碱性蓄电池，即电解液是碱性溶液的一种蓄电池。

碱性蓄电池具有体积小，机械强度高、工作电压平稳、能大电流放电、使用寿命长和宜于携带等特点。

中文名

碱性蓄电池

外文名

Alkaline Secondary battery

性 质

电解液是碱性溶液的一种蓄电池

特 点

体积小，机械强度高

简介

以氢氧化钠、氢氧化钾溶液作电介质的蓄电池。一般用于通信、电子计算机、小功率电子仪器作直流电源;也适用于变、配电所继电保护、断路器分合闸和信号回路的直流电源。

碱性蓄电池

工作原理

碱性蓄电池[1]是以KOH或NaOH为电解液的蓄电池，主要有铁镍、镉镍、锌银、镉银、锌镍蓄电池等。在碱性蓄电池中，如用氢氧化镍作正极板，用铁(Fe)作负极板，叫做铁镍蓄电池;如用镉(Cd)作负极板的叫做镉镍蓄电池。

镉镍蓄电池由塑料外壳、正负极板、隔膜、顶盖、气塞帽以及电解液等组成。与铅酸蓄电池比较，镉镍蓄 电池放电电压平稳、体积小、寿命长、机械强度高，维护方便，占地面积小，当前已逐渐在中小容量的变电站里推广使用。

碱性蓄电池

以镉镍蓄电池为例，碱性蓄电池的工作原理是：

蓄电池[2]极板的活性物质在充电后，正极板为氢氧化镍〔Ni（OH）3〕，负极板为金属镉（Cd）；而放电终止时，正极板转变为氢氧化亚镍〔Ni(OH2)〕，负极板转变为氢氧化镉〔Cd(OH)2〕，电解液多选用氢氧化钾（KOH）溶液。

碱性蓄电池

分类

常见的有圆柱密封式GNY型和长方形烧结式GNG型两种。GNY型镉镍蓄电池的容量较小，见表1，用于变电站跳合闸操作时常感容量不足。GNG型镉镍蓄电池容量较大，见表2，在变电站的直流操作系统中用得较多。

碱性蓄电池

表1圆柱密封镉镍蓄电池技术数据

表1

型号

额定电压

(V)

额定容量

(A·h)

充电

5h放电率

外形尺寸(mm)

电流

(mA)

时间(h)

电流

(mA)

终止电压

(V)

外径

高

GNY0.15

1.25

0.15

15

14

30

1.0

12

30

GNY0.25

0.25

25

14

50

14

30

GNY0.5

0.5

50

14

100

14

50

GNY1.0

1.0

200

7

200

20.5

50

GNY1.5

1.5

300

7

300

26

50

GNY3.0

3.0

600

7

600

34

61.5

GNY3.5

3.5

350

14

700

34

61

GNY5.0

5.0

1000

7

1000

34

91

GNY6.0

6.0

600

14

1200

34

91

表2烧结式镉镍蓄电池技术数据

表2

型号

额定电压

(V)

额定容量

(A·h)

4h充电率

4h放电率

1h放电率

放电终压

(V)

电流

(A)

时间

(h)

电流

(A)

时间

(h)

电流

(A)

时间

(min)

GNG5-(2)

1.20

5

1.25

7

1.25

≥4

5

≥54

0.9

GNG10-(2)

10

2.5

7

2.5

≥4

10

≥54

0.9

GNG20-(3)

20

5

6

5

≥4

20

≥54

0.9

GNG35-(2)

1.2

35

9

6

9

≥4

35

≥54

0.9

型号

外形尺寸(mm)

长

宽

高

GNG5-(2)

55.4

24

123

GNG10-(2)

80

24

155

GNG20-(3)

81

32.5

242

GNG35-(2)

81

42

263

蓄电池的工作方式

综述

蓄电池的工作方式，实际上就是蓄电池工作期间进行充电和放电的方式。蓄电池采取什么样的方式向负载 供电，又以什么样的方式补充放掉的电能，是要根据蓄电池的具体用途、充电电源(城市电网)等情况而定的， 现将蓄电池的几种工作方式分述如下。

充放制工作方式

这种方式是由甲、乙两组蓄电池轮换进行工作，即一组放电时，另一组进行充电，充完电后作为备用，两组电池充电和放电交替循环使用。

这种工作方式适用于城市电网不可靠、不稳定的场合。其优点是供电质量高，安全可靠。

定期浮充制工作方式

定期浮充制又称半浮充制，是定期地用整流设备和电池并联供电的一种工作方式，即在部分时间里由整流设备与蓄电池并联供电。就这样在向负载供电的同时，整流设备对蓄电池进行小电流充电，作为补充电池已放出的容量和自放电的消耗;在另一部分时间里则由蓄电池单独供电。

这种工作方式适宜于蓄电池容量小或负载变化较大的场合。当负载小时，由蓄电池单独供电、负载大时用浮充供电。

连续浮充制工作方式

这是整流设备与蓄电池持续并联供电(连续浮充供电)的一种工作方式。在浮充过程中，负载电流全部由整流设备供给，并且还对蓄电池作补充充电，而蓄电池只起着平滑滤波的作用。只有当市电停电或整流设备发生故障时，才由蓄电池对负载供电。

这种工作方式适宜于城市电网供电可靠、电压又稳定的场合。其优点是蓄电池的容量可以减小;使用寿命长;因直流电能直接由整流设备输出，而不经过蓄电池的转换，所以电源设备的效率高;维护工作简单。缺点是输出直流中含有一定的脉动成分。

不论哪一种工作方式，要保证蓄电池处于良好状态，延长使用年限，做好日常维护是一个重要环节。不同工作方式的蓄电池，维护时各有重点，要分别对待之。

充放电方法

①铅酸蓄电池的充、放电方法列于表3，充电电流与充电量见表4。

表3铅酸蓄电池的充放电方法

表3

项目

内容

初充电

新装或大修后的蓄电池第一次充电叫做初充电，具体方法如下

1.注入电解液2～4h后，温度低于35℃时才能充电。充电时，电解液温度不允许超过40℃，如果

温度达到35℃以上时，应将充电电流减半。如温度继续上升至40℃时，应停止充电，待液温下降到35℃

以下时再继续进行充电。充电电流按表4中初充电的第一阶段电流控制

2.当单体蓄电池的电压上升到2.4V时，改用第二阶段电流充电

3.当单体蓄电池的电压上升到2.4V以上，充入电量达到表4的要求，且电压、比重在3h内

稳定，电极上析出大量气体，即使停电1h再充电仍能立刻析出大量气体，则充电完成

正常充电

对已经放过电的蓄电池充电，按表4中正常充电的电流分两阶段充电，其要求和判断与初充电

相同

均衡充电

铅酸蓄电池在运行中往往因为长期充电不足、过放电或其他一些原因，使极板出现硫化现象，致使

充电时电压和比重不易上升。为使蓄电池运行良好，须进行均衡充电

1.为使各个电池都能达到额定容量，防止产生“落后电池”，进行均衡充电，正常使用的蓄电池，每

月进行一次

2.经常充电不足或过量放电以及放电后未即时充电的蓄电池要进行均衡充电

3.均衡充电的方法是：用5～20h率放电后再正常充电，1h后用初充电第二阶段的充电电流值充电，

到发生大量气泡时放置1h。如此反复充电，直至一充电即发生大量气泡，且比重及电压稳定为止

浮充电

1.将蓄电池组与电源线路并接到负载电路上，部分时间负荷由蓄电池供电，部分时间负荷由电源供

电，并对蓄电池浮充，这称半浮充

2.正常情况下负荷由电源供电，同时电源对蓄电池浮充称全浮充。如果电源一旦中断蓄电池可立即

向负荷供电

3.全浮充补充的电流值近似为(C/1200C～C/800C)A，C为额定容量，电压为2.1～2.2V

快速充电

用比C/10大得多的电流，例如C/5～C/2进行充电，在短时间完成充电称快速充电

放电率

适当的放电率可提高电极活性物质的利用率，增加放电容量，一般以20、10、5h率放出的额定容量

作为蓄电池的容量标志。不希望过放电，以免引起电极板的弯曲，活性物质的脱落

电解液调整

往电解液中补充蒸馏水，使充电后的电解液比重在20℃时小于1.300。为防止硫酸盐化形成钝态膜，

阻碍电化学反应，显著减小容量，用20h率以下的小电流进行长时间的充电予以解决

表4 铅酸蓄电池的充电电流与充电量

表4

充电方式

蓄电池类别

初充电

正常充电

第一阶段电流(A)

第二阶段电流(A)

充电电量/额定电量

第一阶段电流(A)

第二阶段电流(A)

充电电量/额定电量

固定铅酸电

池、防酸式

0.08C10

0.04C10

5～7

0.1C10

0.05C10

1.2～1.4

②铁镍、镉镍蓄电池的充放电制如表5所示。

表5铁镍、镉镍蓄电池的充放电制

表5

充放电方法

电流(A)

时间(h)

终止电压(V)

1h率放电

C

1

0.5

2h率放电

C/2

2

0.7

3h率放电

C/3

3

0.8

5h率放电

C/5

5

1.0

8h率放电

C/8

8

1.1

10h率放电

C/10

10

1.1

20h率放电

C/20

20

1.15

正常充电

C/4

7

过充电

C/4

9

快速充电

C/2

4

浮充电

不定

不定

注：表中的C为蓄电池[3]的额定容量(Ah)。

应用与特点

可用作仪器仪表、自动控制、移动的通信设备等电子设备的直流电源；也可作为反压电池使用。

由于其极板活性物质材料不同，可分为锌银蓄电池、铁镍蓄电池、镉镍蓄电池等系列。

碱性蓄电池

与同容量的铅蓄电池相比，其体积小，寿命长，能大电流放电，但成本较高。