2025年铅蓄电池试题及答案

2025年铅蓄电池试题及答案1.单项选择题（每题1分，共20分）1.1铅蓄电池负极板活性物质在完全充电状态下的主要成分是A.PbSO₄  B.PbO₂  C.Pb  D.PbO答案：C1.2铅蓄电池电解液在25℃下的密度范围通常为A.1.10–1.15g·cm⁻³  B.1.20–1.30g·cm⁻³  C.1.30–1.40g·cm⁻³  D.1.40–1.50g·cm⁻³答案：B1.3下列因素中，对铅蓄电池自放电速率影响最小的是A.电解液温度  B.电解液杂质含量  C.极板合金成分  D.电池外壳颜色答案：D1.4铅蓄电池10小时率容量C₁₀与1小时率容量C₁的近似关系为A.C₁≈0.6C₁₀  B.C₁≈1.0C₁₀  C.C₁≈1.67C₁₀  D.C₁≈2.5C₁₀答案：A1.5在恒压充电过程中，铅蓄电池充电电流逐渐下降的主要原因是A.电解液温度升高  B.极板硫化  C.电池电动势升高  D.内阻急剧增大答案：C1.6铅蓄电池放电时，电解液中H₂SO₄浓度变化趋势为A.上升  B.下降  C.不变  D.先升后降答案：B1.7下列哪种合金最适合作为深循环铅蓄电池正极板栅材料A.纯铅  B.铅‐0.06%钙  C.铅‐1.2%锑  D.铅‐0.2%锡答案：C1.8铅蓄电池在–20℃下放电，容量降低的主要原因是A.电解液黏度增大  B.极板活性物质脱落  C.隔板穿孔  D.充电不足答案：A1.9对铅蓄电池进行容量测试时，判定放电终止的端电压对12V电池通常为A.10.5V  B.11.1V  C.12.0V  D.9.6V答案：A1.10铅蓄电池充电后期产生大量气泡，其中负极主要析出A.O₂  B.H₂  C.CO₂  D.Cl₂答案：B1.11铅蓄电池板栅腐蚀最严重的区域是A.板栅底部  B.板栅顶部  C.筋条与边框交界处  D.极耳根部答案：C1.12铅蓄电池在贮存期间，推荐每间隔多久进行一次补充电A.1个月  B.3个月  C.6个月  D.12个月答案：B1.13铅蓄电池内阻随荷电状态（SOC）下降而A.线性减小  B.线性增大  C.先减小后增大  D.基本不变答案：B1.14铅蓄电池正极活性物质利用率（理论比容量224A·h·kg⁻¹）在C₁₀率下通常只能达到A.10%  B.30%  C.50%  D.80%答案：C1.15下列哪种充电方式最容易导致铅蓄电池负极硫酸盐化A.恒压限流充电  B.浮充电  C.间歇充电  D.长时间欠充电答案：D1.16铅蓄电池电解液液面应保持在A.极板下缘5mm  B.极板上缘5mm  C.隔板顶端齐平  D.外壳上缘齐平答案：B1.17铅蓄电池在25℃下浮充电压推荐值对12V电池为A.13.2–13.8V  B.14.2–14.4V  C.12.0–12.3V  D.15.0–15.6V答案：A1.18铅蓄电池正极板栅腐蚀产物PbO₂·nH₂O的导电性A.良好  B.中等  C.极差  D.与温度无关答案：C1.19铅蓄电池放电深度（DOD）从50%提高到80%，循环寿命通常A.增加20%  B.减少约一半  C.不变  D.增加一倍答案：B1.20铅蓄电池回收工艺中，最常用的分离铅膏与板栅的方法是A.磁选  B.重介质分选  C.水力分级  D.静电分选答案：C2.多项选择题（每题2分，共20分；每题至少有两个正确答案，多选少选均不得分）2.1下列哪些措施可抑制铅蓄电池负极硫酸盐化A.及时充足电  B.添加硫酸钠  C.降低电解液密度  D.采用脉冲充电答案：A、D2.2铅蓄电池正极板栅腐蚀的影响因素包括A.合金锑含量  B.电解液温度  C.浮充电压  D.放电倍率答案：A、B、C2.3下列属于铅蓄电池失效模式的有A.正极活性物质软化  B.负极不可逆硫酸盐化  C.隔板氧化穿孔  D.电解液分层答案：A、B、C、D2.4铅蓄电池容量测试需记录的数据有A.环境温度  B.放电电流  C.放电时间  D.电池重量答案：A、B、C2.5下列关于铅蓄电池电解液分层的描述正确的有A.高密度酸沉积于下层  B.会导致容量下降  C.可通过对电池倾覆消除  D.低速率放电更易出现答案：A、B2.6铅蓄电池充电过程中，负极发生的主要反应有A.PbSO₄+2e⁻→Pb+SO₄²⁻  B.2H⁺+2e⁻→H₂  C.PbO₂+4H⁺+SO₄²⁻+2e⁻→PbSO₄+2H₂O  D.Pb+SO₄²⁻→PbSO₄+2e⁻答案：A、B2.7下列哪些情况需对铅蓄电池进行均衡充电A.浮充电压差异>0.1V/单格  B.电解液密度差异>0.02g·cm⁻³  C.深度放电后  D.贮存3个月后答案：A、B、C2.8铅蓄电池回收熔炼烟气治理常用的吸收剂有A.NaOH溶液  B.Ca(OH)₂悬浊液  C.活性炭  D.浓H₂SO₄答案：A、B2.9下列关于铅蓄电池比能量的描述正确的有A.理论比能量为167W·h·kg⁻¹  B.实际比能量30–40W·h·kg⁻¹  C.高于锂离子电池  D.受放电倍率影响答案：A、B、D2.10铅蓄电池在微混动力汽车中应用需满足A.高倍率部分荷电循环  B.长时间深放电  C.动态充电接受能力强  D.低内阻答案：A、C、D3.填空题（每空1分，共30分）3.1铅蓄电池正极板标准电位φ°(PbO₂/PbSO₄)=______V（vs.SHE，25℃）。答案：1.6853.2负极板标准电位φ°(PbSO₄/Pb)=______V（vs.SHE，25℃）。答案：–0.3563.3单格电池电动势E=______V（25℃，电解液密度1.28g·cm⁻³）。答案：2.053.4铅蓄电池理论比能量计算公式为______。答案：E理论=(nFE)/(3.6ΣM)，其中n=2，F=96485C·mol⁻¹，ΣM为反应物摩尔质量之和。3.5根据GB/T19638.1‐2014，阀控式铅蓄电池10小时率放电终止电压对12V电池为______V。答案：10.53.6铅蓄电池电解液温度系数为______mV·℃⁻¹·单格⁻¹。答案：–33.7铅蓄电池负极添加膨胀剂常用______、______、______三种有机组分。答案：木素、腐殖酸、炭黑3.8铅蓄电池正极板栅腐蚀层中导电性差的产物为______。答案：PbO₂·nH₂O（或αPbO₂）3.9铅蓄电池在25℃下贮存6个月，容量保持率应不低于______%。答案：803.10铅蓄电池循环寿命测试时，放电深度80%的循环次数一般要求≥______次（深循环型）。答案：6003.11铅蓄电池充电效率在25℃、C₁₀率下约为______%。答案：903.12铅蓄电池内阻典型值：12V100A·h电池在25℃、50%SOC下约为______mΩ。答案：43.13铅蓄电池正极活性物质理论比容量为______A·h·kg⁻¹。答案：2243.14铅蓄电池负极活性物质理论比容量为______A·h·kg⁻¹。答案：2593.15铅蓄电池电解液密度每下降0.01g·cm⁻³，对应放电深度约增加______%。答案：5–63.16铅蓄电池均衡充电单格电压通常设定为______V。答案：2.40–2.453.17铅蓄电池在–20℃放电容量温度修正系数为______（以25℃为基准）。答案：0.73.18铅蓄电池回收再生铅能耗仅为原生铅冶炼的______%。答案：353.19铅蓄电池板栅连铸连轧工艺中，板栅厚度公差控制在±______mm。答案：0.053.20铅蓄电池隔板最大孔径应≤______μm，以防止铅枝晶穿透。答案：203.21铅蓄电池充电后期，正极析氧过电位约为______mV。答案：5003.22铅蓄电池负极析氢过电位在纯铅上约为______mV。答案：8003.23铅蓄电池脉冲充电频率常用______Hz，以抑制硫酸盐化。答案：1000–30003.24铅蓄电池电解液中Cl⁻杂质含量应≤______mg·L⁻¹。答案：53.25铅蓄电池正极板栅腐蚀速率随锑含量增加而______（填“升高”或“降低”）。答案：升高3.26铅蓄电池在50%DOD下循环寿命约为80%DOD下的______倍。答案：2.53.27铅蓄电池快速充电接受能力用______秒电流积分值表示，符号为______。答案：60，I₆₀3.28铅蓄电池恒功率放电时，容量随放电功率增大而______（填“增大”或“减小”）。答案：减小3.29铅蓄电池回收废酸经______工艺可制备再生硫酸，回用于电池生产。答案：扩散渗析‐蒸发浓缩3.30铅蓄电池碳添加剂在负极中的质量分数通常为______%。答案：0.2–0.54.简答题（共40分）4.1（封闭型，6分）写出铅蓄电池放电时正负极电极反应及总反应，并说明电解液浓度变化趋势。答案：正极：PbO₂+4H⁺+SO₄²⁻+2e⁻→PbSO₄+2H₂O负极：Pb+SO₄²⁻→PbSO₄+2e⁻总反应：PbO₂+Pb+2H₂SO₄→2PbSO₄+2H₂OH₂SO₄被消耗，浓度下降，密度下降。4.2（开放型，8分）说明铅蓄电池负极不可逆硫酸盐化的机理，并提出三种工程抑制措施。答案：机理：长期欠充电导致PbSO₄晶体粗大，溶解‐再结晶速率下降，形成导电差的粗大PbSO₄层，堵塞活性表面与微孔，降低反应面积，内阻升高，容量衰减。措施：1.采用脉冲充电，利用瞬间高过电位击破大晶粒；2.添加膨胀剂（木素、炭黑）抑制PbSO₄致密化；3.设定定期均衡充电，每30天进行一次2.40V/单格、限流0.1C₁₀的均衡，保持小晶粒PbSO₄溶解。4.3（封闭型，6分）列举影响铅蓄电池循环寿命的四种主要失效模式并给出典型现象。答案：1.正极活性物质软化：正极泥化，容量跳水，充电电压提前升高；2.负极硫酸盐化：负极表面白化，充电接受差，容量低；3.板栅腐蚀：板栅筋条断裂，极耳松动，内阻升高；4.隔板氧化穿孔：隔板变脆，微短路，浮充电流增大。4.4（开放型，10分）某12V100A·h阀控铅蓄电池在25℃下以10A恒流放电至10.5V，实测放电时间9.2h，计算实际容量，并分析容量低于额定值的可能原因（至少四条）。答案：C=I·t=10A×9.2h=92A·h，为额定值的92%。原因：1.贮存期自放电导致荷电不足；2.电解液分层，活性酸未被充分利用；3.负极轻度硫酸盐化，活性表面减少；4.电池内阻增大，放电后期提前达到终止电压；5.环境温度略低于25℃或放电过程温升不足，未修正容量。4.5（封闭型，6分）说明铅蓄电池回收工艺流程中“脱硫‐转化”步骤的目的、反应方程式及工艺条件。答案：目的：将PbSO₄转化为PbCO₃，避免高温熔炼产生SO₂，降低能耗。反应：PbSO₄+Na₂CO₃→PbCO₃↓+Na₂SO₄条件：温度50–60℃，液固比4:1，Na₂CO₃过量10%，反应时间60min，pH=8–9，过滤后PbCO₃滤饼含硫<0.5%。4.6（开放型，4分）解释为何铅蓄电池在高倍率放电时比能量显著降低，并提出改善途径。答案：高倍率下极化增大，尤其浓差极化与欧姆极化，导致工作电压迅速降至终止电压，活性物质来不及充分反应，利用率下降。改善：1.采用薄极板设计，缩短离子扩散路径；2.增加极板数目，降低单格内阻；3.优化合金，降低板栅电阻；4.添加碳材料提高负极导电性，减少极化。5.应用题（共50分）5.1计算分析题（15分）某牵引型铅蓄电池组由6个单格串联，额定容量C₅=250A·h，电解液密度1.29g·cm⁻³（25℃）。现以0.2C₅电流放电5h后测得密度降至1.17g·cm⁻³，求：（1）放电深度DOD；（2）剩余容量（按密度‐容量线性模型）；（3）若继续以0.2C₅放电至1.13g·cm⁻³，可再放多少小时？答案：（1）密度下降Δρ=0.12g·cm⁻³，对应DOD=0.12/0.16=75%（经验系数0.16g·cm⁻³对应100%DOD）。（2）剩余容量=250×(1–0.75)=62.5A·h。（3）目标密度1.13g·cm⁻³对应总DOD=(0.16/0.16)=100%，已放75%，剩余25%容量=62.5A·h，电流0.2C₅=50A，t=62.5/50=1.25h。5.2综合设计题（20分）为48V200A·h电动叉车设计铅蓄电池组，要求循环寿命≥800次（80%DOD），平均工作电流80A，峰值150A，使用环境温度–10℃~45℃。请给出：（1）单格数目与额定电压；（2）极板厚度与片数计算（已知深循环正极板容量密度1.2A·h·mm⁻¹·片⁻¹，负极1.4A·h·mm⁻¹·片⁻¹，极板高度120mm，宽度140mm）；（3）电解液总量估算（按每Ah需11mL密度1.28g·cm⁻³酸）；（4）热管理措施。答案：（1）48V/2V=24单格串联。（2）总正极容量需求200A·h，单格200/24=8.33A·h；正极片数=8.33/