1电池的分类
1.1按不同用途和形式分:
固定型蓄电池:它又分为开口式、封闭式、防酸隔爆式、消氢式等。移动型蓄电池:它又分为汽车起动用、火车用、摩托车用、船舶用、电瓶车用等。
1.2按极板结构分为:
涂膏式(或涂浆式)、化成式(又称形成式)、半化成式(或半形成式)、玻璃丝管式(或叫管式)等。
1.3按电解质的不同分为:
1.3.1铅酸蓄电池:以酸性物质作电解质,如现在备用电源广泛采用的蓄电池,大都属这类。传统的铅酸蓄电池、酸性反压电池、硅胶蓄电池、干荷蓄电池、TW系列高能免维护固态蓄电池 1.3.2碱性电解质电池:以碱性物质作电解质,但电解质并不消耗,仅完成导电的作用。实用的有铁镍蓄电池、镉镍蓄电池和银锌蓄电池等,都适应大电流放电,特性优于铅酸蓄电池。但价
格昂贵 ,制作材料选择困难,难能广泛使用。燃料电池,也是以碱性物质作电解质的蓄电池。
2.基本概念
2.1电动势与端电压
2.1.1电动势:当外电路断开即没有电流通过电池时,在正、负极间的电位差,叫做电池的电动势。电动势是引起电池内外电路中产生电流的原动力。
电动势以伏特计,可用具有较大内阻的直流电压表测定而达到一定的精确度,如需要更准确的数据,需用电位计测定。
2.1.2端电压:电路闭合时,电池两极的电位差叫做电池的电压,或叫端电压。蓄电池的端电压在充电和放电过程中,由于电流通过的方向不同,蓄电池内阻(r)上降压的方向也不同,因此端电压也不同。在放电时,端电压(U放)低于蓄电池的电动势(E)。其关系是:
U =E-Ir
U =E+Ir
2.2安时容量
蓄电池的容量就是指蓄电池的蓄电能力,通常以充足电后的蓄电池放电到规定终了电压时所能供应的电量叫做电池的容量,蓄电池都采用一定电流连续放电,电池容量C(安时)用下式计算:
C=I• t放(A• h 2-2
式中,I放为放电电流(A),t放为放电时间(h)。如果放电电流不是常量时,那么蓄电池的容量为不同的放电电流与时间的乘积之和,即
C=I1t1+I2t2+I3t3+¼ = O &t I1+I2+¼ +Indt 2-3) 
3.蓄电池的效率
3.1电量效率(安时效率)
输出电量与输入电量之比,叫做蓄电池的电量效率,也称为安时效率。
电量效率(%= C/C ×100= It /It×100 %2-4
3.2蓄电池的自放电率
蓄电池充电后在断路状态和指定的环境下搁置,由于电池的局部作用而造成电池容量的消耗,容量损失与搁置前的容量之比,叫做蓄电池的自放电率。
P=(C1-C2)/C1 ×100%
汽车蓄电池式中,C1为搁置前放电容量(安时),C2为搁置后放电容量(安时),P为自放电率(%)。即在指定的温度下,每若干昼夜的自放电率为多少(%)。温度较高时,因为局部作用所消耗的容量较快,所以自放电率百分数要大一些;在充电后搁置第一第二昼夜的自放率最大,以后逐渐减少。 
3.3蓄电池的使用寿命
蓄电池每充电、放电一次,叫做一次充放循环。蓄电池在保持输出一定容量的情况下所进行的充放循环次数,叫做蓄电池的使用寿命。这是蓄电池的主要性能指标之一。
4.蓄电池工作原理
蓄电池是一种化学电源,它的构造可以是各式各样的,可是从原理上讲所有的电池都是由正极、负极、电解质、隔离物和容器组成的,其中正负极的活性物质和电解质起电化反应,对电池产生电流起着主导作用。
在电池内部,正极和负极通过电解质构成电池的内电路,在电池外部接通两极的导线和负荷构成外电路。
在电极和电解液的接触面有电极电位产生,不同的两极活性物质产生不同的电极电位,有着较高电位的电极叫做正极,有着较低电位的电极叫做其负极,当外电路接通时,就有电流从正极经过外电路流向负极,再由负极经过内电路流向正极,电池向外电路输送电流的过程,叫做电池的放电。在放电过程中,两极活性物质逐渐消耗,负极活性物质放出电子而被氧化,正极活性物质吸收从外电路流回的电子而被还原,这样负极电位逐渐升高,正极电位逐渐降低,两极间的电位差也就逐渐降低,而且由于电化反应形成新的化合物增加了电池的内阻,使电池输出电流逐渐减少,直至不能满足使用要求时,或在外电路两极之间端电压低于一定限度时,电池放电告终止。
电池放电以后,用外来直流电源以适当的反向电流通入,可以使已形成的新化合物(硫酸铅)还原成为原来的活性物质,而电池又能放电,这种用反向电流使活性物质还原的过程叫做充电。
蓄电池可以反复多次充电、放电,循环使用,使用寿命长,成本较低,能输出较大的能量,放电时电压下降很慢。
电动势的产生
铅蓄电池的正极是二氧化铅(PbO2),负极是绒状铅(Pb),它们是两种不同的活性物质,故和稀硫酸(H2SO4)起化学作用的结果也不同。在未接通负载时,由于化学作用使正极板上缺少电子,负极板上却多余电子,如图2-2所示,两极间就产生了一定的电位差。
放电过程的化学反应
当外电路接上负载(比如灯泡)后,铅蓄电池在正、负极板间电位差(电动势)的作用下,电流I从正极流出,经负载流向负极,也就是说,负极上的电子经负载进入正极,如图2-3。同时在蓄电池内部产生化学反应:
在负极板上,每个铅原子(Pb)放出二个电子,而成铅正离子(Pb++),因此负极板上出现若干多余的电子,这些电子在电位差的作用下,将不断地经外路进入正极板。而在电解液内部,因硫酸分子的电离便有氢正离子(H+)和酸根负离子(SO4--)存在。这时,因电荷(离子)的静电作用,氢正离子(H+)移向正极板,酸根负离子(SO4--)移向负极板,于是形成电池内部的离子电流。当酸根负离子(SO--)与负极板上的铅正离子(Pb++)相遇时,便生成硫酸铅(PbSO4)分子附在负极板上。
在正极板上,由于电子自外电路进入,PbO2与水作用离解出来的四价的铅正离子(Pb++++)在取得二个电子后化合变成二价铅的正离子(Pb++),再和正极板附近的酸根负离子(SO4--)结合在一起,生成硫酸分子(PbSO4)附在正极板上。与此同进,移向正极板的氢正离子(H+)便函和氧负离子(O--)结合,生成水分子(H2O)。
于是,放电时总的化学反应为:放电 PbO2+2H2SO4+Pb PbSO4+2H2O+PbSO4 (正极)(硫酸)(负极)(正极)(水)(负极)
从放电反应看出,随着蓄电池放电,硫酸逐渐消耗,电解液的比重逐渐下降。因此,在实际工作中我们可以根据电解液比重化,判断铅蓄电池的放电程度。
充电过程的化学反应
充电是放电过程的逆过程,如图2-4所示。充电时,应在蓄电池上外接充电电源(整流器),使正、负极板在放电时消耗了的活性物质还原,并把外加的电能转变为化学能储存起来。
在充电电源作用下,外电路的电流I自蓄电池的正极板流入,经电解液和负极板流出。于是,电源从正极板中不断取得电子输送给负极板,促使正、负极板上的梳酸铅(PbSO4)不断进入电解液而被游离,因此在电池内部产生如下的化学反应。
在负极板上,因获得了电子,所以二价的铅离子(Pb++)被中和为铅(Pb),并以固体状态附在负极板上。
在正极板上失去的电子,则由电解液中位于极板附近处于游离状态的二价铅离子(Pb++)不断放出二个电子来补充。当它变成四价铅离子(Pb++++)以后,再和水中的氢氧根离子[OH—]结合,生成过渡状态的而且可离解的物质[PbOH4]和游离状态的氢离子(H+)。[PbOH4]又继续被分解为二氧化铅(PbO2)和水。
H+在电流作用下向负极板移动,同时SO4——向正极板移动,两种离子因静电引力而结合成硫酸。
于是,充电时总的化学反应式为:充电 PbSO4+2H2O+PbSO4 PbO2+2H2SO4+Pb
从充电反应式看出,当蓄电池充电后,两极上原来被消耗的活性物质复原了,同时电解液中的梳酸成分增加,水分减少,电解液的比重升高。因此,在实际工作中可根据电解液比重变化,来判断铅蓄电池的充电的程度。
5.充电特性:
通常使用铅蓄电池,当放电端电压降至1.80伏时就必须进行充电。图2-21是以恒定电流对铅蓄电池进行充电时端电压变化的曲线。
充放电过程中,化学作用总是先从极板表面进行的,所以活性物质微孔中电解液浓度的变化比容器中电解液浓度的变化要快得多。因此在充放电过程中就会出现容器中电解液同活性物质微孔中电解液互相护散现象。