铅酸蓄电池的装配

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1、铅酸蓄电池的制备【实验目的】本实验通过铅酸蓄电池的装配，达到以下目的：1．掌握铅酸蓄电池池充放电原理和端电压的测量办法2．熟悉铅酸蓄电池制造的一般工艺步骤及其工艺方法。3．了解铅酸蓄电池池的构成和各部分的作用。【实验原理】铅酸蓄蓄电池即是贮存化学能量并于必要时放出电能的一种电气化学设备，是目前世界上应用最为广泛的电池产品，可应用于电信电力、国防铁路、汽车、银行、UPS不间断电源系统、电动工具、电动助力车、摩托车、应急照明系统、太阳能系统等。构成铅酸蓄电池的主要部分是电池槽、电池盖、正极板(二氧化铅PbO2为活性物质)、负极板(海绵状铅Pb为活性物质)、稀硫酸电解

2、液、隔板及附件(液口栓、盖子等)。　　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的电压，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：　(阳极)(电解液)(阴极)　　PbO2+2H2SO4+Pb--->PbSO4+2H2O+PbSO4(放电反应)（1）(阳极)(电解液)(阴极)　　PbSO4+2H2O+PbSO4--->PbO2+2H2SO4+Pb(充电反应)（2）1.放电中的化学变化　　铅酸蓄电池放电过程两电极的反应原理如图1所示，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

3、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，充电到最后阶段时，电流几乎都用在水的电解，因而电解液

4、会减少，此时应以纯水补充之。图1铅酸蓄电池放电过程两电极的反应原理图3、电动势的产生当铅酸蓄电池与外线路连通时，正、负极上的电化学反应就会自发的进行，当电池中电能与化学能转换达到平衡时，正极平衡电动势E+与负极平衡电动势E－之差即为电池的电动势。△Ee=EPO2/PbSO4－EPb/PbSO4式中EPO2/PbSO4、EPb/PbSO4分别为正极平衡电位和负极平衡电位。△Ee的数值等于达到稳定时的开路电压。当没有离子迁移(转换)或电子流动时，可以算出电池电动势为2.04V。通常开路电压是2.0V，即通常所说的额定电压。【仪器与试剂】1.仪器设备小型和膏机、刮刀、

5、晾板架、剪刀、砂纸、烧杯、量筒、玻璃棒、电子称（5kg）、万用表、温度计、电烙铁2.试剂材料铅粉、正负板添加剂（木素、石墨粉、硫酸钡、乙炔黑、涤纶）、分析纯浓硫酸、高纯水、正负板栅、AGM隔板、橡皮筋、电池壳【实验步骤】一、实验准备1、准备纯水，在和膏的过程当中需要加入一定量的纯水，具体如下表所示：工序名称纯水加入量（2kg的铅粉量）正板和膏220mL负板和膏230mL备注：和膏的过程需要根据膏的情况适当再加入水量调节。2、配置不同浓度的稀硫酸溶液，具体如下表所示：工序名称硫酸浓度配置量（2kg的铅粉量）正板和膏1.4±0.005g/cm31.3L负板和膏1.4

6、±0.005g/cm31.3L涂板后的酸浸（正板）1.15±0.03g/cm3——涂板后的酸浸（负板）1.18±0.03g/cm3——化成电解液1.06±0.005g/cm3——备注：a、涂板后的酸浸工序，在实际生产工艺中是在涂板压片后，采取酸淋的方式，因为实验条件限制，我们将采取酸浸的方法，在酸浸的过程当中，用手拿住极板的一个极耳，然后将整个极板都浸没，大约十秒的时间后提起，因此实验前需要准备一个能够将整个极板浸没的容器，配置的酸量就是容器量。b、化成电解液的配置在第二次实验的时候配置3、配置好添加剂，其添加剂的配比如下表所示：添加剂正板（2kg的铅粉量）负板

7、（2kg的铅粉量）石墨粉5g——短纤维2.4g2g乙炔黑——6g腐植酸——9g硬脂酸——16g木钠——3g4、用高纯水将和膏机里面清理干净，确保和膏机里面没有其它金属碎屑和油等5、用高纯水将涂板的台面、刮刀等清洗干净二、实验过程1、和膏（和膏铅粉量在2kg，以正板为例，负板类似）：①准确称量2kg铅粉于干净的容器里，然后倒入一半铅粉至和膏机中，再将实验前准备好的添加剂均匀加入到和膏机当中，最后加入另外一半的铅粉。②盖上和膏机的盖子（自制和膏机盖子，防止铅粉在干搅拌的时候有粉尘出来），启动和膏机，并记录时间，正膏搅拌大约3min，负膏约5min。③干搅拌时间到以后

8、再加纯水，和膏加水过程中