铅酸蓄电池的结构及工作原理.ppt

铅酸蓄电池的结构及工作原理 1 极板2 隔板3 电解液4 外壳5 铅连接条6 极柱 铅蓄电池构造 1 极板极板是蓄电池的核心部分 蓄电池充 放电的化学反应主要是依靠极板上的活性物质与电解液进行的 极板分正极板和负极板 由栅架和活性物质组成 铅蓄电池构造 栅架的作用固结活性物质 栅架一般由铅锑合金铸成 具有良好导电性 耐蚀性和一定机械强度 铅占94 锑占6 加入锑是为了改善力学强度和浇铸性能 为了增加耐腐蚀性 加入0 1 0 2 的砷 提高硬度与机械强度 增强抗变形能力 延长蓄电池使用寿命 铅蓄电池构造 正极板上活性物质是二氧化铅 PbO2 呈棕红色 负极板上活性物质海绵状纯铅 Pb 呈青灰色 将正 负极板各一片浸入电解液中 可获得2V左右的电动势 为了增大蓄电池的容量 常将多片正 负极板分别并联 组成正 负极板组 在每个单格电池中 正极板的片数要比负极板少一片 每片正极板都处于两片负极板之间 可以使正极板两侧放电均匀 避免因放电不均匀造成极板拱曲 3格电池 总极板数45 算出正负极板数 国产蓄电池正极板2 2mm 负极板1 8mm 国外大多采用薄型极板 2 隔板隔板插放在正 负极板之间 防止正 负极板互相接触造成短路 隔板耐酸 具有多孔性 以利于电解液的渗透 常用的隔板材料有木质 微孔橡胶和微孔塑料等 微孔塑料隔板孔径小 孔率高 成本低 因此被广泛采用 铅蓄电池构造 3 电解液电解液在蓄电池的化学反应中 起到离子间导电的作用 并参与蓄电池的化学反应 电解液由纯硫酸 H2SO4 与蒸馏水按一定比例配制而成 其密度一般为1 24 1 31g cm3 电解液的纯度对蓄电池的电气性能和使用寿命有重要影响 一般工业用硫酸和普通水中 含有铁 铜等有害杂质 绝对不能加入到蓄电池中 否则自行放电 损坏极板 4 壳体壳体用于盛放电解液和极板组 应该耐酸 耐热 耐震 壳体多采用硬橡胶或聚丙烯塑料制成 为整体式结构 底部有凸起的肋条以搁置极板组 壳内由间壁分成3个或6个互不相通的单格 各单格之间用铅质联条串联起来 铅酸蓄电池的工作原理 蓄电池是通过充电将电能转换为化学能贮存起来 使用时再将化学能转换为电能释放出来的化学电源装置 它是用两个分离的电极浸在电解质中而成 由还原物质构成的电极为负极 由氧化态物质构成的电极为正极 当外电路接近两极时 氧化还原反应就在电极上进行 电极上的活性物质就分别被氧化还原了 从而释放出电能 这一过程称为放电过程 放电之后 若有反方向电流流入电池时 就可以使两极活性物质回复到原来的化学状态 这种可重复使用的电池 称为二次电池或蓄电池 如果电池反应的可逆变性差 那么放电之后就不能再用充电方法使其恢复初始状态 这种电池称为原电池 电池中的电解质 通常是电离度大的物质 一般是酸和碱的水溶液 但也有用氨盐 熔融盐或离子导电性好的固体物质作为有效的电池电解液的 以酸性溶液 常用硫酸溶液 作为电解质的蓄电池 称为酸性蓄电池 铅酸蓄电池视使用场地 又可分为固定式和移动式两大类 铅酸蓄电池单体的标称电压为2V 实际上 电池的端电压随充电和放电的过程而变化 铅酸蓄电池在充电终止后 端电压很快下降至2 3伏左右 放电终止电压为1 7 1 8伏 若再继续放电 电压急剧下降 将影响电池的寿命 铅酸蓄电池的使用温度范围为 40 40 铅酸蓄电池的安时效率为85 90 瓦时效率为70 它们随放电率和温度而改变 凡需要较大功率并有充电设备可以使电池长期循环使用的地方 均可采用蓄电池 铅酸蓄电池价格较廉 原材料易得 但维护手续多 而且能量低 碱性蓄电池 维护容易 寿命较长 结构坚固 不易损坏 但价格昂贵 制造工艺复杂