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铅酸蓄电池的构成以及寿命与哪些有关

发布时间: 2021-04-02
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铅酸蓄电池是蓄电池的一种。以其低廉的价格,良好的高倍率放电性能,应用非常广泛,如汽车、摩托车、火车、轮船、通信以及UpS等均需运用。那么铅酸蓄电池它的组成部分都有哪些?它的寿命与什么有关?

铅酸蓄电池

一、铅酸蓄电池的组成部分

1、正极板(正极活性物质)

正极板活性物质的主要成分是二氧化铅。具有较强的氧化性,放电时,与硫酸发生反应生成硫酸铅,并吸收电子,二氧化铅有两种类型晶格,一种是α—pb02另一种是β—pb02。这两种二氧化铅活性物质差别很大,它们在正极板所起的作用也不相同。?—pb02给出的容量是α—pbO2的1.5~~~3倍。而α—pb02具有较好的机械强度,它的存在,正极板活性物质不宜软化脱落,只有α—pb02和βα—pbO2的比例达到0.8时,铅蓄电池会表现出良好的性能。

2、负极板(负极活性物质)

在铅酸蓄电池里,为了供负极活性物质充分与电解液发生反应,故将铅制成多孔海棉状,又称为海绵铅,在放电时,铅给出外线路电子形成pb+2与溶液的硫酸根结合生成硫酸铅,充电时,部分pbSO4首先溶解成pb2+与SO4。pb+2接受电子还原成铅进入负极活性物质晶格。

3、电解液

硫酸是铅酸蓄电池电解液中的重要原材料之一,市场上浓硫酸一般分为两种:一种是工业用浓硫酸,纯度较低,不适用于铅酸蓄电池;另一种为纯度较高的分析纯,较适合于铅酸蓄电池,硫酸的分子量为98,浓硫酸中硫酸含量为98%是无色透明油状液体,具有很强的吸水性和腐蚀性,与水结合后,可放出大量的热。所以在电解液配制过程中,一定要注意防护,以免出现危险,配制时,千万不要把水加入浓硫酸中,而是将浓硫酸缓慢加入水中。

铅酸蓄电池电解液配制过程中,对水的要求较高,水中含杂质的多少,直接影响电池的质量。铅蓄电池用水外观是无色透明的,残渣含量应小于0.01%。一般检验水的标准用电阻率(Ωcm)或电导率来表示,比较简单的方法是:采用电阻率测量法:用数字式万用表将档位拨至20MΩ处,将万用表两只表笔相距1厘米,测出水的电阻阻值在5——10MΩ即可。

4、隔板

隔板也是铅蓄电池主要组成部分之一,其质量对电池影响很大,隔板的主要功能是防止电池正负极板短路,蓄电池中,对隔板的要求是:采用多孔质隔板,允许电解液自由扩散和离子迁移,要有比较小的电阻,隔板孔径要小。空隙总面积要大,要防止脱落的活性物质到达对方的极板。因此,隔板的孔径要小,孔数要多。

铅酸蓄电池

二、铅酸蓄电池寿命跟什么有关

1、放电深度

放电深度即使用过程中放电到何程度开始停止.100%深度指放出全部容量。铅酸蓄电池寿命受放电深度影响很大。设计考虑的重点就是深循环使用、浅循环使用还是浮充使用。若把浅循环使用的电池用于深循环使用时,则铅酸蓄电池会很快失效。

因为正极活性物质二氧化铅本身的互相结合不牢,放电时生成硫酸铅,充电时又恢复为二氧化铅,硫酸铅的摩尔体积比氧化铅大,则放电时活性物质体积膨胀。若一摩尔氧化铅转化为一摩尔硫酸铅,体积增加95%.这样反复收缩和膨胀,就使二氧化铅粒子之间的相互结合逐渐松弛,易于脱落。若一摩尔二氧化铅的活性物质只有20%放电,则收缩、膨胀的程度就大大降低,结合力破坏变缓慢,因此,放电深度越深,其循环寿命越短。

2、过充电程度

过充电时有大量气体析出,这时正极板活性物质遭受气体的冲击,这种冲击会促进活性物质脱落;此外,正极板栅合金也遭受严重的阳极氧化而腐蚀,所以电池过充电时会使应用期限缩短。

3、温度的影响

铅酸蓄电池寿命随温度升高而延长。在10℃~35℃间,每升高1℃,大约增加5~6个循环,在35℃~45℃之间,每升高1℃可延长寿命25个循环以上;高于50℃则因负极硫化容量损失而降低了寿命。

电池寿命在一定温度范围内随温度升高而增加,是因为容量随温度升高而增加。如果放电容量不变,则在温度升高时其放电深度降低,固寿命延长。

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4、硫酸浓度的影响

酸密度的增加,虽对正极板容量有利,但电池的自放电增加,板栅的腐蚀也加速,也促使二氧化铅的松散脱落,随着蓄电池中使用酸密度的增加,循环寿命下降。

5、放电电流密度的影响

随着放电电流密度增加,电池的寿命降低,因为在大电流密度和高酸浓度条件下,促使正极二氧化铅松散脱落。

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