎳氫蓄電池及鋰離子蓄電池就不同了。以36V/9Ah鋰離子蓄電池為例，當容量下降到原來的1/3后，電流輸出為12A時，電壓就會有4~5V的波動，即有電流輸出時為31V，無電流輸出時接近35V。這樣在電動自行車應用中，騎行時會出現(xiàn)運行不平穩(wěn)，時而有輸出時而無輸出的現(xiàn)象。

（4）循環(huán)壽命

循環(huán)壽命是指蓄電池可經歷的重復充放電次數(shù)。蓄電池的壽命和容量成反比關系，循環(huán)壽命還與充放電條件密切相關，一般充電電流越大（充電速度越快），循環(huán)壽命越短。壽命是表示蓄電池容量衰減速度的一項指標，隨著使用的深入，蓄電池容量的衰減是不可避免的，當容量衰減到某規(guī)定值時，可以判定壽命終結。按照新制定的電動自行車蓄電池標準，一定容量70%充放電循環(huán)次數(shù)來表示蓄電池的壽命，合格底線為350次。因此，對于日常交通距離小于30km的用戶而言，若電機、控制器、充電器等都是良好的，使用方法正確，一組較好的蓄電池的最短服役時間達到一年以上應該是可以保證的。

容量和壽命是衡量蓄電池性能的主要指標，容量一般以Ah為單位，表明蓄電池儲備能量的能力。例如一個標稱容量為12Ah的蓄電池，則必須達到以6A放電，放至終止電壓3105V（36V）的時間應不小于2h的水平。將這種蓄電池用于電動自行車，載重75kg，在平坦路面上騎行，工作電流約為4A，放電時間應大于3h，時速為20km，那么它的理論續(xù)行里程將達到50km。若考慮途中剎車、啟動等因素，采用這種蓄電池的電動自行車的續(xù)行里程可達到40~50km。

一般來說，放電電流越大，蓄電池的壽命越短；放電深度越深，蓄電池的壽命也越短。

鉛酸蓄電池可以應付短時間的大電流放電，這時候放電深度不深。小電流放電時，即便放電深度稍微深一些，對蓄電池的壽命影響也不大。蓄電池最怕連續(xù)大電流深度放電。

影響鉛酸蓄電池壽命的因素有極板的內在因素，諸如活性物質的組成、晶型、孔隙率、極板尺寸、板柵材料和結構等；也取決于一系列外在因素，如放電電流密度、電解液濃度和溫度、放電深度、維護狀況和儲存時間等。

①放電深度。放電深度即使用過程中放電到何程度時開始停止，100%深度指放出全部容量。鉛酸蓄電池的壽命受放電深度的影響很大。設計造型時重點要考慮的深循環(huán)使用，則鉛酸蓄電池會很快失效。

因為正極活性物質二氧化鉛本身互相結合就不牢，放電時生成硫酸鉛，充電時又恢復為二氧化鉛，硫酸鉛的摩爾體積比氧化鉛大，則放電時活性物質體積膨脹。1mo1氧化鉛轉化為1mo1硫酸鉛時，體積增加95%。這樣反復收縮和膨脹，就會使二氧化鉛粒子之間的相互結合逐漸松弛，易于脫落。若1mo1二氧化鉛的活性物質只有2220%放電，則收縮、膨脹的過程就大大降低，結合力破壞變緩，因此，放電深度越深，其循環(huán)壽命越短。

②過充電程度。過充電時有大量氣體析出，這時正極板活性物質遭受氣體的沖擊，這種沖擊會促進活性物質脫落。此外，正極柵合金也遭受嚴重的陽極氧化而腐蝕，所以蓄電池過充電時會使蓄電池的使用壽命縮短。

③溫度的影響。鉛酸蓄電池的壽命隨溫度升高而延長。在10℃~35℃之間，溫度每升高1℃，增加5~6個循環(huán)；在35℃~45℃之間，溫度每升高1℃，可延長壽命25個循環(huán)以上；溫度高于50℃，則因負極硫化容量損失而縮短了壽命。

蓄電池的壽命在一定溫度范圍內隨溫度升高而延長，這是因為容量隨溫度升高而增大。

如果放電容量不變，則在溫度升高時其放電深度降低，而使壽命延長。

④硫酸濃度的影響。硫酸濃度的增大，雖對正極板容量有利，但蓄電池的自放電增加板柵的腐蝕加速，也促使二氧化鉛松散脫落。隨著蓄電池中硫酸濃度的增大，循環(huán)壽命將縮短。

⑤放電電流密度的影響。隨著放電電流密度的增大蓄電池的壽命將縮短，因為在大電流密度和高硫酸濃度條件下，正極二氧化鉛易松散脫落。

（5）荷電保持能力

蓄電池荷電保持能力是指在開路狀態(tài)下，蓄電池儲存的電量在一定環(huán)境條件下的保持能力。自放電主要是由蓄電池材料、制作工藝、儲存條件等多反面的因素決定的。通常溫度越高，自放電率越大。蓄電池有一定程度的自放電屬于正?，F(xiàn)象。經充電的蓄電池在存放過程中，其容量會因內部的自行放電而逐漸減小，其原因是被充電的陰極活性物質和硫酸起了反應，生產氫氣而失電。一般在溫度越高和比重越大時，自放電量也越大。在正常情況下，蓄電池每存放一天，容量減小2%左右，超過此值則屬不正常。造成蓄電池自行放電的主要原因是電解液不純凈或單體蓄電池內電解液中硫酸的濃度不均勻，特別是電解液中的硫酸下沉，出現(xiàn)上下濃度差時，就會使極板產生電位差而引起自行放電。

（6）高放電性能

高率放電性能即大電流放電能力，主要和蓄電池的材料及制作工藝有關。蓄電池電解液的比重幾乎與放電量成正比例。因此，根據蓄電池完全放電時的比重及10%放電時的比重，即可推算出蓄電池的放電量。測定鉛酸蓄電池電解液比重是得知放電量的最佳方式。測量電解液比重時，須使用吸收式比重計將電解液緩緩吸入外筒，從浮標的刻度即可測知比重。鉛酸蓄電池的電解液比重會隨溫度變化而變化，電解液比重以20℃時的比重為標準，因此比重計上的讀數(shù)必須換算為20℃時的標準比重。比溫度變化1℃時，則比重變化0.0007，因此，在測量比重的同時必須測量溫度，測溫時應使用棒狀酒精溫度計。若在溫度t時所測的比重為st，則可以下式換算標準溫度（20℃）時的比重s20。

S20=St+0.0007（-20）式中：S20為換算到20℃時的比重；St為溫度t時所測的比重；t為電解液的實際溫度。例如：20℃時比重為1.280，在10℃時變?yōu)?.287，30℃時變成1.273。

（7）蓄電池的額定電壓

國家標準規(guī)定的蓄電池電壓值為額定電壓，用V表示。鉛酸蓄電池每格電壓值為2V，蓄電池電壓是把3格隔槽（約2.1V）串聯(lián)在一起而構成6.3V（標稱為6V的蓄電池），串聯(lián)6格就為12.6V（標稱為12V的蓄電池）。該電壓值是在完全充電的狀態(tài)下且端子間沒構成電路時的電壓（開路電壓）。蓄電池的電動勢和硫酸濃度成正比，并受溫度影響。放電時的電壓與放電電流和蓄電池內阻有關，放電電流越大，電壓下降的越多。放電到oV后，即使再充電也不能恢復原來的性能。所以，依放電電流的多少規(guī)定了相應的停止放電電壓，以避免放電至低于該電壓。另外，按規(guī)定放電到停止電壓后擱置一段時間，其開路電壓便恢復到和硫酸濃度相應的電壓。

市場上的電動自行車蓄電池單體電壓只有6V或12v，而大部分電動自行車用的蓄電池為36V，則需由6只6V蓄電池3只12V蓄電池串聯(lián)形成蓄電池組。蓄電池組工作電壓是指蓄電池組實際輸出電能時的電壓值，36V蓄電池組的工作電壓一般在41~31.5V之間，電壓低于31.5v時稱為過放電或欠壓，容易損壞蓄電池組，影響蓄電池的使用壽命。

（8）電解液

電解液是由高純度硫酸和純水組成的無色透明的稀硫酸，它和陰、陽極板起化學作用，把化學能轉化成電能，同時在蓄電池內部起導電作用。電解液的比重在標準溫度20℃下定位1.28。