铅蓄电池技术概论.doc

铅蓄电池技术概论一、基础理论铅酸蓄电池在正负极板上电化学反应的特征：此反应是在极板和溶液界面进行的，失去电子的物质在反应中被氧化，得到电子的物质在反应中被还原。即，在放电时：负极板失去电子被氧化成PbSO4，正极板得到电子被还原成PbSO4。在充电时：负极板得到电子被还原成Pb，正极板失去电子被氧化成PbO2。1. 理论容量铅酸蓄电池成流反应公式：PbO2+Pb+2H2SO42PbSO4+2H2O 239 207 196 36 239、207、196、36也称为摩尔质量(g/mol)根据上式成流反应的方程式和法拉第定律(通过电极的电量与电极上参加反应的物质量成正比)可知，电池每放出2法拉第电量(2F=53.6Ah)将消耗：PbO21摩尔(239g)Pb1摩尔(207g)H2SO42摩尔(196g) 为什么要消耗2摩尔是硫酸呢，因为正负极板各消耗1摩尔。同时生成水H2O36g。如果放出1法拉第电量(F=26.8Ah)将消耗：PbO20.5mol(119.5g) Pb0.5mol(103.5g) H2SO41mol(98g) 同时生成水H2O0.5mol(18g) (1F=96500库仑=26.8Ah)而放出1Ah的电量将消耗二氧化铅PbO24.46g (239/53.61=4.46)或(119.5/26.8=4.46)消耗铅Pb3.86g (207/53.61=3.86)或(103.5/26.8=3.86)消耗浓硫酸2H2SO43.66g (196/53.61=3.66)或(98/26.8=3.66)同时生成水H2O0.67g (36/53.61=0.67)或(18/26.8=0.67)4.46、3.86、3.66、0.67也称为电化当量(g/Ah)。那么，铅酸蓄电池的理论（Wh为：107.22Wh (53.61Ah2V=107.22Wh)理论比能量Wh/kg为：167Wh/kg (107.22/239+207+196=167Wh/kg)理论比容量Ah/kg为：83.5Ah/kg (53.61/239+207+196=167Wh/kg)还可以这样算：理论上每Ah需要总计活性物质11.98g/Ah(4.46+3.86+3.66=11.98g/Ah) 理论上每kg总活性物质可产生83.5Ah容量(1000g/11.98g=83.5Ah/kg) (理论上正极每克可放出0.22Ah容量，但实际正极每克只能放出0.08Ah容量)(理论上负极每克可放出0.26Ah容量，但实际负极每克只能放出0.12Ah容量) (理论上每放出1Ah容量要消耗浓硫酸3.66g，但实际要消耗浓硫酸5.5g6.0g)电池中电极的名称和电极的反应 项 目电极名称电子得失电极反应性质应 用 实 例电池(放电)正极获得电子还原反应PbO23H+HSO4-2e-PbSO4+2H2O负极失去电子氧化反应PbHSO4-H+PbSO42e-电池(充电)阳极失去电子氧化反应PbSO4+2H2O-PbO2+3H+HSO4-+2e-阴极获得电子还原反应H+PbSO4+2e-Pb+HSO4-2. 活性物质利用率正极 (艾塔)=4.46C10/M (M为单格正总活性物质) % 阀控电池正极的利用率一般在40%左右；负极 (艾塔)=3.86C10/M (M为单格负总活性物质) % 阀控电池负极的利用率一般在45%左右。电动自行车电池还低，正极的利用率一般在30%左右，负极的利用率一般在35%左右。3. 活性物质比率a. 正负活物质比理论为239:207=1.15：1(239/207=1.15)，但实际相差很大。b. 阀控电池正负极活物质之比一般为(1.31.6)：1，(即正极活性物质比负极多2530%)。 c. 阀控电池正极极活物质与板栅之比一般为(1.52.2)：1，(即正活物质比正板栅重3555%左右)。 d. 阀控电池负极极活物质与板栅之比一般为(1.41.9):1，(即负活物质比负板栅重2545%左右)。e. 电动自行车电池一般比例取上限值，电源用UPS比例取中下限值。f. 通常正板栅的厚度比负板栅厚度厚1.11.3倍。4. 电解液消耗量铅酸蓄电池每放出1Ah容量，消耗电解液最低量V为： V=(366-2.99n)/(m-n)D式中：V放出1Ah容量所消耗电解液最低量，单位ml/Ah； m放电前电解液浓酸含量，单位：质量%比； n放电后电解液浓酸含量，单位：质量%比%； D电解液密度； 366理论值；2.99常数。例：求12V65Ah电池每格消耗电解液量？电解液密度D=1.30(g/cm3)；放电前浓酸含量m=39.1%(25)；放电后浓酸含量n=14.3%(放电结束电解液密度为1.10 g/cm3，25)；代于上式，得：366-2.99n366-2.9914.332.243V= = = = 10.03 ml/Ah(m-n)D (39.1-14.3)1.3032.2410.03ml 65Ah 6格= 3.91L 一台12V65Ah电池要消耗电解液5.08kg(1.30 g/cm3 3.91L= 5.08kg)答：每台12V65Ah电池需要1.30密度电解液3.91L或5.08kg。5. 活性物质吸酸量正极活性物质吸酸量平均为：0.145ml/g；负极活性物质吸酸量平均为：0.152ml/g。6. AGM隔板及隔板吸酸量根据部标JB/T 76301-1998标准规定，AGM隔板的定量为：140g/m2mm，即单位体积面积为140g，此定量是在10kPa压力下测厚所得(10kPa测得为1.0，那么100kPa测得为0.76)。隔板吸酸量P=0.95(6.45-6压缩度)+(0.059.72)隔板重量=(6.13 -5.7压缩度)+0.47隔板重量 式中：P隔板吸液量，单位ml/g；6.45系数；6常数；0.95隔板压缩部分百分比；0.05隔板没有压缩部分百分比；9.72隔板没有压缩部分吸酸量，单位ml/g；例：已知12V65Ah电池 电槽单格尺寸16251141 极板尺寸W146H1102.9(2.1) 装配+5-6片/格正极活性物质690g/格(正板重230 g/片)，负极活性物质576g/格(负板重160 g/片) 极板每片13Ah隔板尺寸2401622.87(10kPa) 每格用5片(包正板) 隔板重 2401622.870.000145=78.1g求极群总吸酸量？解：隔板压缩后总厚度 51-(2.95+2.16) = 23.9平均每片隔板压缩后的厚度 23.910格=2.39mm 隔板选2.391.2 = 2.87mm(压缩比为20%)隔板压缩度1-(2.392.87)=0.167隔板吸酸量P=(6.13 -5.7压缩度)+0.47隔板重量 =(6.13-5.70.167)+0.4778.1=5.64878.1=441.1ml正极板吸酸量 0.145690=100ml负极板吸酸量 0.152576=87.56ml极群总吸酸量 441.1+100+87.56=约630ml答：极群总吸酸量为630 ml/格。隔板如选100kPa压力测厚，其厚度为2.2(2.870.76=2.18，选2.2mm)。7. 铅酸蓄电池的极柱零件和连接条截面积的选择 连接条连接条截面积 S1=(I)V式中：S1连接条截面积，单位：cm2；铅合金的电阻率，数值日为2.0610-5；I电池允许的最大放电电流，单位：5C(A)，C为电池额定容量；V5C(A)电流通过1cm连接条产生的电压降510mV。 极柱极柱截面积 S2=(4)2式中：S2极柱截面积，单位：mm2；3.14；4系数；2极柱直径。例：已知12V65Ah，允许最大放电电流325A，上盖极柱孔=22mm，求连接条截面积和极柱截面积？解：S1=(I)V=(2.0610-5325)(510-3)=0.00670.008 =0.84cm2=84mm2答：连接条实际截面积166=96mm2，完全能满足过电流要求。解：S2=(4)2=(3.144)202 =314mm2答：极柱截面积314mm2完全大于84mm2，能满足过电流要求。二、板栅合金1. 板栅所用金属的物理化学性质 铅(Pb)：原子量207.21，密度11.34g/cm3，熔点327.5，沸点1743，铅的氧化物有PbO、Pb3O4、PbO2。金属铅是青灰色，有良好的延展性，在常温下生成一层氧化膜，失去金属光泽。铅的国家标准GB469-05规定有5个牌号，高牌号铅杂质少，用作板栅和磨铅粉，低牌号铅用作产品的零部件。 锑(Sb)：原子量121.76，密度6.684g/cm3，熔点630，沸点1750，锑在空气中不易氧化，加热燃烧时生成SbO、Sb2O3、Sb2O5。金属锑为银白色，有光泽，质硬而脆。锑的国家标准GB1599-04规定有4个牌号，一般含锑合金多用2号锑。 钙(Ca)：原子量40.08，密度1.54g/cm3，熔点842，沸点1484。钙为银白色，主要用于与铝、铜、铅制成合金。 其他金属和元素有锡(Sn)、铝(Al)、铜(Cu)、镉(Cd)、砷(As)、硒(Se)、硫(S)等。2. 铅锑合金板栅 高锑合金板栅：高锑合金板栅(Sb4%6%)蓄电池是多年来沿袭下来的一种生产方式，其优点是强度高，能承受加工制作过程中的机械力，利于电流传导，与活性物质结合比较好，在硫酸溶液中有一定的耐腐性。它的缺点是电阻比较大，锑易从正极板上溶解迁移到负极，耗水大，自放电大，此合金板栅在逐步淘汰。 低锑合金板栅(Sb2%)：随着免维护蓄电池的发展，高锑合金板栅已不适应产品性能需要。低锑合金板栅在蓄电池上的应用更是一项措施，但仍不尽满意，从产品铸造、机械强度以及耐腐蚀方面不够理想。这种合金析气量明显降低，但浇铸条件很严，很容易出现热裂。为了改善这种状态，在低锑合金中加入少量其他元素，如锡(Sn)、银(Ag)、铜(Cu)、镉(Cd)、砷(As)等，作为变晶剂，可以改善低锑合金板栅的热裂、抗腐蚀性差、机械强度低、板栅成型难等问题。 铅锑镉合金：随着电动自行车电池的发展，该合金板栅得到迅速发展，其特点是耐腐蚀性好、强度高、深放电寿命长、不易脱粉等；但此板栅由于有镉，镉是毒金属，现在不提倡使用。配方为：Sb-1.5%2.0%/ Cd-1.21.8%/ Cu-0.08%/ As-0.10%；此合金板栅主要用于电动车电池的正板栅，其负板栅为铅钙合金。3. 铅钙合金板栅 铅钙合金板栅：用该板栅制成的蓄电池没有酸气泄露，有良好的密封性，析气量更小，自放电更低，比低锑合金析氢过电位高，能使可能析出的气体得到抑制；这种板栅最大缺点是在板栅和活物质界面生成高电阻层，即硫酸钙，容易引起电池容量早期衰减，所以锡的含量应在1%以上。因为Sn1%可以避免电池的早期容量衰减。 铅钙合金板栅配方：正板Ca-0.05%0.08%/ Al-0.02%0.04%/ Sn-1.0%1.5%。负板：Ca-0.08%0.10%/ Al-0.02%0.04%/ Sn-1.0%1.5%。4. 添加在铅合金中的其他金属元素都有什么作用？ 各种少量元素在铅合金中起成核剂作用，各种元素在合金液中高度均匀地分散，冷凝时，比铅结晶速度快，形成以各种元素为晶种的结晶颗粒，铅围绕它们进行结晶，晶种多、晶粒形成多，从而达到细化晶粒的目的。这种被细化了的晶体，无明显的晶界层，避免了有锑板栅的裂纹。 作为成核的金属或非金属要有利于提高氢的析出过电位。S、Se能与Pb生成PbS、PbSe，是较好的成核剂。Cu和As可生成CuAs，也是一种很好的成核剂。 Sn可以改善合金表面与活物质接合的微观结构，改善合金液的流动性，有利浇铸，铸件合格率高；Al是在溶化中形成防氧化膜，减少Ca的烧损和板栅穿透性腐蚀有一定效果。 在板栅中加入As能提高铸件硬度和耐腐蚀性，还能延缓板栅长大变形，Ag、Cd的加入能提高铸件的耐腐蚀性和机械强度；板栅中加入S、Se能减少合金的脆性及断裂现象。 以上元素在铅合金中的加入量为：As为0.01%、Cu为0.1%、S为0.1%、Se为0.05%、Sn为1.01.5%、Cd为1.20.18%、Ag为0.1%。5. 在低锑合金中加入镉起什么作用？低锑合金板栅在铸造过程中易产生裂纹，工艺性差，强度低。这是因为板栅在浇铸时是一种不平衡条件下的快速冷却，冷却过程是先析出Pb相，此相几乎没有锑扩散到里面，液相中的锑富集性高。当铸件温度下降到250时，锑的一部分晶粒在Pb相的收缩空隙中析出，形成了一种锑的夹层。又因低锑合金中Pb量多，所形成的Pb晶体收缩空隙大，锑又不能充填所有空隙，故此产生裂纹现象，为避免发生这种情况，需要在低锑合金中加入一定量的镉，加入量一般为0.12%0.18%。6. 脱模剂的作用是什么，怎样配制脱模剂？脱模剂是用软木粉、硅酸钠、膨润土和水配制而成。配方为：软木粉600g/硅酸钠300ml/膨润土120g/水10L。脱模剂的作用主要是降低铅液的热传导，当铅液进入模腔后所带热量不易被钢模吸收，在瞬间内保持良好的流动性，易脱模。铅液在模腔内凝固后，由于脱模剂附在模面上，大大降低了铅在模面上的真空度，易脱模。由于以上两个作用，这就使得栅筋外层结晶形成一个不光滑的模面，且表面积大。欲获得良好的铸型效果，还要注重脱模剂的喷涂效果，对薄型板栅(2.0mm以下)要用喷枪喷涂脱模剂10遍，厚型板栅(35mm)喷涂5遍，要把模面筋槽各处纵横交叉地均匀喷好。脱模剂的配制方法按配方中材料称好，先把3L水和膨润土放入机械搅拌器混合1.5h，再加入全部水、软木粉和硅酸钠搅拌5min即可使用。软木粉细度需达到200目，可用球磨法进行研磨。有的不用膨润土，只用软木粉、硅酸钠和水玻璃共热煮沸使用。7. 怎样铸造符合质量要求的板栅？铸造板栅时要给板栅模加温到110130。喷涂模具的关键是均匀、细致，喷后对用铅量较多的筋条和极耳要用专用刮具刮一刮，以减少局部筋条的收缩。通常正板栅比负板栅厚1.11.3倍。铅锑合金铸板温度为480520，铅钙合金铸板温度为420460；铸造厚型板(35mm)温度为420460，铸造薄型板(2.0mm以下)温度为480520。温度低合金中的元素会浮在液面，影响板栅质量；铸板中下角料回锅次数一般是23次，反复回锅会影响合金成分。模具筋条形状对铸型质量有很大影响，把传统三角形、菱形筋条改为边弧形筋条有利于模具排气，在较低的铅液温度下很好成型。这是因为边弧形筋条铅液冲入模腔阻力小，铅液冷却速度快，结晶细致。综合上述条件，铸造符合质量要求板栅的条件是脱模剂喷涂、铅液温度、模具温度、合理的筋条结构等四个基本因素恰到好处，就能顺利地铸造出符合质量要求的板栅。8. 铅钙合金板栅的优点和缺点铅钙合金的优点是析氢过电位比铅锑合金高约200mV，导电率要高20%，机械强度也好于铅锑合金，用在浮充条件下板栅的变形度要好于其他合金。铅钙合金的缺点是钙易氧化、烧损，用作正板栅其腐蚀生成的PbO2膜中含有CaSO4，成为CaSO4的结晶核，使PbSO4量增多，导电性和渗透性变差，在和PbO2物质结合处形成钝化膜使正极充电接受能力变差，尤其对电池的深放电影响明显，因此，铅钙合金的正板栅不宜在深循环条件下使用。9. 板栅在铸造中出现的质量问题： 栅筋收缩：收缩的主要部位在极耳和边框。原因是局部温度过高，铅液冲入模腔后局部冷却很慢，结晶粗糙，一折即断又不耐腐。解决办法：调整模具温度，局部的脱模剂不宜太厚，要用刀轻轻刮一刮，使表面软木层变薄，效果比较好。 栅筋铸不满：原因是横腔内排气不畅或排气道槽设计开凿不合理或有梗阻现象。此外，模具合拢松紧不一，也会产生铅液断流，不易铸满。解决办法：调整或开通气道，使合金液冲型后，排气顺利，模具合拢力量一致。此外，铅液温度和模具温度控制得当，脱模剂喷涂均匀。 板栅发暗有黑斑：原因是合金来源不清楚，使用了劣质杂铅或合金配制不良等，铅液中形成一层粘稠物夹杂在里面，成型后出现黑斑点。解决办法：更新合金液，重新配制新的合金。 板栅细筋：细筋部位有在水口附近，有在极耳附近，也有在边框，厚型板栅表现较多。原因是模温过高，脱模剂炭化，板栅筋条成型时冷却不均匀，冷却快的部位夺取了冷却慢的部位铅，形成局部细筋。解决办法：降低模温，刷去旧软木层，重新喷涂。对粗筋板栅在浇口下出现较普遍，可采取局部加粗筋条的办法解决。 板栅超重：原因是筋条尺寸不符合设计要求，尺寸偏大，用铅量过多，重量超标。解决办法：将磨面用磨床进行研磨检修。 板栅偏轻：原因是筋条尺寸偏小或截面尺寸不够。解决办法：用刨床加大筋条尺寸或用异型小锉加大磨面筋槽尺寸，用千分表精确测量，即可解决。 板栅偏斜或弯曲：原因是动模开启时，板栅贴在两页模子上，拉动形成偏斜，厚型板栅多见这种现象。板栅弯曲原因是板栅出模后没有平整或搬动不当形成弯曲。 板栅毛刺：原因是边框或水口切得不齐连带一部分毛刺，它会刮带一部分铅膏带入电池内，形成多余沉淀物或形成铅绒造成短路。三、铅粉及铅膏1. 简介铅膏是由铅粉制造而成。目前国内蓄电池工厂基本采用球磨法制造铅粉，以前使用过气相法制造铅粉，即巴顿式铅粉机，国内现在很少厂家使用了。球磨法制造铅粉是将小铅球或小铅块放于铅粉机的滚筒内，当滚筒转动时将铅球或铅块带到一定高度，落下后产生撞击和摩擦，使铅球或铅块表面产生变形并使滚筒内的气流和温度升高，与此同时铅球和铅粉与空气中的氧气发生化学反应，生成氧化铅(PbO)并放热，使温度进一步升高。2Pb+O22PbO+217.7kJ/mol结果一方面使铅晶体表面受到氧化，而与整体产生裂缝，另一方面又使氧化反应向更深一层进行。随着裂缝的逐渐深入，变形位移的结晶便从铅球或铅块上脱落下来，最后形成外层被PbO包覆的金属铅小颗粒，即电池用铅粉。铅粉机在工作过程中进出口风的风压、滚筒内的铅球量、机器的转速、滚筒内的温度是几个关键的技术参数，滚筒内的温度控制在199200，这样制造的铅粉其氧化度在7080%之间，很适合制造极板。2. 铅粉的技术指标 氧化度：是指铅粉中氧化铅(PbO)所占的百分数。实践表明，氧化度在7080%之间最好，氧化度太低，电池初期容量很小；氧化度太高，电池初期容量大，但寿命短。一般正铅膏铅粉氧化度在7075%之间，负铅膏铅粉氧化度在7580%之间。 铁含量：铅粉中的含铁量要小于0.0007%，铁含量超标会引起电池的自放电速率加大。 筛析度：铅粉中的筛析度主要是分析铅粉颗粒的大小。一般要求铅粉过100目筛的剩余物要少于7%。因为铅粉的颗粒度太小会使电池的初期容量增大使电池寿命缩短。 视密度：也就单位体积的重量，视密度与颗粒度和氧化度有关，一般讲氧化度越高、颗粒度越细的铅粉，其视密度越小。视密度的测量方法：使铅粉通过振动筛自由落在容积为100ml的量筒内，刮平后称重，即可得到铅粉的视密度。铅粉的视密度一般控制在1.51.8g/cm3范围内。 吸水率：是指每kg铅粉吸水量的毫升数，一般要求吸水率在95100ml/kg之间。 吸酸率：是指铅粉与硫酸反应的程度，一般规定每kg铅粉吸收的稀硫酸为在515g(稀硫酸的密度为1.1g/cm3)。3. 铅膏配方及合膏 铅膏配方：目前阀控电池铅膏配方有很多种，现介绍主要用于动力电池的铅膏配方。 a. 正极铅膏配方 b. 负极铅膏配方 名 称用 量用 量用 量名 称用 量用 量用 量铅 粉100kg100kg100kg铅 粉100kg100kg100kg硫酸密度1.32 g/cm31.25 g/cm31.10 g/cm3硫酸密度1.32 g/cm31.25 g/cm31.10 g/cm3硫酸用量9.6-10kg11.2kg20.9kg硫酸用量8.4-8.6kg11.2kg28.7kg短纤维60g60g30g短纤维50g60g30g炭 黑60g100g200g硫酸钡600g600g600g配方水9.6-10.4kg9.0kg0.5kg腐植酸-500g500g调整水适 量适 量适 量乙炔黑180g200g300g视密度4.10-4.204.05-4.104.15木素磺酸钠200g100g-配方水8.4-9.2kg7.0kg2.0kg调整水适 量适 量适 量视密度4.20-4.404.15-4.304.20-4.30 铅膏视密度对电池的影响：视密度是指单位体积铅膏的重量，它与铅膏中水和硫酸的用量有直接的关系。水和酸越多，视密度越低。一般正膏的视密度为4.05-4.20g/cm3，负膏的视密度为4.25-4.40g/cm3。视密度对正极铅膏影响较大，视密度越低，孔率越高，其利用率也高，初期容量也高；但活性物质容易脱落，对寿命不利。一般正极铅膏的视密度不得低于3.80g/cm3。视密度对负极铅膏影响不大，负极视密度高于正极主要是多涂些活物质。 铅膏中的含酸量一般以3%5%为宜，含酸量高，电池初期容量好，但寿命不好；含酸量低，寿命好，但初期容量低。另外，合膏温度超过40主要生成四碱式硫酸铅(4PbOPbSO4)，合膏温度低于40主要生成三碱式硫酸铅(3PbOPbSO4H2O)；出膏温度不宜超过40。铅膏的搅拌时间通常是加入硫酸后搅拌20min结束，搅拌时间太短，铅膏组份不均匀；搅拌时间太长，会产生过多的四碱式硫酸铅，使铅膏发硬。铅膏的加酸速度一般控制在20min加完，加酸太快或太慢都对铅膏质量有影响。四、涂片、固化和干燥1. 涂片目前有手工涂片和机械涂片两种形式，手工涂片在逐步淘汰。手工涂片好的极板应立即在1.10的稀硫酸中浸35s，放在晾板上，再送入固化室。机涂板经过淋酸后，进入表面干燥，温度为100120，时间25min，其目的是让极板表面失去一部分水，防止极板相互粘连，但极板内部不能失水。机涂板含水量在811%，以保证固化顺利进行。2. 固化和干燥 固化的目的：使极板中的铅膏进一部氧化，固化前铅膏中的游离铅含量约15%，固化后游离铅含量在2.55%，这样化成后活物质的强度好、外观好。固化时极板继续进行碱式硫酸铅结晶过程，在较低的温度下生成三碱式硫酸铅；在温度高于80时，有利于四碱式硫酸铅。另外，固化过程也使板栅表面生成PbO腐蚀膜，可使活物质与板栅结合得更好，所以说固化不好的极板容易脱粉。 固化中湿度对铅膏氧化的影响：铅膏中保持78%的水份时，铅的氧化速度最高。湿度越大铅的氧化速度越快。因此，固化过程的开始阶段湿度最好为100%。在固化过程中铅的氧化和失水是在最初20h内完成的。 固化中温度对铅膏氧化的影响：在温度为30时铅的氧化速率最大。 固化条件：固化条件分为高温高湿固化和低温高湿固化，它们都要求固化室湿度高。这是因为碱式硫酸铅的再结晶要在极板含水量为56%的条件下才能显著进行，因而在固化过程中极板必须在较长时间内保持含水量在5%以上，所以固化室的环境湿度要达到95%以上。三碱式硫酸铅和四碱式硫酸铅为相互交联的纤维状结构，对极板的强度起着重要的作用，所以说固化不好的极板容易脱粉。两种类型的极板湿固条件 固化类型高温高湿固化低温高湿固化固化阶段温度 ()相对湿度(%)时间 (h)温度 ()相对湿度(%)时间 (h)170809524354095242354080123540801235060401250604012 高温高湿固化特点：固化后的物相主要四碱式硫酸铅(4PbOPbSO4)，它初期容量低，但寿命长。动力电池主要采用这种固化方式，以保证电池的使用寿命。 低温高湿固化特点：固化后的物相主要三碱式硫酸铅(3PbOPbSO4H2O)，它初期容量大，寿命适中。 干燥：生极板经过干燥后，含水量小于2%，正极板中的金属铅含量小于2.5%，负极板中的金属铅含量小于5%。由于游离铅的氧化需要氧气，所以在固化过程中要不断向固化室补充适当的空气。干燥温度60，干燥时间2430h。五、化成1. 化成反应：“化成”即“转化而成”之意。生极板从浸入化成槽与稀硫酸接触就开始进行化学反应，其反应式为：PbO+H2SO4PbSO4+H2OPbOPbSO4+H2SO42PbSO4+H2O3PbOPbSO4H2O+3H2SO44PbSO4+4H2O这个时间长达67h，时间长短还取决于硫酸的浓度和电解液温度。另一个反应是电化学反应，即正极板上的硫酸铅被氧化成二氧化铅，负极板上的硫酸铅还原成海绵状铅。反应式：正极板PbSO4PbO2；负极板PbSO4Pb。化成的第一阶段以化学反应为主导，第二阶段以电化学反应为主导。2. 电动车电池外化成和内化成参数介绍 外化成每槽正20大片，21大片。每大片有9小片，每小片2.2Ah，每大片19.8Ah，每槽约400AH。化成电流和时间：a.0.1C(40A)2h=80Ahb.0.25C(100A)10h=1000Ahc.0.2C(80A)5h=400Ahd.0.1C(40A)3h=120Ah总共充入量为1600Ah，充入量为4倍。 内化成组装成成品电池12V12Ah后，再进行内化成。 二阶段内化成方式a.0.1C(1.2A)45h=54Ahb.0.05C(0.6A)15h=9Ahc.放电0.1C(1.2A)10h=12Ahd.0.1C(1.2A)25h=30Ahe.0.05C(0.6A)25h=15Ah总共充入量为108Ah(-12Ah)，充入量为8倍。 多阶段内化成方式a.0.1C(1.2A)2h0.2C(2.4A)12h0.1C(1.2A)8h0.05C(0.6A)10h=46.8Ah(3.9倍)b.放电0.1C(1.2A)10h=12Ahc.0.2C(2.4A)5h0.1C(1.2A)6h0.05C(0.6A)10h=25.2Ah(2倍)总共充入量为72Ah(-12Ah)，充入量为5倍。典型的化学电池反应性质和理论电性能值 电池系列负极正极电性能(理论值)电 池 反 应电压比容量比能量铅酸蓄电池PbPbO22.0120252Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O锂离子电池CLiCoO23.6110418C+LiCoO2LixC+Li1-xCoO2镁电池MgMnO22.5271580Mg+2MnO2+H2OMg(OH)2+ Mn2O3镍镉电池CdNiOOH1.2181244Cd+2NiOOH+2H2O2Ni(OH)2+Cd(OH)2镍氢电池H2NiOOH1.2289433H2+2NiOOH2Ni(OH)2锌空气电池ZnO21.51558002Zn+O22ZnO氢燃料电池H2O21.0297536592H2+O22H2O锌锰干电池ZnMnO21.5224358Zn+2MnO2ZnO+Mn2O3银锌干电池ZnAgO1.5283512Zn+AgO+H2OZn(OH)2+Ag注：电压为V；比容量为：Ah/kg；比能量为：Wh/kg。(化学电源的命名统一规定将负极放在前面)法拉第定律法拉第定律又叫电解定律，是电镀过程遵循的基本定律。法拉第(Michael Faraday l791-1867)是英国著名的自学成才的科学家，他发现的电解定律至今仍然指导着电沉积技术，是电化学中最基本的定律，从事电镀专业的工作者，都应该熟知这一著名的定律。它又分为两个子定律，即法拉第第一定律和法拉第第二定律。(1)法拉第第一定律法拉第的研究表明，在电解过程中，阴极上还原物质析出的量与所通过的电流强度和通电时间成正比。当我们讨论的是金属的电沉积时，用公式可以表示为：M=KQ=KIt式中M一析出金属的质量；K比例常数；Q通过的电量；1电流强度；t通电时间。法拉第第一定律描述的是电能转化为化学能的定性的关系，进一步的研究表明，这种转化有着严格的定量关系，这就是法拉第第二定律所要表述的内容。(2)法拉第第二定律 电解过程中，通过的电量相同，所析出或溶解出的不同物质的物质的量相同。也可以表述为：电解lmol的