9.2　铅酸蓄电池

在独立供电系统中使用铅酸蓄电池极具经济性。它们都是由电池单元构成，每个单元额定电压为2V。在这个类别中有许多不同的电池类型，可以适应各种应用。包括：

（1）牵引电池。用于叉车、高尔夫球车等，这些电池被设计为定期进行深度循环、快速充电。它们不适用于独立供电系统，因为它的充电/再充电效率通常较差。

（2）启动电池。用于汽车，通常被称为SLI（启动、照明和点火）电池。这种电池被设计为可以在一个短周期（启动时间）内提供大电流，因此不适用于需要使用深度放电电池的独立供电系统。

（3）固定电池。用于紧急备用场合，例如电信领域，它不需要频繁深度充电，其电池总是维持在满充浮动电压上。这些电池已在独立供电系统中使用，但不具有良好的循环能力。

（4）深循环光伏电池。这种电池的设计使其能够执行有效的充电、放电循环，并且具有较长的寿命。

一个由电池单元组合连接而成的电池（通常是串联）可以在任何所需的电压下工作。例如，一个12V的铅酸蓄电池是由6个电池单元串联而成。

对于较小的独立供电系统，可以使用12V的电池。对于需要更大电池容量的系统，电池通常以2V为单元出售，因为单一的12V电池的重量太重（一些大容量2V单元已经可能超过100kg，注意：有的厂商也会将2个或3个单元连接在一个容器中出售）。安装人员必须使用通常由制造商提供的电缆将它们串联起来使用（也可能并联）。

图9.1为典型铅酸蓄电池的结构。

图9.1　典型铅酸蓄电池的结构

在完全充电的铅酸蓄电池中，铅（Pb）组成了负极板，氧化铅（PbO2）形成了正极板。硫酸（H2SO4）和水的溶液组成了电解液，将两个板浸入其中。Pb和Pb O2称为活性材料。在放电过程中，H2SO4与Pb、PbO2分别发生反应。

化学反应式为

反应结束，电解液中的酸浓度降低，不溶解的硫酸铅（PbSO4）沉积在正电极和负电极的表面。正、负电极之间电势差约为2V。

在充电过程中，由外部电源施加一个比电池电压高的电势差，在这种情况下，上述反应被逆转，电池回到充电的初始状态，两个极板转换回Pb和PbO2。

在充电过程中，电解液中的一部分水通过电解过程转化为氧气和氢气，化学反应式为

之后，气体通过电池顶部的通风孔逸出，一段时间后，电解液水位将下降。因此必须对电池进行监控，定时将水加满。

氢气高度易燃，因此，必须小心确保电池上方和四周有足够的通风空间。