什么是电池 - 电池基础知识完整指南

如果您对电池的工作原理或在选择最佳高性能 电池时应该寻找什么进行过任何研究，那么您可能会被信息所淹没，其中一些信息是相互矛盾的。在 BatteryStuff，我们的目标是澄清这一点。

您很可能听说过“KISS”这个词（保持简单、愚蠢）。我将尝试解释铅酸电池的工作原理以及它们的需求，而不是让您被一堆不必要的技术数据淹没。我发现不同制造商的电池数据会有所不同，因此我会尽力简化这些数据。这意味着我可能会进行一些概括，同时忠于目的。

铅酸电池的商业应用已有 100 多年的历史。用于储存能量的化学原理与我们的曾祖父母使用的化学原理基本相同。

电池就像一个存钱罐。如果你总是取出来，什么也不放回去，你就会一无所有。考虑到所有必须供电的库存电气设备，当今的车辆或动力运动车辆的电池电力需求是巨大的。所有这些电子设备都需要可靠的电源，而电池状况不佳可能会导致昂贵的电子元件故障。

您是否知道每辆汽车的电气系统中平均有 11 磅的电线？看看带有所有需要电源的电子设备的房车和船只。不久前，拖车或房车只有一块 12 伏家用电池。如今，休闲车使用房车电池为高达 4000 瓦的逆变器供电。

随着能源需求的增加，平均电池寿命变得更短。使用寿命取决于使用情况和放电深度，通常为 6 至 48 个月，但实际上只有 30% 的电池能达到 48 个月的标准。如果您无法使用电池充电器来维护电池，您可以在休息月份将其连接到太阳能充电器来延长电池寿命。

如果您能掌握基础知识，您将减少电池问题，并获得更好的电池性能、可靠性和寿命。我建议您阅读整个教程；不过，我已将所有信息编入索引以方便参考。

一些基础知识

铅酸电池由极板、铅和氧化铅（使用其他各种元素来改变密度、硬度、孔隙率等），用35%的硫酸和65%的水溶液组成。这种溶液称为电解质，它会引起化学反应，产生电子。当您使用液体比重计测试电池时，您测量的是电解液中硫酸的含量。如果您的读数较低，则意味着缺乏产生电子的化学物质。那么硫磺去哪儿了呢？它位于电池板上，因此当您为电池充电时，硫会返回到电解质中。

 

1. 安全
2. 电池应用：深循环与启动
3. 湿池、凝胶池和吸收玻璃垫 (AGM)
4. 锂离子和 LiFePO4
5. CCA、CA、AH 和 RC；这是怎么回事？
6. 电池维护
7. 电池测试
8. 选择和购买新电池
9. 电池寿命和性能
10. 电池充电
11. 电池用途
12. 电池禁忌

 

安全

当您在电池周围工作或使用电池时，您必须考虑安全。取下所有珠宝。（毕竟，您不想在佩戴表带时熔化表带！）电池充电时产生的氢气非常具有爆炸性。我们已经看到了几起电池爆炸并将所有东西浸入硫酸的例子。这一点也不好玩，而且是使用挂在墙上的护目镜的好时机。哎呀，你甚至可以穿上你的迪斯科服装。聚酯不受硫酸的影响，但任何含棉的东西都会被腐蚀。如果你觉得没有必要彰显时尚，那就穿垃圾衣服吧——毕竟，涤纶仍然过时。

在车辆上进行电气工作时，最好断开接地线。请记住，您正在接触腐蚀性酸、爆炸性气体和数百安培的电流。

 

电池类型：深循环与启动

基本上，铅酸电池有两种类型（以及三个子类别）。两种主要类型是启动（曲柄）和深循环（船舶/高尔夫球车）。启动电池（SLI 启动灯点火）旨在提供快速爆发的能量（例如启动发动机），因此具有更大的板数。这些板更薄，并且材料成分略有不同。

什么是深循环电池？ 深循环电池的瞬时能量较少，但长期能量输送较多。深循环电池具有更厚的极板，可以承受多次放电循环。启动电池不应用于深循环应用，因为较薄的极板在放电时更容易发生翘曲和点蚀。所谓的双用途电池是两种电池之间的折衷方案，但如果可能的话最好更具体一些。

 

铅酸电池类型：湿式电池、凝胶电池、AGM

凝胶电池和AGM电池是特种电池，其成本通常是优质湿电池的两倍。然而，它们储存得很好，并且不像湿电池那样容易硫酸化或降解。尽管并非不可能，但使用这些电池时发生氢气爆炸或腐蚀的可能性很小；它们是您可以使用的最安全的铅酸电池。凝胶电池和某些 AGM 电池可能需要特殊的充电速率。如果您想要最好、最通用的电池，那么应该考虑 AGM 电池类型。AGM 电池非常适合船舶、房车、太阳能、音频、动力运动和备用电源等应用。

如果您不每天使用或操作设备，AGM 电池将比其他类型的电池更好地保持电量。如果您必须依赖一流的电池性能，请多花点钱。凝胶电池仍在销售，但 AGM 电池在大多数应用中正在取代它们。

关于 AGM 电池存在常见的混淆，因为不同的制造商对它们有不同的名称。一些更常见的名称是“密封调节阀”、“干电池”、“防溢漏”和“阀控铅酸”电池。在大多数情况下，AGM 电池比湿电池具有更长的使用寿命和更长的循环寿命。

特别说明：在提及密封免维护电池时，人们通常使用术语“凝胶电池”作为通用术语，就像人们在提及面巾纸时使用面巾纸一样。因此，我们收到了大量要求更换凝胶电池或凝胶电池充电器的请求，而实际上电池是 AGM。因此，我们始终建议在购买替换电池或寻找充电器来维护电池时验证电池类型。

湿电池

湿室有两种类型：可维修型和免维护型。两者都充满电解液，基本相同。我更喜欢一种可以加水并用比重计检查电解质比重的溶液。此外，可维修型的使用寿命往往会更长一些，因为您可以在蒸发时添加蒸馏水，并用电池均衡剂等抑制剂处理电池以防止硫酸盐化。相反，对于免维护，您无法执行任何一项维修功能。

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吸收玻璃垫结构允许液体电解质悬浮在玻璃纤维垫中。这种消光围绕极板的活性材料，理论上这可以提高放电和充电效率。AGM 通常是为高性能发动机启动、动力运动设备、深循环、太阳能和蓄电池等应用而制造的。我们销售的较大深循环 AGM 电池如果在放电率低于 50% 之前充电，通常可以提供较长的循环寿命。当深循环AGM电池放电至不低于60%时，循环寿命一般会增加300次以上。

我们携带的摩托车电池符合或超过 OEM 电池的规格。我们还为那些对 OEM 电池有品牌忠诚度的人提供Motocross 品牌电池，因为它们是 Yuasa 的售后电池。

凝胶

凝胶电池与 AGM 电池类似，被认为是不可溢出的，但电解质不是湿液体。凝胶电池中的电解质含有二氧化硅添加剂，可使其凝固或变硬。在大多数情况下，凝胶电池的充电电压通常低于标准富液式湿电池或 AGM 电池，MK Battery 制造的电池除外，其 12 伏电池可接受高达 14.6 伏的电压。大多数凝胶电池每颗 12 伏电池只能充电至 14.2 伏，并且可能是对过压充电不良反应最敏感的电池。凝胶电池最适合用于非常深的循环应用，并且在炎热天气应用或电池过度放电的应用中可能会持续更长的时间。如果电池充电器不正确如果用在胶体电池上，性能不佳和过早失效是肯定的。

锂电池类型：锂离子电池与磷酸铁锂电池

市场上新型优质电池是锂电池，通常称为锂离子或 LiFePO4 电池。在大多数情况下，它们是相同的电池，因为锂离子是 LiFePO4 电池的父类别，因此一些制造商使用父术语而不是特定术语。

深循环锂电池的循环寿命通常是铅酸电池的三倍。大多数设计使用寿命长达 10 年以上。与铅酸电池相比，锂电池的重量还减轻了 60%。

相比之下，我们最好的铅酸电池是 Lifeline AGM 电池，在 50% 放电深度下可提供约 1000 多次循环。我们携带的 BSLBatt 锂电池在 50% 放电深度下可提供超过 2000 次循环，在 30% 放电深度下可提供高达 8500 次循环。它们的设计使用寿命为 15 至 18 年，而生命线的使用寿命预计约为 6 年。

本文从深循环电池的角度介绍了锂主题。如果您正在寻找启动电池，我们为摩托车、全地形车和各种其他动力运动应用提供多种选择。您可以通过我们的锂电池买家指南了解有关动力运动应用锂电池的更多信息。

 

CCA、CA、AH 和 RC 解释

所有这些术语都被电池制造商广泛使用。仔细观察引擎盖下的情况，您很可能会看到具有这些术语中的一个或多个额定值的电池。下面列表中的前两个是启动术语，后两个是容量术语。让我们把它们分解吧！

CCA

冷启动电流 是衡量电池在 0°F 30 秒且电压不低于 7.2 伏时可提供的电流的量度。因此，高 CCA 电池额定值在启动电池应用和寒冷天气中尤其重要。这种测量在深循环电池中并不是特别重要，尽管它是最常见的“已知”电池测量。

CA

起动电流在 32°F 下测量。该额定值也称为船用起动电流(MCA)。热启动电流(HCA)已很少使用，但在 80°F 下测量。

RC

储备容量是一个非常重要的电池额定值。这是充满电的电池在 80°F 下在 25 安培负载下放电直至电池电压降至 10.5 伏以下的分钟数。

Ah

安培/小时是深循环电池上常见的额定值，也是容量额定值。标准额定值基于 20 小时内可以从电池中输出的安培数。对于额定容量为 100 AH 的电池，这意味着您可以使用电池 20 小时，总共提供 100 安培小时的电流。这相当于每小时约 5 安培 (5 x 20 = 100)。然而，重要的是要知道放电的总时间和施加的负载不是线性关系。随着负载的增加，您的实际容量会减少。这意味着，如果您通过 100 安培的负载对同一个 100 AH 电池进行放电，则它不会给您提供一小时的运行时间。相反，电池的感知容量将为 64 安培小时。

 

电池维护

正确维护电池对于最终的使用寿命非常重要。定期考虑以下几点：

• 应使用小苏打和水溶液清洁电池；几汤匙兑一品脱水。
• 电缆连接需要清洁并拧紧，因为电池问题通常是由连接脏污和松动引起的。
• 可维修的电池需要检查液位。仅使用不含矿物质的水；蒸馏是最好的，因为所有杂质都已被去除，并且没有任何残留物可能污染您的细胞。
• 不要给电池加得太满，尤其是在温暖的天气里，因为炎热天气下液体的自然膨胀会将多余的电解质从电池中挤出。
• 为了防止顶部接线柱电池上的电缆腐蚀，请在接线柱底部使用一小滴硅胶密封剂，并在其上放置一块毛毡电池垫圈。在垫圈上涂上高温油脂或凡士林（凡士林），然后将电缆放在立柱上并拧紧。在裸露的电缆端涂上润滑脂。电池中的气体凝结在金属部件上会导致大多数腐蚀。

 

电池测试

这可以通过不止一种方式来完成。最准确的方法是测量比重和电池电压。要测量比重，请购买温度补偿比重计。要测量电压，请使用数字直流电压表。如果您需要测试密封电池，优质负载测试仪可能是一个不错的选择。

对于任何这些方法，您必须首先将电池充满电，然后去除表面电荷。我们建议让电池放置几个小时以消除表面电荷（我更喜欢至少 12 小时）。让电池静置可以让您获得有关电池正常工作情况的最准确结果。但是，如果您需要更快地消除表面电荷，可以将电池放电几分钟。对于深循环电池，您只需为使用该电池的设备供电几分钟即可。对于启动电池，只需使用远光灯为前灯供电也可以。一旦表面电荷被移除，您就可以开始测试。

充电状态	比重	电压
		12V	6V
100%	1.265	12.7	6.3
75%	1.225	12.4	6.2
50%	1.190	12.2	6.1
25%	1.155	12.0	6.0
出院	1.120	11.9	6.0

负载测试是测试电池的另一种方法。负载测试仪会从电池中移除电流，就像启动发动机一样。一些电池公司在其电池上贴上安培负载标签以供测试。该数字通常是 CCA 评级的一半。例如，500 CCA 电池将在 250 安培下进行负载测试 15 秒。然而，大多数负载测试仪要么允许您输入 CCA，要么在模拟测试仪的情况下，它会向您显示电池应测试的图表。

仅当电池接近或充满电时才应执行负载测试。如果您没有或想购买负载测试仪，只需给电池充电，等待 12 小时，然后将其带到汽车商店进行测试。避免将电量耗尽的电池带到汽车商店进行测试，因为测试只会显示您已经知道的信息。

您的测试结果应如下所示：

• 比重计读数之间的差异不应超过 0.05。
• 数字电压表的读数应为本文档中所示的电压。密封 AGM 和凝胶电池电压（充满电）将在 12.8 至 12.9 范围内略高。如果充电电池的电压读数在 10.5 伏范围内，通常表明电池短路。
• 如果您有免维护湿电池，唯一的测试方法是电压表和负载测试。任何具有内置比重计（黑色/绿色窗口）的免维护电池都会告诉您 6 节电池中的 1 节电池的状况。您可能会从 1 节电池获得良好的读数，但电池中的其他电池会出现问题。
• 如果对电池测试有疑问，请致电电池制造商。如今出售的许多电池都有免费电话号码可供拨打寻求帮助。

 

选择和购买新电池

 在购买新电池时，我建议您尽可能购买具有最大储备容量或AH额定值的电池。当然，物理尺寸和终端类型必须是考虑因素。如果应用处于更恶劣的环境中，或者电池不需要定期维护和充电，您可能需要考虑使用凝胶电池或吸收玻璃垫 (AGM)，而不是湿电池。AGM 和凝胶电池通常具有较低的自放电率，因此在不维护时可以使用更长时间。

请务必购买适合其必须完成的工作的正确类型的电池。请记住，发动机启动电池和深循环电池是不同的。新电池的新鲜度非常重要。电池放置的时间越长，极板上形成的硫酸化物就越具有破坏性。大多数电池上都有生产日期代码。虽然日期代码并不总是显而易见，但许多制造商或经销商会用字母表示月份，例如带有“A”的字母表示一月。该字母后面跟着一个数字，例如“4”，对应于 2021 年。C4 会告诉我们电池是在 2021 年 3 月制造的。记住越新越好。不使用字母“I”，因为它可能与数字 1 混淆。

电池保修

与大多数保修一样，它们通常受到电池制造商的青睐。假设你购买了一块保修期为60个月的电池，续航时间为41个月。保修是按比例计算的，因此，根据电池的总零售价计算使用月数，您最终支付的费用与以促销价购买电池的费用大致相同。这让制造商很高兴。

让我高兴的是超过保修期。截至撰写本文时，我们目前销售Scorpion和Motocross的摩托车和 ATV 电池，并提供更换保修。对于深循环电池，MK 电池和通用电池系列目前提供 1 年更换服务，我们提供的一些高端制造商根据其安装的应用提供更高的保修条款。

 

电池寿命和性能

 随着能量需求的增加，平均电池寿命变得更短。我最常听到的两个短语是“我的电池无法充电”和“我的电池无法充电”。目前销售的电池中只有 30% 达到 48 个月的标准。事实上，80% 的电池故障都与硫酸盐的积累有关。当电解质（电池酸）中的硫分子深度放电以致开始覆盖电池的铅板时，就会发生这种积聚。不久之后，极板的涂层就会变得太厚，导致电池耗尽。硫酸盐化的原因有很多：

• 电池充电间隔时间太长。电池有两种状态：正在充电或自放电。
• 电池在没有某种类型的能量输入的情况下被存储。即使断开电池，它仍然会自放电。
• “深度循环”发动机启动电池。请记住，这些电池不能承受深度放电。
• 未完成充电周期。电池充电不足将使放电过程中发生的硫酸盐积聚变硬。当发生这种情况时，会减少铅板上发生化学反应的面积，从而降低电池的容量。
• 超过 100°F 的热量会增加内部放电。随着温度升高，内部放电也会增加。充满电的新电池在 110°F 的温度下每天 24 小时放置 30 天很可能无法启动发动机。
• 电解质水平低。电池板暴露在空气中会立即硫酸化。
• 充电级别和设置不正确。大多数廉价电池充电器弊大于利。请参阅有关电池充电的部分。
• 寒冷的天气对电池也很不利。这种化学物质产生的能量与热电池不同。此外，深度放电的电池在零度以下的天气下也会结冰。我们推荐MK Battery的凝胶电池用于零度以下的天气，因为他们的一些电池的额定值低至 -76°F。
• 寄生漏电是在钥匙关闭时施加在电池上的负载。根据寄生负载，我们看到电池在几天到几个月内放电。我们建议测试您的寄生负载，以便您知道会发生什么。

增加生命

有多种方法可以大大延长电池寿命和性能。我们销售的所有产品都旨在提高性能和电池寿命。

举个例子：假设您有“玩具”，例如全地形车、老爷车、古董车、船、哈雷摩托车等。您很可能不会像使用汽车那样一年 365 天都使用这些玩具。这些玩具很多都是季节性的，所以要储存起来。电池会发生什么情况？大多数为我们的玩具提供能量的电池只能持续 2 个季节。您必须防止这些电池硫酸化或购买新电池。我们销售防止和逆转电池上硫积聚的产品。BatteryMINDer产品是获得专利的电子设备，可逆转并防止硫酸盐化。此外，电池均衡剂（一种化学电池添加剂）已被证明在提高电池寿命和性能方面非常有效。其他设备，例如太阳能涓流充电器是电池维护的绝佳选择。

寄生漏极

大多数车辆都有时钟、发动机管理计算机、报警系统等。如果是船，您可能有自动舱底泵、收音机、GPS 等。这些设备都可能在发动机不运转的情况下运行。您可能会遇到由电气系统短路引起的寄生负载。如果您总是遇到电池没电的问题，很可能是寄生消耗过多。过多的寄生能量消耗导致电池电量持续低或没电，将大大缩短电池寿命。如果您遇到这个问题，请查看PriorityStart！电池开关以防止电池耗尽。这个特殊的计算机开关将在所有启动能量耗尽之前关闭发动机启动电池。该技术将防止您深度循环启动电池。

 

电池充电

请记住，为了正确维护电池，您必须立即放回所使用的能量。 如果不这样做，电池会硫酸盐化，从而影响性能和寿命。交流发电机是电池充电器。如果电池没有深度放电，它可以很好地工作。交流发电机往往会对电量非常低的电池过度充电，过度充电可能会损坏电池。事实上，发动机启动电池在通过交流发电机充电时平均只能进行大约 10 次深循环。电池喜欢以某种方式充电，尤其是当它们深度放电时。这种充电方式称为三步调节充电。请注意，只有使用计算机技术的特殊智能电池充电器才能执行三步充电技术。您在零件店或大型商店中找不到这些类型的充电器。

 

1. 第一步是批量充电，其中高达 80% 的电池能量容量在充电器的最大电压和电流安培额定值下被充电器替换。
2. 当电池电压达到 14.4 伏时，吸收充电步骤开始。此时电压保持在恒定的 14.4 伏，电流（安培）下降，直到电池充电 98%。
3. 接下来是浮动步骤。这是一个不超过 13.4 伏的调节电压，通常小于 1 安培的电流。这将使电池充电至 100% 或接近 100%。浮充不会使电池沸腾或发热，但可以使电池保持 100% 就绪状态，并防止长期不活动时发生循环。注意：某些凝胶电池和 AGM 电池可能需要特殊设置或充电器。

 

电池剂量

• 安全第一。
• 请阅读整个教程。
• 定期检查和维护，特别是在炎热的天气里。
• 电池放电后请立即充电。
• 请购买适合您配置的最高 RC 储备容量或 AH 安培小时电池。

 

电池禁忌

• 不要忘记安全第一。
• 不要添加新的电解质（酸）。
• 请勿使用不受监管的高输出电池充电器为电池充电。
• 如果没有某种类型的设备来保持电池充电，请勿将您的设备和玩具存放起来。
• 发动机运行时请勿断开电池电缆（电池充当过滤器）。
• 不要推迟给电池充电。
• 不要添加自来水，因为它可能含有会污染电解质的矿物质。
• 不要让电池放电得比你可能需要的更深。
• 充电时不要让电池摸起来变热并剧烈沸腾。
• 不要混合使用不同尺寸和类型的电池。