铅酸蓄电池基本构造及基本运作原理?
来源:www.hth.com 发布时间:2023-10-02 14:21:01极板是蓄电池的核心部分,形状大多呈长方形。工厂先将铅卷冲压成网状的格栅,再在格栅上涂上俗称“铅膏”的活性物质。正极涂二氧化铅,负极涂海绵状纯铅。蓄电池的充放电就是依靠极板上的活性物质与电解液中的硫酸化学反应来实现的。
通常一整个蓄电池包含6个极板组,每个极板组由数块正负极板组成,负极板数量比正极板多一片,使每片正极板都处于两块负极板之间,这样能使两边放电均匀。
特别提一句,市面上的蓄电池构造大同小异,只有铅膏的配方是各蓄电池厂家的核心机密。格栅的网眼形状也并非都是长方形。
隔板使用在允许电压下不导电的材料,放在相邻的正负极板之间,防止正负极板接触发生短路。市面上一般都会采用塑料隔板。
极板沉浸在电解液中,与电解液产生化学反应。电解液用纯硫酸与纯蒸馏水按特殊的比例混合而成,普通工业用的硫酸与自来水不能用作电解液,否则会损坏极板。
在蓄电池组装好注入硫酸后,会静止四五天,这一过程叫做“化成”。那么在化成时,蓄电池内部进行着怎样的化学反应呢?
首先来看正极板,极板上少量的二氧化铅与硫酸中的水形成了PB(OH)4,于是正极板附近存在四价铅离子与氢氧根离子。而PB4+集聚在极板四周,于是正极板带了正电位。
再来看负极板,极板上少量的纯铅进入了电解液中,形成了二价铅离子,而把两个电子留在极板上,使得负极板上带了负电。
在蓄电池接入负载时,由于正极板的电动势高,电流I从正极流向负极。使得正极的电位降低,负极的电位升高。原本负极板上的两个电子e到了正极板上。
在正极板处,PB4+遇到了两个电子e,自动-1,-1,于是PB4+变成PB2+,与硫酸中的SO42-结合成PBSO4,附在极板上。
在负极板处,PB2+与SO4结合在一起,同样生成了PBSO4,附在极板上。
就这样,随着蓄电池不断放电,正负极板上的PBSO4慢慢的变多,电解液中的H2SO4失去了SO4,H+与OH-结合成H2O,电解液浓度下降。
充电时发生的化学反应与放电时正好相反。接入外部电源时,外部电源的电动势高于蓄电池内部电动势,于是电流I从正极流入。正极处的PBSO4中的PB2+在电流的作用下失去两个电子变成PB4+,它和电解液中的OH-结合生成PB(OH)4,由于不稳定,又分解为PBO2与H20。PBO2附在极板上。SO4-与H+结合成H2SO4硫酸。
负极上PBSO4在电流的作用下,得到两个e,变成PB纯铅,附在极板上。SO42-余H+结合成硫酸。
铅酸蓄电池的正极活性物是二氧化铅。负极是海绵状的金属铅。因为铅特别软,而且处于导体和绝缘体之间,即半导体,所以通常会在铅里加入一定量的锑,用于增加强度和减小电阻。电解质是硫酸,在电池中起导电作用,并参加电池反应,一般会混入一些纯水稀释。
放电时,正极的二氧化铅与硫酸发生反应,生成硫化铅和水。负极的金属铅,与硫酸进行反应,生成硫化铅、带正电荷的氢离子。电池经连放电后两极物质都转化为硫酸铅,称为“双硫酸盐化”。正极与负极的铅夺取了电解质中的四氧化硫,电解质就转化成了水。带正电荷的氢离子就制造了电压差,电流自然而然地就出现了。
充电时,硫化铅里的四氧化硫与水结合,生成硫酸。正极、负极硫化铅中的四氧化硫被夺取后,变成了铅。正极因为缺少电离子,吸引的带正电荷的氢离子与带负电荷的氢化氧就使铅变成了二氧化铅。
铅酸蓄电池定义、分类、型号命名、发展历史和趋势及优缺点是什么? 前期我们提到的叉车蓄电池、堆高车电池、搬运车电池、平板车电池、游览车电池、观光车电池都属于铅酸蓄电池。今天小编和大家一起来学习一下。
铅酸蓄电池是是蓄电池的一种,主要特征是采用稀硫酸做电解液,用二氧化铅和绒状铅分别做为电池的正极和负极的一种酸性蓄电池。
一类为深循环使用的蓄电池。以深循环次数表示其常规使用的寿命,一般可达1200次以上;
另一类为浮充使用的“备用电源”蓄电池。其常规使用的寿命可达10~12年,甚至更长。一般地,蓄电池只有80%容量时就认为寿命终止。
固定型防酸式蓄电池(GF):大多数都用在通讯、发电厂、计算机系统作为保护、自动控制的备用电源。
其他用途电池:大小容量不一,放电率多样,如摄像机、闪光灯、应急灯、风力发电电能储存等。
根据JB2599-85部颁标准,我国铅酸电池型号分为三段,其安排和含义如下:
表示有6个单体电池(12伏),启动用电池,装有干式荷电击板,额定容量为120安时。
发展历史:涂膏式极板、铅锑板栅合金、管状电极、铅钙板栅合金、胶体电解液及阀控式铅酸蓄电池
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极板就像是两只手交叉握在一起。左右手指交错,就像正负极板排列,最后汇总在两个手掌处就是极柱了。
“桥”像梳子一样分别连接正极板和负极板,形成了极组,正负极组相互插入形成了极群。在通常情况下,富液式铅酸蓄电池在每边是负极板。对于“免维护”阀控式密封铅酸蓄电池,为了电池的性能,部分采用的边上是正极板。
一方面使正极和负极分开,避免电子短路发生。另一方面必须有足够的孔隙让电解液通过,保证载流子(离子)移动和正负极间电流流过。因此,隔板具有多种功能。
无论具有还是没有迷宫系统,将保证液体密封而不能气体密封。一个或几个细孔(或多孔系统)允许气体从电池中逸出。
电解液蒸发的酸雾、水汽应尽可能在电池塞中液化,重新再回到电池中(通过迷宫系统)。
氢气和氧气,在过充电过程中产生,形成易爆气体。遇到外部明火,火焰将被陶瓷体阻挡,起到冷却和熄灭火焰的作用。
通过液化复合反应,将产生的爆炸气体转化为水。也就是说,水损失能保持最小。
安全阀仅用在玻璃膜或胶体电解液的“免维护”阀控式密封铅酸蓄电池上,任何过多气体产生将被减少到最小。安全阀仅在过压时打开逸出气体并马上关闭。
当极群小于电池壳体时,将它们插入壳壁与边极板之间,保证电池中部件放置稳定而不损坏。
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