铅蓄电池技术概论

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1、铅蓄电池技术概论一、基础理论铅酸蓄电池在正负极板上电化学反应的特征：此反应是在极板和溶液界面进行的，失去电子的物质在反应中被氧化，得到电子的物质在反应中被还原。即，在放电时：负极板失去电子被氧化成PbSO4，正极板得到电子被还原成PbSO4。在充电时：负极板得到电子被还原成Pb，正极板失去电子被氧化成PbO2。1.理论容量铅酸蓄电池成流反应公式：PbO2+Pb+2H2SO4─→2PbSO4+2H2O                                            239 207  196              36

2、                                  239、207、196、36也称为摩尔质量(g/mol)根据上式成流反应的方程式和法拉第定律(通过电极的电量与电极上参加反应的物质量成正比)可知，电池每放出2法拉第电量(2F=53.6Ah)将消耗：PbO2→1摩尔(239g)Pb→1摩尔(207g)H2SO4→2摩尔(196g) 为什么要消耗2摩尔是硫酸呢，因为正负极板各消耗1摩尔。同时生成水H2O→36g。如果放出1法拉第电量(F=26.8Ah)将消耗：PbO2→0.5mol(119.5g)               

3、                                                     Pb→0.5mol(103.5g)                                                               H2SO4→1mol(98g)                                                  同时生成水H2O→0.5mol(18g)                                                       

4、      (1F=96500库仑=26.8Ah)而放出1Ah的电量将消耗二氧化铅PbO2→4.46g(239/53.61=4.46)或(119.5/26.8=4.46)消耗铅Pb→3.86g(207/53.61=3.86)或(103.5/26.8=3.86)消耗浓硫酸2H2SO4→3.66g(196/53.61=3.66)或(98/26.8=3.66)同时生成水H2O→0.67g(36/53.61=0.67)或(18/26.8=0.67)4.46、3.86、3.66、0.67也称为电化当量(g/Ah)。那么，铅酸蓄电池的理论（Wh为：10

5、7.22Wh (53.61Ah×2V=107.22Wh)理论比能量Wh/kg为：167Wh/kg (107.22/[239+207+196]=167Wh/kg)理论比容量Ah/kg为：83.5Ah/kg (53.61/[239+207+196]=167Wh/kg)还可以这样算：理论上每Ah需要总计活性物质11.98g/Ah(4.46+3.86+3.66=11.98g/Ah)                       理论上每kg总活性物质可产生83.5Ah容量(1000g/11.98g=83.5Ah/kg)                

6、      (理论上正极每克可放出0.22Ah容量，但实际正极每克只能放出0.08Ah容量)                       (理论上负极每克可放出0.26Ah容量，但实际负极每克只能放出0.12Ah容量)                      (理论上每放出1Ah容量要消耗浓硫酸3.66g，但实际要消耗浓硫酸5.5g～6.0g)电池中电极的名称和电极的反应项 目电极名称电子得失电极反应性质应用实例电池(放电)正极获得电子还原反应PbO2＋3H+＋HSO4-＋2e---→PbSO4+2H2O负极失去电子氧化反应Pb＋HSO4

7、-→H+＋PbSO4＋2e-电池(充电)阳极失去电子氧化反应PbSO4+2H2O--→PbO2+3H++HSO4-+2e-阴极获得电子还原反应H++PbSO4+2e---→Pb+HSO4-2.活性物质利用率正极η(艾塔)=4.46C10/M (M为单格正总活性物质)%阀控电池正极的利用率一般在40%左右；负极η(艾塔)=3.86C10/M (M为单格负总活性物质)%阀控电池负极的利用率一般在45%左右。电动自行车电池还低，正极的利用率一般在30%左右，负极的利用率一般在35%左右。3.活性物质比率a.正负活物质比理论为239:207=1.1

8、5：1(239/207=1.15)，但实际相差很大。b.阀控电池正负极活物质之比一般为(1.3～1.6)：1，(即正极活性物质比负极多25～30%)。c.阀控电池正极极活物质与板