极板是蓄电池的核心部分,欧姆斯蓄电池销售热线;
蓄电池充、放电过程,电能和化学能的相互转换就是依靠极板上活性物质和电解液中硫酸的化学反应来实现的。
极板由栅架及活性物质组成,如图3-2所示。普通蓄电池正极板厚度一般为2.2mm,负极板厚度为1.8mm。
栅架由铅锑合金浇铸而成。架锑的目的是为了提高机械强度和铸造性能,但锑具有副作用,会加速氢的析出而加速电解液消耗,引起自放电和栅架腐蚀。
活动性物质就是极板上的工作物质。正极板上的活性物质为二氧化铅(PbO2)、呈暗棕色;负极板上的活性物质为海绵状纯铅(Pb),呈深灰色。
将正负极板各一片浸入电解液中,就可获得约2.1的电动势。为增大蓄电池容量,可将多片正、负极板分别并联,用横板焊接成正负极板组。正负极板相互交错嵌合,中间插入隔板后装入蓄电池单格内,便形成单格电池,如图3-3所示。在每个单格电池中负极板总比正极板多一片。因为正极板活性物质比较疏松,且正极板处的化学反应比负极质上的化学反应剧烈,反应前后活性物质体积变化较大,所以正极板夹在负极板之间,可使其两侧放电均匀,从而减轻正极板的翘曲和活性物质脱落。
隔板
隔板的作用是使正负极板尽量地靠近而不至于短路,缩小蓄电池的体积,防止极板变形和活性物质脱落。
隔板用微孔塑料制成,具有多孔性,以利于电解液渗透,还具有良好的耐酸性和抗氧化性。隔板的面积一种做得比极板稍大些,一面制有纵向沟槽。考虑正极板在充放电过程中化学反应剧烈,电解液流通量较大,安装时隔板带有沟槽的一面应朝向正极板,且沟槽与外壳底部垂直。沟槽既能使电解液上下流通,也能使气泡沿槽上升,还能使脱落的活性物质沿槽下沉。
电解液
电解液的作用是形成电离,促使极板活性物的溶离,产生可逆的电化学反应。它是由相对密度为1.84的化学纯硫酸和蒸馏水按一定的比例配制而成。其相对密度一般在1.24~1.31g/cm3,使用时应根据当地低气温或制造厂的要求进行选择(表3-1)。
电解液的纯度是影响蓄电池的电气性能和使用寿命的重要因素,因此要用HGB标准二级专用硫酸和蒸馏水。工业用硫酸和一般的水中因含有铁、铜等有害杂质而增加自放电和极板损坏,不能用于蓄电池。
圣阳蓄电池是电池中的一种,它的作用是能把有限的电能储存起来,在合适的地方使6V4AH应急灯蓄电池用。它的工作原理就是把化学能转化为电能。
它用填满海绵状铅的铅板作负极,填满二氧化铅的铅板作正极,并用22~28%的稀硫酸作电解质。在充电时,电能转化为化学能,放电时化学能又转化为电能。电池在放电时,金属铅是负极,发生氧化反应,被氧化为硫酸铅;二氧化铅是正极,发生还原反应,被还原为硫酸铅。电池在用直流电充电时,两极分别生成铅和二氧化铅。移去电源后,它又恢复到放电前的状态,组成化学电池。铅蓄电池是能反复充电、放电的电池,叫做二次电池。它的电压是2V,通常把三个铅蓄电池串联起来使用,电压是6V。汽车上用的是6个铅蓄电池串联成12V的电池组。铅蓄电池在使用一段时间后要补充蒸馏水,使电解质保持含有22~28%的稀硫酸。
放电时,电极反应为:PbO2 + 4H+ + SO42- + 2e- = PbSO4 + 2H2O
负极反应: Pb + SO42- - 2e- = PbSO4
总反应: PbO2 + Pb + 2H2SO4 === 2PbSO4 + 2H2O (向右反应是放电,向左反应是充电)
蓄电池的应用十分广泛,可用于UPS,电动车,滑板车,汽车,风能太阳能系统,安全报警等等方面。
铅酸蓄电池产品主要有下列几种,其用途分布如下:
起动型蓄电池:主要用于汽车、摩托车、拖拉机、柴油机等起动和照明;
固定型蓄电池:主要用于通讯、发电厂、计算机系统作为保护、自动控制的备用电源;
牵引型蓄电池:主要用于各种蓄电池车、叉车、铲车等动力电源;
铁路用蓄电池:主要用于铁路内燃机车、电力机车、客车起动、照明之动力;
储能用蓄电池:主要用于风力、太阳能等发电用电能储存;所谓蓄电池即是贮存化学能量,于必要时放出电能的一种电气化学设备。构成铅蓄电池之主要成份如下:阳极板(过氧化铅.PbO2)---> 活性物质阴极板(海绵状铅.Pb) ---> 活性物质电解液(稀硫酸) ---> 硫酸.H2SO4 + 水.H2O电池外壳 隔离板 其它(液口栓、盖子等)一、 铅蓄电池之原理与动作铅蓄电池内的阳极(PbO2)及阴极(Pb)浸到电解液(稀硫酸)中,两极间会产生2V的电力,这是根据铅蓄电池原理,经由充放电,则阴阳极及电解液即会发生如下的变化: PbO2 + 2H2SO4 + Pb ---> PbSO4 + 2H2O + PbSO4 (放电反应) PbSO4 + 2H2O + PbSO4 ---> PbO2 + 2H2SO4 + Pb (充电反应) 1、放电中的化学变化 蓄电池连接外部电路放电时,稀硫酸即会与阴、阳极板上的活性物质产生反应,生成新化合物硫酸铅。经由放电硫酸成分从电解液中释出,放电愈久,硫酸浓度愈稀薄。所消耗之成份与放电量成比例,只要测得电解液中的硫酸浓度,亦即测其比重,即可得知放电量或残余电量。 2、充电中的化学变化 由于放电时在阳极板,阴极板上所产生的硫酸铅会在充电时被分解还原成硫酸,铅及过氧化铅,因此电池内电解液的浓度逐渐增加, 亦即电解液之比重上升,并逐渐回复到放电前的浓度,这种变化显示出蓄电池中的活性物质已还原到可以再度供电的状态,当两极的硫酸铅被还原成原来的活性物质时,即等于充电结束,而阴极板就产生氢,阳极板则产生氧,充电到后阶段时,电流几乎都用在水的电解,因而电解液会减少,此时应以纯水补充之。