年4月19日蓄電池制造工藝模板資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考，如有不當(dāng)或者侵權(quán)，請(qǐng)聯(lián)系改正或者刪除。一、常見的蓄電池分類及特點(diǎn)當(dāng)前,我們常見的蓄電池主要分為三類,分別為普通蓄電池、干荷蓄電池和免維護(hù)蓄電池三種。1)普通蓄電池;普通蓄電池的極板是由鉛和鉛的氧化物構(gòu)成,電解液是硫酸的水溶液。它的主要優(yōu)點(diǎn)是電壓穩(wěn)定、價(jià)格便宜;缺點(diǎn)是比能低(即每公斤蓄電池存儲(chǔ)的電能)、使用壽命短和日常維護(hù)頻繁。2)干荷蓄電池:它的全稱是干式荷電鉛酸蓄電池,它的主要特點(diǎn)是負(fù)極板有較高的儲(chǔ)電能力,在完全干燥狀態(tài)下,能在兩年內(nèi)保存所得到的電量,使用時(shí),只需加入電解液,等過20—30分鐘就可使用。3)免維護(hù)蓄電池:免維護(hù)蓄電池由于自身結(jié)構(gòu)上的優(yōu)勢,電解液的消耗量非常小,在使用壽命內(nèi)基本不需要補(bǔ)充蒸餾水。它還具有耐震、耐高溫、體積小、自放電小的特點(diǎn)。使用壽命一般為普通蓄電池的兩倍。市場上的免維護(hù)蓄電池也有兩種:第一種在購買時(shí)一次性加電解液以后使用中不需要維護(hù)(添加補(bǔ)充液);另一種是電池本身出廠時(shí)就已經(jīng)加好電解液并封死,用戶根本就不能加補(bǔ)充液。二、蓄電池的結(jié)構(gòu)一般的蓄電池鉛酸蓄電池是由正負(fù)極板、隔板、殼體、電解液和接線樁頭等組成,其放電的化學(xué)反應(yīng)是依靠正極板活性物質(zhì)(二氧化鉛和鉛)和負(fù)極板活性物質(zhì)(海綿狀純鉛)在電解液(稀硫酸溶液)的作用下進(jìn)行,其中極板的柵架,傳統(tǒng)蓄電池用鉛銻合金制造,免維護(hù)蓄電池是用鉛鈣合金制造,前者用銻,后者用鈣,這是兩者的根本區(qū)別點(diǎn)。不同的材料就會(huì)產(chǎn)生不同的現(xiàn)象:傳統(tǒng)蓄電池在使用過程中會(huì)發(fā)生減液現(xiàn)象,這是因?yàn)闁偶苌系匿R會(huì)污染負(fù)極板上的海綿狀純鉛,減弱了完全充電后蓄電池內(nèi)的反電動(dòng)勢,造成水的過度分解,大量氧氣和氫氣分別從正負(fù)極板上逸出,使電解液減少。用鈣代替銻,就能夠改變完全充電后的蓄電池的反電動(dòng)勢,減少過充電流,液體氣化速度減低,從而減低了電解液的損失。由于免維護(hù)蓄電池采用鉛鈣合金柵架,充電時(shí)產(chǎn)生的水分解量少,水份蒸發(fā)量低,加上外殼采用密封結(jié)構(gòu),釋放出來的硫酸氣體也很少,因此它與傳統(tǒng)蓄電池相比,具有不需添加任何液體,對(duì)接線樁頭、電線腐蝕少,抗過充電能力強(qiáng),起動(dòng)電流大,電量儲(chǔ)存時(shí)間長等優(yōu)點(diǎn)。免維護(hù)蓄電池因其在正常充電電壓下,電解液僅產(chǎn)生少量的氣體,極板有很強(qiáng)的抗過充電能力,而且具有內(nèi)阻小、低溫起動(dòng)性能好、比常規(guī)蓄電池使用壽命長等特點(diǎn),因而在整個(gè)使用期間不需添加蒸餾水,在充電系正常情況下,不需從拆下進(jìn)行補(bǔ)充充電。但在保養(yǎng)時(shí)應(yīng)對(duì)其電解液的比重進(jìn)行檢查。大多數(shù)免維護(hù)蓄電池在蓋上設(shè)有一個(gè)孔形液體(溫度補(bǔ)償型)比重計(jì),它會(huì)根據(jù)電解液比重的變化而改變顏色。能夠指示蓄電池的存放電狀態(tài)和電解液液位的高度。當(dāng)比重計(jì)的指示眼呈綠色時(shí),表明充電已足,蓄電池正常;當(dāng)指示眼綠點(diǎn)很少或?yàn)楹谏?表明蓄電池需要充電;當(dāng)指示眼顯示淡黃色,表明蓄電池內(nèi)部有故障,需要修理或進(jìn)行更換。免維護(hù)蓄電池也能夠進(jìn)行補(bǔ)充充電,充電方式與普通蓄電池的充電方法基本一樣。充電時(shí)每單格電壓應(yīng)限制在2．3-2．4V間。注意使用常規(guī)充電方法充電會(huì)消耗較多的水,充電時(shí)充電電流應(yīng)稍小些(5A以下)。不能進(jìn)行快速充電,否則,蓄電池可能會(huì)發(fā)生爆炸,導(dǎo)致傷人。當(dāng)免維護(hù)蓄電池的比重計(jì),顯示為淡黃色或紅色時(shí),說明該蓄電池已接近報(bào)廢,即使再充電,使用壽命也不長。此時(shí)的充電只能做為救急的權(quán)宜之計(jì)。有條件時(shí),對(duì)免維護(hù)蓄電池可用具有電流-電壓特性的充電設(shè)備進(jìn)行充電。該設(shè)備即可保證充分電,又可避免過充電而消耗較多的水。一般這類免維護(hù)電池從出廠到使用能夠存放10個(gè)月,其電壓與電容保持不變,質(zhì)量差的在出廠后的3個(gè)月左右電壓和電容就會(huì)下降。在購買時(shí)選離生產(chǎn)日期有3個(gè)月的,當(dāng)場就能夠檢查電池的電壓和電容是否達(dá)到說明書上的要求,若電壓和電容都有下降的情況則說明它里面的材質(zhì)不好,那么電池的質(zhì)量肯定也不行,有可能是加水電池經(jīng)過經(jīng)銷商充電后偽裝而成的。三、蓄電池的正確使用和維護(hù)免維護(hù)蓄電池也能夠進(jìn)行補(bǔ)充充電,充電方式與普通蓄電池的充電方法基本一樣。充電時(shí)每單格電壓應(yīng)限制在2．3-2．4V間。注意使用常規(guī)充電方法充電會(huì)消耗較多的水,充電時(shí)充電電流應(yīng)稍小些(5A以下)。不能進(jìn)行快速充電,否則,蓄電池可能會(huì)發(fā)生爆炸,導(dǎo)致傷人。當(dāng)免維護(hù)蓄電池的比重計(jì),顯示為淡黃色或紅色時(shí),說明該蓄電池已接近報(bào)廢,即使再充電,使用壽命也不長。此時(shí)的充電只能做為救急的權(quán)宜之計(jì)。有條件時(shí),對(duì)免維護(hù)蓄電池可用具有電流-電壓特性的充電設(shè)備進(jìn)行充電。該設(shè)備即可保證充分電,又可避免過充電而消耗較多的水。蓄電池的正確使用和維護(hù)主要有以下7點(diǎn):1、檢查蓄電池在支架上的固定螺栓是否擰緊,安裝不牢靠會(huì)因行車震動(dòng)而引起殼體損壞。另外不要將金屬物放在蓄電池上以防短路。2、時(shí)常查看極柱和接線頭連接得是否可靠。為防止接線柱氧化能夠涂抹凡士林等保護(hù)劑。3、不可用直接打火(短路試驗(yàn))的方法檢查蓄電池的電量這樣會(huì)對(duì)蓄電池造成損害。4、普通鉛酸蓄電池要注意定期添加蒸餾水。干荷蓄電池在使用之前最好適當(dāng)充電。至于可加水的免維護(hù)蓄電池并不是不能維護(hù)適當(dāng)查看必要時(shí)補(bǔ)充蒸餾水有助于延長使用壽命。5、蓄電池蓋上的氣孔應(yīng)通暢。蓄電池在充電時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量氣泡若通氣孔被堵塞使氣體不能逸出當(dāng)壓力增大到一定的程度后就會(huì)造成蓄電池殼體炸裂。6、在蓄電池極柱和蓋的周圍常會(huì)有黃白色的糊狀物,這是因?yàn)榱蛩岣g了根柱、線卡、固定架等造成的。這些物質(zhì)的電阻很大,要及時(shí)清除。7、當(dāng)需要用兩塊蓄電池串聯(lián)使用時(shí)蓄電池的容量最好相等。否則會(huì)影響蓄電池的使用壽命。一般這類免維護(hù)電池從出廠到使用能夠存放10個(gè)月,其電壓與電容保持不變,質(zhì)量差的在出廠后的3個(gè)月左右電壓和電容就會(huì)下降。在購買時(shí)選離生產(chǎn)日期有3個(gè)月的,當(dāng)場就能夠檢查電池的電壓和電容是否達(dá)到說明書上的要求,若電壓和電容都有下降的情況則說明它里面的材質(zhì)不好,那么電池的質(zhì)量肯定也不行,有可能是加水電池經(jīng)過經(jīng)銷商充電后偽裝而成的。閥控式鉛酸蓄電池的基本原理·閥控式鉛酸蓄電池的電化學(xué)反應(yīng)原理閥控式鉛酸蓄電池的電化學(xué)反應(yīng)原理就是充電時(shí)將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能在電池內(nèi)儲(chǔ)存起來,放電時(shí)將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能供給外系統(tǒng)。其充電和放電過程是經(jīng)過電化學(xué)反應(yīng)完成的,電化學(xué)反應(yīng)式如下:從上面反應(yīng)式可看出,充電過程中存在水分解反應(yīng),當(dāng)正極充電到70％時(shí),開始析出氧氣,負(fù)極充電到90％時(shí)開始析出氫氣,由于氫氧氣的析出,如果反應(yīng)產(chǎn)生的氣體不能重新復(fù)合得用,電池就會(huì)失水干涸;對(duì)于早期的傳統(tǒng)式鉛酸蓄電池,由于氫氧氣的析出及從電池內(nèi)部逸出,不能進(jìn)行氣體的再復(fù)合,是需經(jīng)常加酸加水維護(hù)的重要原因;而閥控式鉛酸蓄電池能在電池內(nèi)部對(duì)氧氣再復(fù)合利用,同時(shí)抑制氫氣的析出,克服了傳統(tǒng)式鉛酸蓄電池的主要缺點(diǎn)。·閥控式鉛酸蓄電池的氧循環(huán)原理閥控式鉛酸蓄電池采用負(fù)極活性物質(zhì)過量設(shè)計(jì),AG或GEL電解液吸附系統(tǒng),正極在充電后期產(chǎn)生的氧氣經(jīng)過AGM或GEL空隙擴(kuò)散到負(fù)極,與負(fù)極海綿狀鉛發(fā)生反應(yīng)變成水,使負(fù)極處于去極化狀態(tài)或充電不足狀態(tài),達(dá)不到析氫過電位,因此負(fù)極不會(huì)由于充電而析出氫氣,電池失水量很小,故使用期間不需加酸加水維護(hù)。閥控式鉛酸蓄電池氧循環(huán)圖示如下:能夠看出,在閥控式鉛酸蓄電池中,負(fù)極起著雙重作用,即在充電末期或過充電時(shí),一方面極板中的海綿狀鉛與正極產(chǎn)生的O2反應(yīng)而被氧化成一氧化鉛,另一方面是極板中的硫酸鉛又要接受外電路傳輸來的電子進(jìn)行還原反應(yīng),由硫酸鉛反應(yīng)成海綿狀鉛。在電池內(nèi)部,若要使氧的復(fù)合反應(yīng)能夠進(jìn)行,必須使氧氣從正極擴(kuò)散到負(fù)極。氧的移動(dòng)過程越容易,氧循環(huán)就越容易建立。在閥控式蓄電池內(nèi)部,氧以兩種方式傳輸:一是溶解在電解液中的方式,即經(jīng)過在液相中的擴(kuò)散,到達(dá)負(fù)極表面;二是以氣相的形式擴(kuò)散到負(fù)極表面。傳統(tǒng)富液式電池中,氧的傳輸只能依賴于氧在正極區(qū)H2S04溶液中溶解,然后依靠在液相中擴(kuò)散到負(fù)極。如果氧呈氣相在電極間直接經(jīng)過開放的通道移動(dòng),那么氧的遷移速率就比單靠液相中擴(kuò)散大得多。充電末期正極析出氧氣,在正極附近有輕微的過壓,而負(fù)極化合了氧,產(chǎn)生一輕微的真空,于是正、負(fù)間的壓差將推動(dòng)氣相氧經(jīng)過電極間的氣體通道向負(fù)極移動(dòng)。閥控式鉛蓄電池的設(shè)計(jì)提供了這種通道,從而使閥控式電池在浮充所要求的電壓范圍下工作,而不損失水。對(duì)于氧循環(huán)反應(yīng)效率,AGM電池具有良好的密封反應(yīng)效率,在貧液狀態(tài)下氧復(fù)合效率可達(dá)99％以上;膠體電池氧再復(fù)合效率相對(duì)小些,在干裂狀態(tài)下,可達(dá)70-90％;富液式電池幾乎不建立氧再化合反應(yīng),其密封反應(yīng)效率幾乎為零。返回頁首閥控式鉛酸蓄電池的性能參數(shù)·開路電壓與工作電壓1．1開路電壓電池在開路狀態(tài)下的端電壓稱為開路電壓。電池的開路電壓等于電池的正極的電極電勢與負(fù)極電極電勢之差。1．2工作電壓工作電壓指電池接通負(fù)載后在放電過程中顯示的電壓,又稱放電電壓。在電池放電初始的工作電壓稱為初始電壓。電池在接通負(fù)載后,由于歐姆電阻和極化過電位的存在,電池的工作電壓低于開路電壓。2容量電池在一定放電條件下所能給出的電量稱為電池的容量,以符號(hào)C表示。常見的單位為安培小時(shí),簡稱安時(shí)(Ah)或毫安時(shí)(mAh)。電池的容量能夠分為理論容量,額定容量,實(shí)際容量。理論容量是把活性物質(zhì)的質(zhì)量按法拉第定律計(jì)算而得的最高理論值。為了比較不同系列的電池,常見比容量的概念,即單位體積或單位質(zhì)量電池所能給出的理論電量,單位為Ah/1或Ah/kg。實(shí)際容量是指電池在一定條件下所能輸出的電量。它等于放電電流與放電時(shí)間的乘積,單位為Ah,其值小于理論容量。額定容量也叫保證容量,是按國家或有關(guān)部門頒布的標(biāo)準(zhǔn),保證電池在一定的放電條件下應(yīng)該放出的最低限度的容量。3內(nèi)阻電池內(nèi)阻包括歐姆內(nèi)阻和極化內(nèi)阻,極化內(nèi)阻又包括電化學(xué)極化與濃差極化。內(nèi)阻的存在,使電池放電時(shí)的端電壓低于電池電動(dòng)勢和開路電壓,充電時(shí)端電壓高于電動(dòng)勢和開路電壓。電池的內(nèi)阻不是常數(shù),在充放電過程中隨時(shí)間不斷變化,因?yàn)榛钚晕镔|(zhì)的組成、電解液濃度和不斷地改變。歐姆電阻遵守歐姆定律;極化電阻隨電流密度增加而增大,但不是線性關(guān)系,常隨電流密度和溫度都在不斷地改變。4能量電池的能量是指在一定放電制度下,蓄電池所能給出的電能,一般見瓦時(shí)(Wh)表示。電池的能量分為理論能量和實(shí)際能量。理論能量W理可用理論容量和電動(dòng)勢(E)的乘積表示,即W理=C理E電池的實(shí)際能量為一定放電條件下的實(shí)際容量C實(shí)與平均工作電壓U平的乘積,即W實(shí)=C實(shí)U平常見比能量來比較不同的電池系統(tǒng)。比能量是指電池單位質(zhì)量或單位體積所能輸出的電能,單位分別是Wh/kg或Wh/l。比能量有理論比能量和實(shí)際比能量之分。前者指lkg電池反應(yīng)物質(zhì)完全放電時(shí)理論上所能輸出的能量。實(shí)際比能量為lkg電池反應(yīng)物質(zhì)所能輸出的實(shí)際能量。由于各種因素的影響,電池的實(shí)際比能量遠(yuǎn)小于理論比能量。實(shí)際比能量和理論比能量的關(guān)系可表示如下:W實(shí):W理·KV·KR·Km式中Kv-電壓效率;KR-反應(yīng)效率;Km—質(zhì)量效率。電壓效率是指電池的工作電壓與電動(dòng)勢的比值。電池放電時(shí),由于電化學(xué)極化、濃差極化和歐姆壓降,工作電壓小于電動(dòng)勢。反應(yīng)交通用性表示活性物質(zhì)的利用率。電池的比能量是綜合性指標(biāo),它反映了電池的質(zhì)量水平,也表明生產(chǎn)廠家的技術(shù)和管理水平。5功率與比功率電池的功率是指電池在一定放電制度下,于單位時(shí)間內(nèi)所給出能量的大小,單位為W(瓦)或kW(千瓦)。單位質(zhì)量電池所能給出的功率稱為比功率,單位為W/kg或kW/kg。比功率也是電池重要的性能指標(biāo)之一。一個(gè)電池比功率大,表示它能夠承受大電流放電。蓄電池的比能量和比功率性能是電池選型時(shí)的重要參數(shù)。因?yàn)殡姵匾c用電的儀器、儀表、電動(dòng)機(jī)器等互相配套,為了滿足要求,首先要根據(jù)用電設(shè)備要求功率大小來選擇電池類型。當(dāng)然,最終確定選用電池的類型還要考慮質(zhì)量、體積,比能量、使用的溫度范圍和價(jià)格等因素。5．6電池的使用壽命在規(guī)定條件下,某電池的有效壽命期限稱為該電池的使用壽命。蓄電池發(fā)生內(nèi)部短路或損壞而不能使用,以及容量達(dá)不到規(guī)范要求時(shí)蓄電池使用失效,這時(shí)電池的使用壽命終止。蓄電池的使用壽命包括使用期限和使用周期。使用期限是指蓄電池可供使用的時(shí)間,包括蓄電池的存放時(shí)間。使用周期是指蓄電池可供重復(fù)使用的次數(shù)。返回頁首閥控式鉛酸蓄電池的自放電1自放電的原因電池的自放電是指電池在存儲(chǔ)期間容量降低的現(xiàn)象。電池開路時(shí)由于自放電使電池容量損失。自放電一般主要在負(fù)極,因?yàn)樨?fù)極活性物質(zhì)為較活潑的海綿狀鉛電極,在電解液中其電勢比氫負(fù),可發(fā)生置換反應(yīng)。若在電極中存在著析氫過電位低的金屬雜質(zhì),這些雜質(zhì)和負(fù)極活性物質(zhì)能給成腐蝕微電池,結(jié)果負(fù)極金屬自溶解,并伴有氫氣析出,從而容量減少。在電解液中雜質(zhì)起著同樣的有害作用。一般正極的自放電不大。正極為強(qiáng)氧化劑,若在電解液中或隔膜上存在易于被氧化的雜質(zhì),也會(huì)引起正極活性物質(zhì)的還原,從而減少容量。2自放電率自放電率用單位時(shí)間容量降低的百分?jǐn)?shù)表示。式中Ca--電池存貯前的容量(Ah)Cb--電池存貯后的容量(Ah)T一電池貯存的時(shí)間,常見天、月計(jì)算。3正極的自放電正極的自放電是由于在放置期間,正極活性物質(zhì)發(fā)生分解,形成硫酸鉛并伴隨著氧氣析出,發(fā)生下面一對(duì)軛反應(yīng):同時(shí)正極的自放電也有可能由下述幾種局部電池形成引起:在電極的上端和下端,以及電極的孔隙和電極的表面處酸的濃度不同,因而電極內(nèi)外和上下形成了濃差電池。處在較稀硫酸區(qū)域的二氧化鉛為負(fù)極,進(jìn)行氧化過程而析出氧氣;處在較濃硫酸區(qū)域的二氧化鉛為正極,進(jìn)行還原過程,二氧化鉛還原為硫酸鉛。這種濃差電池在充電終了的正極和放電終了的正極都可形成,因此都有氧析出。可是在電解液濃度趨于均勻后,濃差消失,由此引起的自放電也就停止了。正析自放電的速度受板柵合金組成和電解液濃度的影響,對(duì)應(yīng)于硫酸濃度出現(xiàn)不同的極大值。一些可變價(jià)態(tài)的鹽類如鐵、鉻、錳鹽等,它們的低價(jià)態(tài)能夠在正極被氧化,同時(shí)二氧化鉛被還原;被氧化的高價(jià)態(tài)可經(jīng)過擴(kuò)散到達(dá)負(fù)極,在負(fù)極上進(jìn)行還原過程;同時(shí)負(fù)極活性物質(zhì)鉛被氧化,還原態(tài)的離子又藉助于擴(kuò)散、對(duì)流達(dá)到正極重新被氧化。如此重復(fù)循環(huán)。因此,可變價(jià)態(tài)的少量物質(zhì)的存在可使正極和負(fù)極的自放電連續(xù)進(jìn)行,舉例如下:PbO2+3H++HSO4-+2Fe2+——PbSO4+2H2O+2Fe3+(3-11)Pb+HSO4-+2Fe3+——PbSO4+H++2Fe2+(3-12)在電解液中一定要防止這些鹽類的存在。4．負(fù)極的自放電蓄電池在開路狀態(tài)下,鉛的自溶解導(dǎo)致容量損失,與鉛溶解的共軛反應(yīng)一般是溶液中H+的還原過程,即Pb+H2SO4——PbSO4+H2(3-13)該過程的速度與硫酸的濃度、貯存溫度所含雜質(zhì)和膨脹劑的類型有關(guān)。溶解于硫酸中的氧也能夠發(fā)生鉛自溶的共軛反應(yīng),即Pb+1/2O2+H2SO4——PbSO4+H2O(3-14)該過程受限于氧的溶解與擴(kuò)散,在電池中一般以式(3-13)為主。雜質(zhì)對(duì)于鉛自溶有的共軛反應(yīng)——析氫有很大影響,一般氫在鉛上析出的過電位很高,在式(3-13)中鉛的自溶速度完全受析氫過程控制,析氫過電信大小起著決定性作用。當(dāng)雜質(zhì)沉積在鉛電極表面上,與鉛組成微電池,在這個(gè)短路電池組中鉛進(jìn)行溶解,而比氫過電位小的雜質(zhì)析出,因而加速自放電。返回頁首閥控式鉛酸蓄電池的基本結(jié)構(gòu)構(gòu)成閥控鉛酸蓄電池的主要部件是正負(fù)極板、電解液、隔膜、電池殼和蓋、安全閥,另外還一些零件如端子、連接條、極柱等。返回頁首閥控式鉛酸蓄電池的設(shè)計(jì)1板柵合金的選擇參加電池反應(yīng)的活性物質(zhì)鉛和二氧化鉛是疏松的多孔體,需要固定在載體上。一般,用鉛或鉛基合金制成的柵欄片狀物為載體,使活性物質(zhì)固定在其中,這種物體稱之為板柵。它的作用是支撐活性物質(zhì)并傳輸電流。1．1正板柵合金閥控電池是一種新型電池,使用過程中不用加酸加水維護(hù),要求正板柵合金耐腐蝕性好,自放電小,不同廠家采用的正板柵合金并不完全相同,主要有:鉛—鈣、鉛—鈣—錫,鉛—鈣—錫—鋁、鉛—銻—鎘等。不同合金性能不同,鉛—鈣。鉛—鈣—錫合金具有良好的浮充性能,但鉛鈣合金易形成致密的硫酸鉛和硫酸鈣阻擋層使電池早期失效,合金抗蠕變性差,不適合循環(huán)使用。鉛-鈣-錫-鋁、鉛-銻-鎘各方面性能相對(duì)比較好,既適合浮充使用,又適合循環(huán)使用。1．2負(fù)板柵合金閥控電池負(fù)板柵合金一般采用鉛-鈣合金,盡量減少析氫量。2板柵厚度正極板厚度決定電池壽命,極板厚度與電池預(yù)計(jì)壽命的關(guān)系見下表:正板柵厚度(mm)循環(huán)壽命(次)[10h率80%放電深度,25℃(正常浮充使用)2．015023．025743．440064．5800123正負(fù)極活性物質(zhì)比例鉛酸蓄電池設(shè)計(jì)上正負(fù)極活性物質(zhì)利用率一般按30—33％計(jì)算,正負(fù)極活性物質(zhì)比例為1:1,實(shí)際應(yīng)用中,負(fù)極活性物質(zhì)利用率一般比正極高,對(duì)于閥控鉛酸蓄電池,考慮到氧再化合的需要,負(fù)極活性物質(zhì)設(shè)計(jì)過量,一般宜為1:1．0—1．2。4隔膜的選擇閥控鉛酸蓄電池中隔膜采用的是玻璃纖維棉,應(yīng)該具有如下特征:①優(yōu)良的耐酸性能和抗氧化能力;②厚度均勻一致,外觀無針孔、無機(jī)械雜質(zhì);③孔徑小且孔率大;④優(yōu)良的吸收和保留電解液能力;⑤電阻小;⑥具有一定的機(jī)械強(qiáng)度,以保證工藝操作要求;⑦雜質(zhì)含量低,特別是鐵、銅的含量要低。5殼蓋結(jié)構(gòu)和材料選擇閥控電池殼蓋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要是強(qiáng)度設(shè)計(jì),散熱設(shè)計(jì)和蓋上的極柱密封設(shè)計(jì)。強(qiáng)度設(shè)計(jì)要求電池外壁在緊裝配和承受內(nèi)氣壓時(shí)外壁不應(yīng)有明顯的氣脹變形,對(duì)于PP外殼,應(yīng)加鋼殼加固,對(duì)于2V系列電池,ABS和PVC外殼,壁厚一般要達(dá)到8—10mm。散熱設(shè)計(jì)要求電池外殼散熱面積大、材料導(dǎo)熱性好且壁厚越薄越好。殼體結(jié)構(gòu)相對(duì)比較簡單,只需考慮強(qiáng)度和蓋子封裝配合即可。6殼蓋密封和極柱密封結(jié)構(gòu)電池殼蓋密封分為熱封和膠封,熱封是最可靠的密封方式,PP材料采用熱封,ABS和PVC材料一般采用膠封,膠封關(guān)鍵是要采用合適的環(huán)氧樹脂。極柱密封技術(shù)是閥控電池生產(chǎn)的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù),不同的廠家采用的方式不完全相同。7電解液閥控電池電解液中硫酸含量一般按理論量的1.5倍設(shè)計(jì),電解液比重一般為1．30g/m1左右。8安全閥安全閥是閥控電池的一個(gè)關(guān)鍵部件,安全閥質(zhì)量的好壞直接影響電池使用壽命,均勻性和安全性。根據(jù)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和閥控電池的使用情況,安全閥應(yīng)滿足如下技術(shù)條件:①單向開閥;②單向密封,可防止空氣進(jìn)入電池內(nèi)部;③同一組電池各安全閥之間的開閉壓力之差不應(yīng)超過平均值的20％;④壽命不應(yīng)低于;⑤濾酸,可防止酸和酸霧從安全閥排氣口排出;⑥隔爆,電池外部遇明火時(shí)電池內(nèi)部不應(yīng)引爆;⑦抗震,在運(yùn)輸和使用期間,安全閥不會(huì)因震動(dòng)和多次開閉而松動(dòng)失效;⑧耐酸;⑨耐高、低溫。當(dāng)前市場使用的安全閥主要有:柱式、帽式和傘形安全閥,其結(jié)構(gòu)見下面示意圖。返回頁首閥控鉛酸蓄電池的充放電特性鉛酸蓄電池以一定的電流充、放電時(shí),其端電壓的變化如下圖:1.放電中電壓的變化電池在放電之前活性物質(zhì)微孔中的硫酸濃度與極板外主體溶液濃度相同,電池的開路電壓與此濃度相對(duì)應(yīng)。放電一開始,活性物質(zhì)表面處(包括孔內(nèi)表面)的硫酸被消耗,酸濃度立即下降,而硫酸由主體溶液向電極表面的擴(kuò)散是緩慢過程,不能立即補(bǔ)償所消耗的硫酸,故活性物質(zhì)表面處的硫酸濃度繼續(xù)下降,而決定電極電勢數(shù)值的正是活性物質(zhì)表面處的硫酸濃度,結(jié)果導(dǎo)致電池端電壓明顯下降,見曲線OE段。隨著活性物質(zhì)表面處硫酸濃度的繼續(xù)下降,與主體溶液之間的濃度差加大,促進(jìn)了硫酸向電極表面的擴(kuò)散過程,于是活性物質(zhì)表面和微孔內(nèi)的硫酸得到補(bǔ)棄。在一定的電流放電時(shí),在某一段時(shí)間內(nèi),單位時(shí)間消耗的硫酸量大部分可由擴(kuò)散的硫酸予以補(bǔ)充,因此活性物質(zhì)表面處的硫酸濃度變化緩慢,電池端電壓比較穩(wěn)定。可是由于硫酸被消耗,整體的硫酸濃度下降,又由于放電過程中活性物質(zhì)的消耗,其作用面積不斷減少,真實(shí)電流密度不斷增加,過電位也不斷加大,故放電電壓隨著時(shí)間還是緩慢地下降,見曲經(jīng)EFG段。隨著放電繼續(xù)進(jìn)行,正、負(fù)極活性物質(zhì)逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榱蛩徙U,并向活性物質(zhì)深處擴(kuò)展。硫酸鉛的生成使活化物質(zhì)的孔隙率降低,加劇了硫酸向微孔內(nèi)部擴(kuò)散的困難,硫酸鉛的導(dǎo)電性不良,電池內(nèi)阻增加,這些原因最后導(dǎo)致在放電曲線的G點(diǎn)后,電池端電壓急劇下降,達(dá)到所規(guī)定的放電終止電壓。2充電中的電壓變化在充電開始時(shí),由于硫酸鉛轉(zhuǎn)化為二氧化鉛和鉛,有硫酸生成,因而活性物質(zhì)表面硫酸濃度迅速增大,電池端電壓沿著OA急劇上升。當(dāng)達(dá)到A點(diǎn)后,由于擴(kuò)散,活性物質(zhì)表面及微孔內(nèi)的硫酸濃度不再急劇上升,端電壓的上升就較為緩慢(ABC)。這樣活性物質(zhì)逐漸從硫酸鉛轉(zhuǎn)化為二氧化鉛和鉛,活性物質(zhì)的孔隙也逐漸擴(kuò)大,孔隙率增加。隨著充電的進(jìn)行,農(nóng)漸接近電化學(xué)反應(yīng)的終點(diǎn),即充電曲線的C點(diǎn)。當(dāng)極板上所存硫酸鉛不多,經(jīng)過硫酸鉛的溶解提供電化學(xué)氧化和還原所需的Pb2+極度缺乏時(shí),反應(yīng)的難度增加,當(dāng)這種難度相當(dāng)于水分解的難度時(shí),即在充入電量70％時(shí)開始析氧,即副反應(yīng)2H2O一O2+4H+4e,充電曲線上端電壓明顯增加。當(dāng)充入電量達(dá)90％以后,負(fù)極上的副反應(yīng),即析氫過程發(fā)生,這時(shí)電池的端電壓達(dá)到D點(diǎn),兩極上大量析出氣體,進(jìn)行水的電解過程,端電壓又達(dá)到一個(gè)新的穩(wěn)定值,其數(shù)值取決于氫和氧的過電位,正常情況下該恒定值約為2.6V。返回頁首閥控式鉛酸蓄電池容量的影響因素1放電率對(duì)電池容量的影響鉛蓄電池容量隨放電倍率增大而降低,在談到容量時(shí),必須指明放電的時(shí)率或倍率。電池容量隨放電時(shí)率或倍率不同而不同。1．1容量與放電時(shí)率的關(guān)系對(duì)于一給定電池,在不同時(shí)率下放電,將有不同的容量,下表為bosfaGFMl000電池在常溫下不同放電時(shí)率放電時(shí)的額定容量。放電率(hr)容量(Ah)4411281．2高倍率放電時(shí)容量下降的原因放電倍率越高,放電電流密度越大,電流在電極上分布越不均勻,電流優(yōu)先分布在離主體電解液最近的表面上,從而在電極的最外表面優(yōu)先生成PbSO4。PbSO4的體積比PbO2和Pb大,于是放電產(chǎn)物硫酸鉛堵