铅酸蓄电池的结构与原理.ppt

铅酸蓄电池的结构与原理 2 铅酸蓄电池的结构 内部结构 开式 密封式 又可分为 湿式 干式或胶体式正极板 以铅锑合金为骨架 网栅上涂二氧化铅负极板 海棉状铅板 在同一个电池内同极性的极板片数超过两片的 用金属条连接起来称为 极板组 或 极板群 至于极板组内的极板片数的多少 随其容量 蓄电能力 的大小而异隔板 在各种类型的铅酸蓄电池中 除少数特殊组合的极板问留有宽大的空隙外 在正 负极板间均需放置隔板 以防止正负极相互接触而发生短路 隔板由木质 橡胶 微孔橡胶 烧结式PVC 聚丙烯 PE 或者超细玻璃纤维等材料制成 可根据蓄电池的类型适当选定外壳 电池槽用来盛装电解液和支撑极群组 通常有玻璃容器 衬铅木质容器 硬橡胶容器和塑料容器4种电解液 铅蓄电池的电解液是用蒸馏水稀释高纯度浓硫酸而成 它的密度高低视电池类型和所用极板而定 一般在15 条件下 密度为1 2 1 3g cm3 浓度 27 37 蓄电池用的电解液 稀硫酸 必须保持纯净 不能含有重金属等有害于铅酸蓄电池的杂质 铅蓄电池 铅酸蓄电池的化学反应 充电时把铅板分别和直流电源的正负极相连 发生电解反应 反应如下 阴极 A极 还原 阳极 B极 氧化 充电时的反应式 这样 随着电流的通过 PbSO4在A极上变成蓬松的金属铅 在B极上变成黑褐色二氧化铅 而在溶液中有硫酸的生成 因此 用比重计测量铅酸蓄电池的硫酸液的比重 可以判断充电的程度 如果把充电后的蓄电池两极连起来 电子就沿着导线从A极流向B极 这时的蓄电池的放电原理与原电池相似 结构式如下 负极 氧化 由于硫酸的存在 反应后生成难溶的硫酸铅 正极 还原 同样生成硫酸铅 放电总反应式 蓄电池放电后 硫酸的浓度减小 因此 用比重计测量铅酸蓄电池的硫酸液的比重 判断放电的程度 铅蓄电池的单体电压为2V 使用或储存一段时间后 当电压下降为1 8V 硫酸的比重下降到1 2时 就需要充电 铅蓄电池放置日久 由于 自放电 不使用的自身放电 电池电动势会逐渐降低 因此 蓄电池要定期充电 加以维护 铅蓄电池中所涉及的化学符号 H2O 水H2SO4 硫酸H2O H2SO4 电解液 Pb 铅 灰黑色金属 良导体 PbO2 氧化铅 深黑色金属氧化物 良导体 PbSO4 硫酸铅 浅灰色 不良导体 比容 体积度 大 已充电的蓄电池正极 PbO2负极 Pb电解液 H2SO4 H2O 浓度高 已放电的蓄电池正极 PbSO4负极 PbSO4电解液 H2O H2SO4 浓度低 在充电和放电过程中 电解液始终参与内部化学反应 在高电压 典型情况为每个电池2 4V以上 时的其它反应 正极 2H2O O2 4H 4e 负极 4H 4e 2H2 电池 2H2O 2H2 O2 在充电过程的最后 水 H2O 分解为氢气和氧气 这些气体从蓄电池中逸出 使得电解液失水 氢 氧混合则成为一种爆炸物 爆炸气体 电池容量和放电率 蓄电池的实际容量与放电制度 放电率 温度 终止电压 和电池结构有关 放电率低 电压下降缓慢 放出的实际容量高 温度高 放电容量大 放电时所使用的电流值 温度和终止及电压不同 均是一个给定的电池放出不同的Ah数 概念 放电率 在活性物质总量不变的条件下 电池容量随放电电流增增大而降低 因此 在谈电池容量时 必须指明放电率 放电率有小时率和电流率两种表示方法 小时率 是一定电流放完额定容量所需的时间来表示 不同的蓄电池有其规定的标准放电率 如 汽车用蓄电池 一般用20h率容量 固定型或摩托车用10h率容量 牵引型 动力型 用5h率容量 对于6Q 120Ah 电池容量为20h率 120Ah 意味着 该电池以6A的电流放电能延续20h为合格 电流率 倍率 是指电池放电时的放电电流数值为电池额定容量的倍数 如0 1C20 表示对于120安时 C20 的电池以1 0 120 12安的电流放电 C的小角标表示放电时率