鉛酸蓄電池

鉛酸蓄電池是蓄電池的一種.以其低廉的價格,良好的高倍率放電性能,應用非常廣泛,如汽車、摩托車、火車、輪船、通信以及UpS等均需運用.鉛酸蓄電池主要由正極板、負極板、電解液、容器、極柱、隔膜、可導電的物質(zhì)等組成。


(一)正極板(正極活性物質(zhì))

正極板活性物質(zhì)的主要成分是二氧化鉛.具有較強的氧化性,放電時,與硫酸發(fā)生反應生成硫酸鉛,并吸收電子,二氧化鉛有兩種類型晶格,一種是α—pb02另一種是β—pb02.這兩種二氧化鉛活性物質(zhì)差別很大,它們在正極板所起的作用也不相同.ß—pb02給出的容量是α—pbO2的1.5~~~3倍.而α—pb02具有較好的機械強度,它的存在,正極板活性物質(zhì)不宜軟化脫落,只有α—pb02和βα—pbO2的比例達到0.8時,鉛蓄電池會表現(xiàn)出良好的性能.

正極活性物質(zhì)在放電狀態(tài)下,與電解質(zhì)硫酸發(fā)生反應生成硫酸鉛與水.其反應式如下:pb02+3H++HSO4+2e==pbSO4+2H2O充電時,在外線路的作用下轉(zhuǎn)化為ρbO2與H2SO4放電時,二氧化鉛的ρb4+接受了負極送來的電子形成ρb+2與溶液中的硫酸根離子結(jié)合生成ρbSO4.當硫酸鉛達到一定量時,變成沉淀物附著在極板上.充電時硫酸鉛中的鉛離子的電子被外線路帶走轉(zhuǎn)化為二氧化鉛.將水中氫離子留在溶液中.氧離子與鉛離子結(jié)合生成二氧化鉛進入晶格,形成正極活性物質(zhì).

(二)負極板(負極活性物質(zhì))

在鉛酸蓄電池里,為了供負極活性物質(zhì)充分與電解液發(fā)生反應,故將鉛制成多孔海棉狀,又稱為海綿鉛,在放電時,鉛給出外線路電子形成pb+2與溶液的硫酸根結(jié)合生成硫酸鉛,充電時,部分pbSO4首先溶解成pb2+與SO4.pb+2接受電子還原成鉛進入負極活性物質(zhì)晶格。

(三)電解液

硫酸是鉛酸蓄電池電解液中的重要原材料之一,市場上濃硫酸一般分為兩種:一種是工業(yè)用濃硫酸,純度較低,不適用于鉛酸蓄電池;另一種為純度較高的分析純,較適合于鉛酸蓄電池,硫酸的分子量為98,濃硫酸中硫酸含量為98%是無色透明油狀液體,具有很強的吸水性和腐蝕性,與水結(jié)合后,可放出大量的熱.所以在電解液配制過程中,一定要注意防護,以免出現(xiàn)危險,配制時,千萬不要把水加入濃硫酸中,而是將濃硫酸緩慢加入水中。鉛酸蓄電池電解液配制過程中,對水的要求較高,水中含雜質(zhì)的多少,直接影響電池的質(zhì)量.鉛蓄電池用水外觀是無色透明的,殘渣含量應小于0.01%.一般檢驗水的標準用電阻率(Ωcm)或電導率來表示,比較簡單的方法是:采用電阻率測量法:用數(shù)字式萬用表將檔位撥至20MΩ處,將萬用表兩只表筆相距1厘米,測出水的電阻阻值在5——10MΩ即可。

(四)隔板

隔板也是鉛蓄電池主要組成部分之一,其質(zhì)量對電池影響很大,隔板的主要功能是防止電池正負極板短路,蓄電池中,對隔板的要求是:采用多孔質(zhì)隔板,允許電解液自由擴散和離子遷移,要有比較小的電阻,隔板孔徑要小.空隙總面積要大,要防止脫落的活性物質(zhì)到達對方的極板.因此,隔板的孔徑要小,孔數(shù)要多。