铅酸蓄电池的原理与构造
来源:    发布时间: 2018-03-23 17:40   555 次浏览   大小:  16px  14px  12px
铅酸蓄电池的原理与构造(一)
所谓蓄电池即是贮存化学能量,于必要时放出电能的一种电气化学设备。
构成铅蓄电池之主要成份如下: 
阳极板(过氧化铅.PbO2)---> 活性物质
阴极板(海
铅酸蓄电池的原理与构造(一)
所谓蓄电池即是贮存化学能量,于必要时放出电能的一种电气化学设备。
构成铅蓄电池之主要成份如下: 
阳极板(过氧化铅.PbO2)---> 活性物质
阴极板(海绵状铅.Pb) ---> 活性物质
电解液(稀硫酸) ---> 硫酸(H2SO4) + 水(H2O)
电池外壳 
隔离板 
其它(液口栓.盖子等)


一、铅蓄电池之原理与动作 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的电力,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) 
(过氧化铅) (硫酸) (海绵状铅)  


(阳极) (电解液) (阴极)
PbSO4+2H2O +PbSO4---> PbO2+ 2H2SO4+ Pb(充电反应) 
(硫酸铅) (水) (硫酸铅)


1. 放电中的化学变化 
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,因而电解液会减少,此时应以纯水补充之。 


二、电动车用蓄电池的构造


昕能蓄电池电动车用蓄电池,必须具备以下条件: 
◎ 高性能 
◎ 耐震.耐冲击 
◎ 寿命长 
◎ 保养容易 
由于玻璃纤维管式铅蓄电池是累积多次实验结果而制成,故具有多项优点。


1.极板昕能蓄电池 
根据蓄电池容量选择适当规格极板及数量组合而成。于充放电时,两极活性物质随着体积的变化而反复膨胀与收缩。两极活性物质中,昕能蓄电池阴极板之海绵状铅的结合力较强,而阳极板之过氧化铅的结合力弱,因而在充放电之际,会徐徐脱落,此即为铅蓄电池寿命受到限制的原因。期使蓄电池使用期限延长,能耐震并耐冲击,则阳极板的改良即成当急要务。


玻璃纤维管式的阳极板: 此乃以玻璃纤维制的软管接在铅合金制的栉状格子(蕊金)上,在软管和蕊金间充填铅粉之后,将软管密封,使其发生变化,产生活性化物质,由于活性化物质不会脱落,与电解液接触亦良好,是一种非常好的极板材料。使用具有这种极板的蓄电池是电动车唯一的选择。编织式软管乃以9microm(μ)的玻璃纤维编成管袋状,弹性好,可耐膨胀或收缩,而且对电解液的渗透度也非常良好,此软管乃是最佳产品,长久以来,实用绩效良好.


糊状式极板: 就是将稀硫酸炼制之糊状铅粉涂覆在铅合金制的格子上,俟其干燥后所形成之活性物质。这种方式一直被采用在铅蓄电池的阴极板上,昕能蓄电池同时亦使用在汽车,小货车的蓄电池阳极板上。  2.隔离板 
能防止阴、阳极板间产生短路,但不会妨碍两极间离子的流通。而且经长时间使用,也不会劣化,或释放杂质。铅蓄电池一般都使用胶质隔离板。 
3.电池外壳 
耐酸性强,兼具机械性强度。电动车用的蓄电池外壳乃使用材质强韧之合成树脂经特殊处理制成,其机械性强度特别强,上盖亦使用相同材质,以热熔接着。 
4.电解液 
电解液比重以20℃的值为标准,电动车用的蓄电池完全充电时之电解液标准比重为1.280。 
5.液口栓 
液口栓的功能为排出充电时所产生的气体及补充纯水,测定比重。
三、昕能蓄电池蓄电池的容量


电动车用蓄电池的容量以下列条件表示之: 
◎ 电解液比值      1.280/20℃ 
◎ 放电电流       5小时的电流 
◎ 放电终止电压     1.70V/Cell 

◎ 放电中的电解液温度  30±2℃

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