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    鉛酸電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)與工作原理詳細介紹

    鉅大LARGE  |  點擊量:10252次  |  2019年08月16日  

    鉛酸電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)與工作原理詳細介紹


    引言電池是將化學(xué)能或物理能直接變成電能的儲能裝置,。可分為化學(xué)電源和物理電源兩大類。化學(xué)電源包括一次電池和二次電池(即蓄電池)兩類,前者只能一次性使用,如手電筒用的鋅錳電池;后者可反復(fù)充放電多次使用,如鉛酸蓄電池,鎘鎳電池,氫鎳電池等。隨世界工業(yè)的迅速發(fā)展和電子計算機化,備用電源的需求日益擴大,相應(yīng)推動了電池工業(yè)的迅猛發(fā)展。在眾多電池種類中,迄今技術(shù)最成熟,應(yīng)用最廣泛的毫無爭議應(yīng)是鉛酸蓄電池,尤其是七十年代以來密封鉛酸電池的研制成功,其應(yīng)用領(lǐng)域更加廣泛,成為許多行業(yè)用戶首選電池。現(xiàn)代密封鉛酸蓄電池具有完全密封,無需補加水維護,體積小,比能量高不腐蝕設(shè)備及不污染環(huán)境,安全可靠等優(yōu)點。


    密封鉛酸電池結(jié)構(gòu)及工作原理

  1. 結(jié)構(gòu)UNION電池由正負極板,AGM隔膜,電解液,電池殼和蓋,安全閥等組成。參見示意圖:1)TERMINAL端子2)COVER中蓋3)TOpCOVER面蓋4)VENTCAp氣閥5)pOLE極柱6)NEGATIVEpLATE負極板7)A.G.M隔膜8)pOSITIVEpLATE正極板9)CONTAINER電池槽


  2. 工作原理鉛酸電池的電極反應(yīng)式為:(+)pbO2+3H++HSO4-+2e≒pbSO4+2H2O(a)充電電池充電時正極由硫酸鉛(pbSO4)轉(zhuǎn)化成棕色二氧化鉛(pbO2),負極則由pbSO4轉(zhuǎn)變?yōu)榛疑Upb。隨充電過程進行,正極電位逐漸升高,負極電位降低。在充電末期,會發(fā)生水的電解反應(yīng),正極開始產(chǎn)生氧氣,負極則由于活性物質(zhì)過量且加入析氫電位高的金屬(如鈣,鎘)而不會產(chǎn)生氫氣。正極產(chǎn)生的氧氣透過隔膜傳遞到負極,與負極鉛化合成氧化鉛,氧化鉛與硫酸化合生成水,即水可以循環(huán)利用,因此在使用過程中不需加水維護,從而實現(xiàn)電池密封。密封鉛蓄電池要求必須恒壓充電,就是為了保證充電末期僅有少量氧氣產(chǎn)生,以便能及時傳遞到負極重新化合,避免水的損失;相反,如果充電電壓過高,會有大量氧氣產(chǎn)生,因氧氣來不及化合使內(nèi)壓急劇增加,最后沖開安全閥釋放出來,造成水的損失,嚴重影響電池壽命。()pb+HSO4-≒pbSO4+H++2eb)放電電池放電時,正極由二氧化鉛轉(zhuǎn)變?yōu)榱蛩徙U,負極由海綿狀鉛變?yōu)榱蛩徙U。放電過程中電池電壓逐漸下降,硫酸濃度不斷降低。在放電末期,由于正負極生成的不良導(dǎo)電體硫酸鉛逐漸積累使電極歐姆電阻迅速增大,同時硫酸濃度下降后氫離子擴散緩慢,導(dǎo)致電池電壓下降很快,此時應(yīng)終止放電,否則出現(xiàn)過放電。電池過放電的害處是部分硫酸鉛再充電時不能正常轉(zhuǎn)化和恢復(fù),下次放電時電池容量降低。多次過放電會造成電池容量迅速衰減,使用壽命顯著縮短。


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