铅酸蓄电池的工作原理和特点

《铅酸蓄电池的工作原理和特点》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、铅酸蓄电池的工作原理和特点电动车电池、汽车起动用铅酸蓄电池是一种电能与化学能互相转换的可逆装置，也就是说：充电是将电能储存起来，而放电是将化学能变为电能释放出去。铅酸蓄电池由正极板、负极板、玻璃纤维隔板、电解液和电解槽所组成，充电后正极的活性物质为二氧化铅，负极板活性物质为海绵状铅，放电后连极板的活性物质都转变为硫酸铅，充电后又恢复为原来物质。化学反应方程式如下：放电PbO2+2H2SO4+Pb＜＝＝＝＝＝＞PbSO4+2H2O+PbS04正极电解液负极充电正极水负极从化学反应的方程式中可以看出，在放电过程中消耗了硫酸，生成了水，因此电解液的浓度越来越小，而充电过程则相反。电动自行车采用

2、了负极性物质过量的设计。当蓄电池充电的时候，正极充足100%后，负极尚未充到底90%，这样蓄电池内只有正极产的氧，不存在负极产生的难以复合的氢气。为了解决水的消耗问题，和必须为氧的复合创造条件。采用贫电解液设计加上超细玻璃纤维隔膜板膜，解决了氧的传输问题，使氧复合反应得以进行，完成了氧的再化合，蓄电池实现了密封和免维护。氧的再化合过程如下：（正极）PbSO4--------PbO---------02（负极）PbSO4---------Pb----------02电池主要性能参数　　电池的主要性能包括额定容量、额定电压、开路电压、内阻和自放电率。　　额定容量在设计规定的条件（如温度、放电

3、率、终止电压等）下，电池应能放出的最低容量，单位为安培小时，以符号C表示。容量受放电率的影响较大，所以常在字母C的右下角以阿拉伯数字标明放电率，如C20=50，表明在20时率下的容量为50安·小时。额定电压电池在常温下的典型工作电压，又称标称电压。它是选用不同种类电池时的参考。电池的实际工作电压随不同使用条件而异。开路电压电池在开路状态下的端电压称为开路电压。电池的开路电压等于电池在断路时（即没有电流通过两极时）电池的正极电极电势与负极的电极电势之差。内阻电池的内阻是指电流通过电池内部时受到的阻力。由于内阻的存在，电池的工作电压总是小于电池的开路电压。自放电率电池在存放过程中电容量自行损

4、失的速率。用单位储存时间内自放电损失的容量占储存前容量的百分数表示。常用技术术语u充电：蓄电池从其他直流电源获得电能叫做充电；u放电：蓄电池对外电路输出电能时叫做放电；u电动势：外电路断开，即没有电流通过电池时在正负极间量得的电位差，叫电池的电动式；u安时容量：电池的容量单位为安时，即：电池容量Q（安时）=I放×t放I放为放电电流（安）t放为放电时间（小时）u使用寿命：蓄电池每充电、放电一次，叫做一次充放电循环，蓄电池在保持输出一定容量的情况下所能进行的充放电循环次数，叫做蓄电池的使用寿命。电池的失效模式电动车电池的使用属于循环状态，电池的失效主要表现为：失水、硫酸盐化（硫化）、正极板软

5、化、板栅腐蚀、热失控、短路、断路等，其中短路、断路基本是电池在制造过程中引起。（一）电池的正极板软化电池的正极板是由板栅和活性物质组成的，其中活性物质的有效成分就是氧化铅。放.电的时候氧化铅转换为硫酸铅，充电的时候硫酸铅转换为氧化铅。氧化铅是由α氧化铅和β氧化铅组成的，其中α氧化铅主要起支撑作用；β氧化铅主要起荷电作用。为了减少α氧化铅参与放电，一般控制放电深度为40%为好。电池放电深度越深，α氧化铅损失也越多。在电池反复的充放电循环过程中，随着极板上下不同物质的交替变换，将会使极板空率逐渐下降，在外观表现上，则是正极板的表面由开始的坚实逐渐的松软直到变成糊状，活性物质容易脱落，形成“黑

6、水”，这就是所谓的正极板软化。正极板一旦出现软化，起到支撑作用的多孔结构也被破坏，降低了参与电化学反应的面积，导致电池容量很快下降，电池很快寿命终止。电池经常大电流充放电、过放电都会加剧极板软化。（二）电池的负极板硫化1、电池放电时，在正、负极板上都产生硫酸铅，正极由于氧化作用的存在，硫酸铅极易在充电时转化成二氧化铅，而负极则不同，在长期亏电保存、经常过放电、长期充电不足（充电电压较低）或者不及时充电等因素存在的情况下，会逐渐在负极表面聚积形成一层致密坚硬的白色硫酸铅层，不仅本身溶解度大副度下降，难以参加反应，同时堵塞了电解液和深层活性物质的接触通道，从而导致了电池容量的下降。采用普通的

7、充电方式是无法恢复的所以称为“不可逆硫酸盐花”，简称硫化。2、在冬季环境温度比较低的时候，电池的浮充电压应该相应的提高，否则电池欠充点就会产生，电池硫化也就产生了。3、失水的电池相当于电解液的硫酸浓度变化，也形成了加速电池硫化的条件。4、电池一旦出现硫化，靠单纯的浮充和均充是无法解决的，必须采取其它措施。目前消除密封电池硫化的方法有化学法和采用小电流脉冲和硫化。化学法虽然会较快的消除负极硫化，但是其副作用——增加电池自放电。这样会形