第五节 蓄电池的容量及其影响因素

蓄电池容量是指在规定的放电条件（放电温度、放电电流和终止电压）下，蓄电池能够输出的电量，用C表示。当恒流放电时，蓄电池容量等于放电电流与放电时间之积，即

式中 C——蓄电池容量，A·h；

I_f——放电电流，A；

t_f——放电持续时间，h。

容量是反映蓄电池对外供电能力、衡量蓄电池质量优劣以及选用蓄电池的重要指标。容量越大，可提供的电能越多，供电能力也就越大；反之，容量越小，则供电能力就越小。

蓄电池容量与电解液温度、放电电流、放电终止电压和放电持续时间有关。所以，蓄电池出厂时规定的20小时率额定容量C_n和额定储备容量C_r，n都是在规定的电解液温度（恒温25℃±2℃）、规定的放电电流（20小时率放电电流I_n，数值为；额定储备容量放电电流I_r=25A）和规定的终止电压（10.50V±0.05V）下测得的容量。

一、20小时率容量

20小时率容量是指：蓄电池完全充电后，在恒温（25±2）℃的条件下，以20小时率放电电流I_n连续放电至电压降到（10.50±0.05）V时输出的容量。

国家标准GB/T 5008.1—2013《起动用铅酸蓄电池第1部分技术条件和试验方法》规定，20小时率容量试验是在蓄电池完全充电结束后1～5h内，将其放置在（25±2）℃的恒温水浴槽中（其端子高出水面15～25mm，如有多只蓄电池，则蓄电池及其槽壁之间距离应不小于25mm），以20小时率放电电流I_n（A）放电，放电期间电流值的变化应不大于±2%，放电过程中每隔2h记录一次蓄电池电压，每隔4h记录一次电池温度。当电压降到10.80V时，每隔5min记录一次蓄电池电压，当电压降到（10.50±0.05）V时，停止放电并记录放电时间和温度。然后按下式换算到基准温度25℃时的实际容量

式中 C_e25℃——25℃实际容量，A·h；

t——放电时间，h；

T——最终温度，℃；

λ——温度修正系数，λ=0.01/℃。

二、20小时率额定容量

20小时率额定容量C_n是在规定的试验条件下测得的，并由制造商宣称的蓄电池的容量值。国标GB/T 5008.1—2013规定，20小时率实际容量C_e25℃应在第三次或之前的20小时率容量试验时，达到20小时率额定容量C_n。

20小时率额定容量是检验蓄电池质量的重要指标。新蓄电池必须达到该指标，否则就为不合格产品。例如：在电解液温度为（25±2）℃条件下，对新产6-QA-105型蓄电池以I_n（=5.25A）电流连续放电至端电压降到（10.50±0.05）V时，若放电时间大于或等于20h，则其容量为C=I_nt_f≥105A·h，达到或超过了额定容量105A·h，因此该蓄电池为合格产品；若放电时间小于20h，则其容量为C=I_nt_f＜105A·h，低于额定容量值105A·h，因此就为不合格产品。

三、储备容量

储备容量是指蓄电池完全充电后，在恒温（25±2）℃的条件下，以25A电流连续放电至电压降到（10.50±0.05）V时的放电时间，用min表示。

储备容量表达了汽车充电系统（交流发电机和电子调节器）失效的情况下，蓄电池能为照明、仪表和点火系统等用电设备提供25A恒定电流的能力。

我国标准GB 5008.1—2013《起动用铅酸蓄电池第1部分技术条件和试验方法》对储备容量的试验方法已有明确规定，即储备容量试验是在蓄电池完全充电结束后1～5h内，将其放置在（25±2）℃的恒温水浴槽中（其端子高出水面15～25mm，如有多只蓄电池，则蓄电池及其槽壁之间距离应不小于25mm），以I_r（=25A）电流放电，放电期间电流值的变化应不大于±1%，放电过程中每隔10min记录一次蓄电池电压，当电压降到11V时，每隔1min记录一次蓄电池电压，当电压降到（10.50±0.05）V时，停止放电并记录放电时间和温度。然后按下式换算到基准温度25℃时的实际储备容量

式中 C_r，e25℃——25℃实际储备容量，min；

C_r，eT——最终温度实际储备容量，min；

T——最终温度，℃；

λ₁——温度修正系数，λ₁=0.009，℃^-1。

四、额定储备容量

额定储备容量C_r，n也是在规定的试验条件下测得的，并由制造商宣称的蓄电池的容量值。国标GB/T 5008.1—2013规定，实际储备容量C_r，e25℃应在第三次或之前的储备容量试验时，达到额定储备容量C_r，n。

五、额定储备容量与20小时率额定容量的关系

按国家标准规定试验条件下测得的20小时率额定容量与额定储备容量之间，可以进行相互换算。额定储备容量C_r，n与20小时率额定容量C_n的换算公式为

式中 α=1.1828（富液式蓄电池）或α=1.1201（阀控式蓄电池）；

β=0.7732（富液式蓄电池）或β=1.1339（阀控式蓄电池）。

20小时率额定容量C_n与额定储备容量C_r，n的换算公式为：

式中 γ=0.8455（富液式蓄电池）或γ=0.8928（阀控式蓄电池）；

δ=1.2429（富液式蓄电池）或δ=0.8939（阀控式蓄电池）。

六、影响蓄电池容量的使用因素

蓄电池容量与很多因素有关，归纳起来分为两类：一类是与生产工艺及产品结构有关的因素，如活性物质的数量、极板的厚薄、活性物质的孔率等；另一类是使用条件，如放电电流、电解液温度和电解液密度等。

（一）放电电流

放电电流越大，极板表面活性物质的孔隙会很快被生成的硫酸铅堵塞（硫酸铅的体积是二氧化铅的1.92倍、铅的2.68倍），使极板内层的活性物质不能参加化学反应，因此蓄电池容量越小。此外，放电电流越大，电压下降越快，放电“终了”现象将提前出现。如果继续放电，则将导致过放电而影响蓄电池使用寿命。因此，在起动发动机时，必须严格控制起动时间，每次接通起动机的时间不得超过5s，再次起动应间隔15s以上时间。

（二）电解液温度

温度降低则容量减小。这是由于温度降低时，电解液的黏度增大，渗入极板内部困难，使离子扩散速度和化学反应速度降低；同时电解液电阻也增大，使蓄电池内阻增加，消耗在内阻上的电压降增大，蓄电池端电压降低，允许放电时间缩短，因此容量减小。

温度对蓄电池放电时的端电压和容量影响很大，寒冷天气应特别注意蓄电池保温。

（三）电解液密度

适当增大电解液密度，可以提高电解液的渗透速度和蓄电池的电动势，并减小内阻，使蓄电池输出容量增大。但密度超过一定值时，由于电解液黏度增大使渗透速度降低，内阻和极板硫化增加，又会使蓄电池输出容量减小。起动型蓄电池一般使用密度为1.27～1.30g/cm³的电解液。