Q-Batteries蓄电池的基本原理与技术

铅酸电池技术（由 Plante 于 1859 年发明）是目前应用最广泛的电能储存技术，自问世以来取得了重大进展。铅酸电池的能量成本是目前电池储能技术中最低的，这使得它在未来许多年内继续拥有市场空间成为可能。铅酸电池根据其电解质的性质可分为两类。

液态电解质电池使用寿命长，但需要定期和经常维护。有些电池每进行 200 至 250 次放电循环即可得到维护，或相当于每年一次。

铅酸蓄电池的基本材料是铅和硫酸，由多孔铅组成的负极板和氧化铅组成的正极板组成。电动汽车主要使用铅酸电池。传统铅酸蓄电池中，为防止正负极板短路，在单体电池中的正极板和负极板之间采用纤维素隔膜来保证隔离。在高性能电池中，微孔隔板用于防止任何可能的短路故障。 

单个铅酸蓄电池的端电压约为2V，正常工作时端电压可根据荷电状态在1.7V～2.4V之间变化。

铅酸蓄电池电极上发生的电化学反应方程式如下：

铅酸电池正极（氧化反应）：

铅酸电池正极（还原反应）：

Maintenance-free lead-acid battery can use two different electrolytes, a silica gel and a non-woven fiber membrane. Maintenance-free lead-acid battery is achieved by equipping a regulating valve to remix the gases. Using this technology, the lead-acid battery is organically combined with the charger to ensure that the lead-acid battery is in the best working condition. It should be emphasized that maintenance-free lead-acid batteries have weak overcharge resistance. The energy density of this type of lead-acid battery is 35~50W·h/kg. The "two-pole" battery is a new concept that replaces the assembly of positive and negative electrodes in conventional batteries, resulting in superior performance. This type of lead-acid battery has a cycle life of about 500 cycles at 80% depth of discharge.

全球铅酸电池制造商众多，几乎都参与了先进铅酸电池协会（ALABC）发起的电池性能改进计划。

铅酸电池可分为以下四大“子类”

1）启动铅酸蓄电池（格栅板），世界上很多国家都有生产，这种铅酸蓄电池随处可见。它们旨在始终保持充满电，从而在需要时允许快速大电流放电。它们具有高自放电率、相对便宜（就可用容量而言约为 0.2 EUR/kW·h），并且被广泛使用。

2）驱动铅酸电池（平板），用于电动汽车和较常见的自动运行机车（铁路、电梯）。它们设计用于每天一次充放电循环。因此，它可以放电到较低的充电状态。其价格相对较高，按可用容量计算约为0.5欧元/kW·h。

3）胶体电解质铅酸蓄电池（平板），主要用于牵引场合。它的容量通常很小，大约100A·h。这种铅酸电池不需要任何维护，可以连续运行3到5年，根据可用容量计算成本约为0.6欧元/kW·h。它们也常用于小型专用平台（如无线通信站），尤其是移动设备（如闪光或发光浮标）。“防水”电池也出现了，其中液体电解质被吸入并永久储存在合成材料袋中。

4）固定（静态）铅酸蓄电池（管状极板），源于可靠供电技术的需要（通讯中继站等）。这类铅酸蓄电池设计为以很小的电流连续充电（即浮充使电池电压保持在一个恒定值），自放电率低（每月1%~2%） ，并在需要时，可以完全放电。即便如此，铅酸电池仍可以进行充放电循环，并在相对较低的充电状态下继续运行数周。虽然这类铅酸蓄电池需要的维护（调节水位）少，成本也略低（0.5 EUR/kW·h），但其性能指标仍然很高（寿命可达8~12年），因此可广泛应用于300A.h以上电池储能电站。

事实上，所有铅酸电池都不能在低于额定容量的 20% 时继续放电。否则，电极会硫化（见下一节），导致铅酸电池容量损失，内阻增加，可用容量下降。