铅酸蓄电池结构详解

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1、 用心专注用心专注 服务专业服务专业http:/http:/ 联系人：段丽华 联系电话：0755-86153052 传真：0755-2263616 邮件地址： 公司网站：http:/ 公司地址：深圳市南市区科技园南区深圳数字技术园 B2 栋 4 楼 A 区铅酸蓄电池结构详解铅酸蓄电池结构详解一、蓄电池的功用 蓄电池种类较多，根据电解液不同，有酸性和碱性之分。由于铅酸蓄电池内阻 小，电压稳定，在短时间内能供给较大的起动电流，而且结构简单，价格较低， 所以在汽车拖拉机上被广泛采用。 蓄电池为一可逆直流电源，在汽车拖拉机上与发电机并联，它的主要作用是： （1）发动机起动时，蓄电池向起动机和点火装置供

2、电。起动发动机时，蓄电池 必须在短时间内（510s）给起动机提供强大的起动电流（汽油机为 200600A。柴油机有的高达 1000A）。 （2）在发电机不发电或电压较低发动机处于低速时，蓄电池向点火系及其它用 电设备供电，同时向交流发电机供给他激励磁电流。 （3）当用电设备同时接入较多，发电机超载时，蓄电池协助发电机共同向用电 设备供电。 （4）当蓄电池存电不足，而发电机负载又较少时，可将发电机的电能转变为化 学能储存起来，即充电。 （5）蓄电池还有稳定电网电压的作用。当发动机运转时，交流发电机向整个系 统提供电流。蓄电池起稳定电器系统电压的作用。蓄电池相当于一个较大的电 容器，可吸收发电机的

3、瞬时过电压，保护电子元件不被损坏。延长其使用寿命。二、蓄电池的构造 车用 12V 蓄电池均由 6 个单格电池串联而成，每个单格的标称电压为 2V，串联 成 12V 的电源，向汽车拖拉机用电设备供电。 蓄电池主要由极板、电解液、格板、电极、壳体等部分组成。 1极板 极板分为正极板和负极板两种。蓄电池的充电过程是依靠极板上的活性物质和 电解液中硫酸的化学反应来实现的。正极板上的活性物质是深棕色的二氧化铅 （PbO2），负极板上的活性物质是海绵状、青灰色的纯铅（Pb）。正、负极板的活性物质分别填充在铅锑合金铸成的栅架上，加入锑的目的是 提高栅架的机械强度和浇铸性能。但锑有一定的副作用，锑易从正极板栅

4、架中 解析出来而引起蓄电池的自行放电和栅架的膨胀、溃烂，从而影响蓄电池的使 用寿命。 负极板的厚度为 1.8mm，正极板为 2.2mm，为了提高蓄电池的容量，国外大多采 用厚度为 1.11.5mm 的薄型极板。另外，为了提高蓄电池的容量，将多片正、 负极板并联，组成正、负极板组。在每单格电池中，负极板的数量总比正极板 多一片，正极板都处于负极板之间，使其两侧放电均匀，否则因正极板机械强 度差，单面工作会使两侧活性物质体积变化不一致，造成极板弯曲。 2隔板用心专注用心专注 服务专业服务专业http:/http:/ 联系人：段丽华 联系电话：0755-86153052 传真：0755-226361

5、6 邮件地址： 公司网站：http:/ 公司地址：深圳市南市区科技园南区深圳数字技术园 B2 栋 4 楼 A 区为了减少蓄电池的内阻和体积，正、负极板应尽量靠近但彼此又不能接触而短 路，所以在相邻正负极板间加有绝缘隔板。隔板应具有多孔性，以便电解液渗 透，而且应具有良好的耐酸性和抗碱性。 隔板材料有木质、微孔橡胶、微孔塑料以及浸树脂纸质等。近年来，还有将微 孔塑料隔板做成袋状，紧包在正极板的外部，防止活性物质脱落。 3壳体 蓄电池的外壳是用来盛放电解液和极板组的，外壳应耐酸、耐热、耐震，以前 多用硬橡胶制成。现在国内已开始生产聚丙稀塑料外壳。这种壳体不但耐酸、 耐热、耐震，而且强度高，壳体壁较

6、薄（一般为 3.5mm，而硬橡胶壳体壁厚为 10mm），重量轻，外型美观，透明。 壳体底部的凸筋是用来支持极板组的，并可使脱落的活性物质掉入凹槽中，以 免正、负极板短路，若采用袋式隔板，则可取消凸筋以降低壳体高度。 4电解液 电解液的作用是使极板上的活性物质发生溶解和电离，产生电化学反应，它由 纯净的硫酸与蒸馏水按一定的比例配制而成。电解液的相对密度一般为 1.241.30（15） 5联条 车用 12V 蓄电池的 6 个单格电池之间的连接方法有两种，一种是用装在盖子上 面的铅质联条串联起来，连条露在蓄电池盖表面，这是一种传统的连接方式， 不仅浪费铅材料，而且内阻较大，故这种连接方式正在逐渐被淘

7、汰。第二种是 采用穿壁式连接方式。 蓄电池各单格电池串联后，两端单格的正负极桩分穿出蓄电池盖，形成蓄电池 极桩。正极桩标“+”号或涂红色，负极桩标“-”号或涂蓝色、绿色等。 6加液孔盖 加液孔盖可防止电解液溅出。加液孔盖上有通气孔，便于排出蓄电池内的 H2 和 O2，以免发生事故，如在孔盖上安装氧过滤器，还可以避免水蒸汽的溢出， 减少水的消耗。三、蓄电池的型号 蓄电池的型号按我国机械工业部 JB259985 起动用蓄电池标准规定，其型号编 制和含义由 5 个部分组成：1 2 3 4 5 1 表示串联单格数，用阿拉伯数字表示。如：6 表示有 6 个单格，12V 的蓄电池。2 表示蓄电池类型，用汉

8、语拼音的第一个字母表示，如 Q 为起动型。 3 表示蓄电池特征，蓄电池的特征为附加说明，在同类用途的产品中具有某种 特征需要在型号中加以区别时采用，特征也以汉语拼音字母表示（表 1-1）， 如“A”表示干式负荷电极板。如果产品同时具有两种特征，原则上按表 1-1 的 顺序将两个代号并列标示。而干封蓄电池一般略去不写。 4 表示 20h 放电率额定容量，用阿拉伯数字表示，单位为 Ah。用心专注用心专注 服务专业服务专业http:/http:/ 联系人：段丽华 联系电话：0755-86153052 传真：0755-2263616 邮件地址： 公司网站：http:/ 公司地址：深圳市南市区科技园南区

9、深圳数字技术园 B2 栋 4 楼 A 区5 表示特殊性能，用汉语拼音第一个字母表示，如 G表示薄型极板，高起动 率；S表示塑料外壳；D表示低温起动性能好。 例如：东风 EQl40 汽车用 6Q105 型起动蓄电池，即是由 6 个单格电池串联， 额定电压为 12V，额定容量为 105Ah 的干封式起动型蓄电池。解放 CAl41 汽车 用 6QA100 型蓄电池，即是由 6 个单格电池串联，额定电压为 12V，额定容 量为 100Ah 的干荷式起动型蓄电池。 表 1-1 铅酸蓄电池特征代号 特征代号蓄电池特征特征代号蓄电池特征特征代号蓄电池特征A干荷电J胶体电解液D带液式H湿荷电M密闭式Y液密式W

10、免维护B半密闭式Q气密式S少维护F防酸式I激活式四、蓄电池的工作原理 蓄电池的充电过程和放电过程是一种可逆的化学反应，充放电过程中蓄电池内 的导电是靠正、负离子的反向运动来实现的。 1放电过程 当极板浸入电解液时，在负极板，有少量铅溶入电解液生成 Pb2+，从而在负极 板上留下两个电子 2e，使负极板带负电，此时负极板具有 0.1V 的负电位。 在正极板处，少量 PbO2 溶入电解液，与水反应生成 Pb（OH）4 再分离成四价铅 离子和氢氧根离子。 一部分 Pb4+沉附在正极板上，使极板呈正电位，约为2.0V。故当外路未接通 时，蓄电池的静止电动势 E0 约为： E02.0 -（0.1）2.1

11、V 若接通外电路，在电动势的作用下，使电路产生电流 If，在正极板处 Pb4+ 和 负极板来的电子结合，生成二价铅离子 Pb+ +，Pb+ +再与电解液中的 SO42- 结 合，生成 PbSO4 而沉附在正极板上，使得正极板电位降低，则正极板上的总反 应式为： 在负极板处 Pb2+与 SO42-结合，生成 PbSO4 而沉附在负极板上。 如果外电路不中断，正、负极板上的 PbO2 和 Pb 将不断地转化为 PbSO4。电解 液中的 H2SO4 将不断的减小，而 H2O 增多，电解液相对密度下降。理论上讲， 放电过程将进行到极板上的活性物质全部变为 PbSO4 为止。但由于电解液不能 渗透到活性

12、物质的最内层中去，在使用中，所谓放电完了的蓄电池，也只有 2030的活性物质变成了 PbSO4。故采用薄型板，增加多孔率，有促于提高 活性物质的利用率。 2充电过程 充电时，蓄电池接直流电源，因直流电源端电压高于蓄电池电动势，故电流从 正极流入，负极流出。这时，正、负极板发生的反应与放电过程相反，如 正极板处有少量 PbSO4 溶于电解液变成 Pb2+和 SO42-，Pb2+在电源力作用下失 去两个电子变成 Pb4+，它又和电解液中 OH结合，生成 Pb（OH）4，Pb（OH）用心专注用心专注 服务专业服务专业http:/http:/ 联系人：段丽华 联系电话：0755-86153052 传真

13、：0755-2263616 邮件地址： 公司网站：http:/ 公司地址：深圳市南市区科技园南区深圳数字技术园 B2 栋 4 楼 A 区4 又分解成 PbO2 和 H2O，PbO2 沉附在正极板上，而 SO42-与电解液中的 H+结合 成 H2SO4， 负极板上有少量 PbSO4 溶入电解液中，变成 Pb2+和 SO42-，Pb2+在电源作用下 获得两个电子变成 Pb，沉附在附报板上，SO42-则和电解液中 H+结合变成 H2SO4，。可见充电过程中消耗了水，生成了硫酸，故充电时电解液的相对密度 是上升的，而放电时电解液相对密度是下降的。 五、蓄电池的工作特性 蓄电池的工作特性主要包括静止电动

14、势、内阻、充放电特性和容量等。 1静止电动势和内阻 在静止状态下（是指不充电不放电的情况），蓄电池正、负极板的电位差（即 开路电压）称为蓄电池的静止电动势 E0，其大小取决于电解液的相对密度和温 度。在相对密度为 1.0501.300 范围内，单格电池的静止电动势 E0 可用如下经 验公式来近似计算： E0 =0.84 15 式中，15为电解液在 15时的相对密度。 实测所得电解液相对密度应按下式换算成 15时的相对密度： 15 = t（t15） 式中，t实际测得的相对密度；t实际测得的温度；相对密度温度系 数，=0.00075，即电解液温度升高 1，相对密度下降 0.00075。 蓄电池电解

15、液的相对密度在充电时增高，放电时下降，一般在 1.121.38 之间 波动，因此蓄电池的静止电动势也相应的变化在 1.972.15V 之间。 蓄电池的内阻包括极板、隔板、电解液、铅质联条等的内阻。充电后，极板电 阻变小；放电后，由于生成的 PbSO4 增多，极板电阻增大。隔板电阻因所用材 料而异，木质隔板电阻比其他隔板电阻大。 电解液的电阻随相对密度、温度而变化，电阻随温度的降低而增大，另外，当 相对密度为 1.2（15），因电解液离解最好，电阻最小。总之，蓄电池的内 阻比较小，能获得较大的输出电流，适合起动的需要。 2充电特性 蓄电池的充电特性是指在恒流充电过程中，蓄电池的端电压 UC、电动势 E 和电 解液相对密度 15随时间变化的规律。 Ic.充电电流 Uc.充电端电压 E.电动势 E0.静止电动势 R0.内阻 t.充电 时间 E.电位差 15.电解液