铅酸蓄电池充电原理

原创 2020-07-21 09:11  阅读

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  电解液(稀硫酸) --- 硫酸H2SO4 + 水 H2O (约37%)

  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:

  PbO2 + 2H2SO4 + Pb --- PbSO4 + 2H2O + PbSO4 (放电反应)

  PbO2 中Pb的化合价降低,被还原,负电荷流动;海绵状铅中Pb的化合价升高,正电荷流动。

  PbSO4 + 2H2O + PbSO4 --- PbO2 + 2H2SO4 + Pb (充电反应) (必须在通电条件下)

  第一个硫酸铅中铅的化合价升高,被氧化,正电荷流入正极;第二个硫酸铅中铅的化合价降低,被还原,负电荷流入负极。

  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。

  由于充电时在阳极板,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。

  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,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,同时亦使用在汽车,小货车的蓄电池阳极板上。

  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。

  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。

  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。

  铅酸蓄电池的能提供电能最主要的组份是正、负极板和电解液。电解液的比重与液量对提供电能同样重要。蓄电池液面高度应以高于极板10—15mm为宜,缺液时根据不同情况,及时补充蓄电池液或蒸馏水,否则将缩短蓄电池的使用寿命! 市售干荷电蓄电池未加电解液,使用时需按说明书,补充电解液(汽车一般加比重为:1.28左右的稀硫酸),在初次加酸后,静置20分钟,让硫酸充分的扩散,并同正、负极板发生反应。然后,测试电解液的比重,补足到高于最低液面的酸量。如果测试比重的结果变化不大,可以使用。如果比重偏低,说明该电池因某种原因缺电,应补充电一定时间,以保证电池的寿命。

  1.2750-1.285 1.170-1.190 1.050-1.070

  但在检测时,一旦出现两单格间电解液比重差超过0.040,这表示蓄电池电解液失效或内极板已损坏,这时应更换蓄电池。

  蓄电池使用中电解液消耗过快,一般是由于轿车行驶中的震动使电解液溅出,或因电解液大量蒸发所致。如果发现蓄电池电解液消耗过快,应进行如下方面的检查:

  (1)检查蓄电池壳有无破裂,塞子是否旋紧,盖子四周封口胶有无裂缝。如属上述原因,应修理或更换外壳,修复后应添加电解液。 (2)检查节压器是否失调或限额电压是否超过标准。如果是,应对节压器进行检修和调整。因为限额电压过高可使充电电流过大,蓄电池长时间处于过充电状态下,会引起蓄电池温度升高,电解液沸腾,产生大量的气泡向外蒸发,使电解液消耗过快。 在调整好节压器后可向蓄电池内添加蒸馏水,因为蒸发损失的是水分。

  保持蓄电池外壳干燥、清洁,避免产生漏电。 保持蓄电池盖的透气孔清洁畅通。

  超过一个月不用汽车时,应断开蓄电池负极电缆。沙巴体育官方网站, 蓄电池接头部位腐蚀、生锈、有污垢,会增大接触抵抗,造成电流通过困难,在这种状态下发电会增加燃油消耗,所以请用开水浇洗,清除后,安装牢固正、负极电缆,涂抹上防锈脂。

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