铅酸蓄电池充放电原理

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1、铅酸蓄电池充电原理简简介介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。构成铅酸蓄电池之主要部分如下: 正极板(过氧化铅.PbO2)- 活性物质 负极板(海绵状铅.Pb) - 活性物质 电解液(稀硫酸) - 硫酸 H2SO4 + 水 H2O (约 37%) 电池外壳 隔离板 其它(液口栓.盖子等) 原原理理与与动动作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 +

2、 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

3、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。蓄蓄电电池池的的构构造造电动车用蓄电池 ,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 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

4、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()的玻璃纤维编成管袋状,弹性好,可耐膨胀

5、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。 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。

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