一、電池的原理

　　在化學(xué)電池中，化學(xué)能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔苁强侩姵貎?nèi)部自發(fā)進(jìn)行氧化、還原等化學(xué)反應(yīng)的結(jié)果，這種反應(yīng)分別在兩個(gè)電極上進(jìn)行。

　　1、負(fù)極活性物質(zhì)由電位較負(fù)并在電解質(zhì)中穩(wěn)定的還原劑組成，如鋅、鎘、鉛等活潑金屬和氫或碳?xì)浠衔锏取?/p>

　　2、正極活性物質(zhì)由電位較正并在電解質(zhì)中穩(wěn)定的氧化劑組成，如二氧化錳、二氧化鉛、氧化鎳等金屬氧化物，氧或空氣，鹵素及其鹽類，含氧酸及其鹽類等。

　　電解質(zhì)則是具有良好離子導(dǎo)電性的材料，如酸、堿、鹽的水溶液，有機(jī)或無(wú)機(jī)非水溶液、熔融鹽或固體電解質(zhì)等。

　　當(dāng)外電路斷開(kāi)時(shí)，兩極之間雖然有電位差（開(kāi)路電壓），但沒(méi)有電流，存儲(chǔ)在電池中的化學(xué)能并不轉(zhuǎn)換為電能。當(dāng)外電路閉合時(shí)，在兩電極電位差的作用下即有電流流過(guò)外電路。同時(shí)在電池內(nèi)部，由于電解質(zhì)中不存在自由電子，電荷的傳遞必然伴隨兩極活性物質(zhì)與電解質(zhì)界面的氧化或還原反應(yīng)，以及反應(yīng)物和反應(yīng)產(chǎn)物的物質(zhì)遷移。電荷在電解質(zhì)中的傳遞也要由離子的遷移來(lái)完成。因此，電池內(nèi)部正常的電荷傳遞和物質(zhì)傳遞過(guò)程是保證正常輸出電能的必要條件。充電時(shí)，電池內(nèi)部的傳電和傳質(zhì)過(guò)程的方向恰與放電相反；電極反應(yīng)必須是可逆的，才能保證反方向傳質(zhì)與傳電過(guò)程的正常進(jìn)行。

　　因此，電極反應(yīng)可逆是構(gòu)成蓄電池的必要條件。為吉布斯反應(yīng)自由能增量（焦）；F為法拉第常數(shù)=96500庫(kù)=26.8安·小時(shí)；n為電池反應(yīng)的當(dāng)量數(shù)。這是電池電動(dòng)勢(shì)與電池反應(yīng)之間的基本熱力學(xué)關(guān)系式，也是計(jì)算電池能量轉(zhuǎn)換效率的基本熱力學(xué)方程式。實(shí)際上，當(dāng)電流流過(guò)電極時(shí)，電極電勢(shì)都要偏離熱力學(xué)平衡的電極電勢(shì)，這種現(xiàn)象稱為極化。電流密度（單位電極面積上通過(guò)的電流）越大，極化越嚴(yán)重。極化現(xiàn)象是以致電池能量損失的重要原因之一。

　　極化的原因有三：

　　1、由電池中各部分電阻以致的極化稱為歐姆極化；

　　2、由電極－電解質(zhì)界面層中電荷傳遞過(guò)程的阻滯以致的極化稱為活化極化；

　　3、由電極－電解質(zhì)界面層中傳質(zhì)過(guò)程遲緩而以致的極化稱為濃差極化。

　　減小極化的方法是增大電極反應(yīng)面積、減小電流密度、提高反應(yīng)溫度以及改善電極表面的催化活性。

　　二、電池短路的危害

　　無(wú)論是電池短路還是用電的短路，由于短路產(chǎn)生的過(guò)多的電熱，它的溫度非常高，在斷路之前，足以融化一般金屬，可能會(huì)以致火災(zāi)，也可能會(huì)燒壞用電器，使得財(cái)產(chǎn)和生命安全受到威脅。

鉛酸電池的硫酸鹽化的原因與危害是什么

　　硫酸鉛在形成之后一段時(shí)間內(nèi)活性較高，如果在這一段時(shí)間內(nèi)沒(méi)有及時(shí)充電或者充電不完全，使它未及時(shí)轉(zhuǎn)化為正負(fù)極活性物質(zhì)，硫酸鉛則會(huì)在溫度低時(shí)再重新結(jié)晶，在結(jié)晶質(zhì)硫酸鉛上析出，這樣一次又一次地重復(fù)，使結(jié)晶顆粒不斷增大，成為導(dǎo)電性能差、難以溶解、充電時(shí)難以恢復(fù)的硫酸鉛結(jié)晶，即通常所說(shuō)的不可逆鹽化（本手冊(cè)所稱的鹽化均指此類鹽化）。電池失效的原因有多種，如致命的電極板柵腐蝕、電極板柵的嚴(yán)重變形、電極活性物質(zhì)的脫落、電池內(nèi)部短路或斷路等理化原因，但是，統(tǒng)計(jì)表明，絕大多數(shù)電池的失效都是由電極活性物質(zhì)的不可逆硫酸鹽化造成的。這種鹽化物在充電時(shí)難以恢復(fù)為二氧化鉛及海綿狀鉛，對(duì)電池具有很大的危害：

　　它的形成消耗了活性物質(zhì)，使電池的有效容量降低，長(zhǎng)期如此將導(dǎo)致電池報(bào)廢；不僅它本身在充電時(shí)難以恢復(fù)，而且會(huì)阻塞多孔電極的空隙，妨礙電解液通過(guò)，增加內(nèi)阻；充放電時(shí)發(fā)熱更多，電池溫度升高，會(huì)加大極板的腐蝕與變形，使活性物質(zhì)脫落導(dǎo)致電池的結(jié)構(gòu)性報(bào)廢；使充電效率下降，充電時(shí)間延長(zhǎng)，造成時(shí)間及能源的浪費(fèi)；導(dǎo)致更嚴(yán)重的電解水現(xiàn)象，電池容易失水干涸；由于容量下降，輸出功率不足，為保持一定的輸出就只能加大放電深度，會(huì)造成硫酸鹽化更加嚴(yán)重，形成惡性循環(huán)；由于消耗了硫酸，導(dǎo)致電解液密度下降，大電流放電能力降低，性能下降。

　　電池使用過(guò)程中形成不可逆硫酸鹽化的主要原因包括：

　　經(jīng)常性的深度放電及過(guò)放電，沒(méi)有及時(shí)充電或充電不足；在虧電狀態(tài)下電池長(zhǎng)期擱置不用即貧存；電池組中電池性能不一致，存在差異過(guò)大的落后電池；表現(xiàn)為電池組中某一個(gè)電池的容量明顯低于其它電池，造成整個(gè)電池組電壓下降，充電時(shí)落后電池因最先被充滿而其余電池仍需充電而形成過(guò)充電，放電時(shí)該落后電池又因最先被放空從而形成過(guò)放電，從而導(dǎo)致硫酸鹽化進(jìn)一步加劇，使得落后程度更加嚴(yán)重，形成惡性循環(huán)；電解液密度過(guò)大；電池環(huán)境溫度的變化。