化学电源工艺学第4章-铅酸蓄电池1

第4章铅酸蓄电池

LeadAcidBatteries第三电极的充电法铅酸蓄电池电池组成

(-)Pb/H2SO4/PbO2(+)单体电池电压：2.0V循环寿命＞300次通常为几个单体电池串联使用，如汽车起动用蓄电池为6个串联，电压为12V特点优点：高倍率放电性能好工作温度宽无记忆效应，使用寿命长价格低廉，容易回收缺点：质量比能量低制造过程易污染环境铅酸蓄电池用途最广的电池铅酸蓄电池用途汽车、摩托车等起动用电动汽车、电动自行车用通信行业---电话交换机、用户接入网、通信专网电力行业---发电厂、变电所铁路内燃机车及电力机车用起动、照明、应急备用电源UPS电源（不间断电源系统），主要与计算机及精密仪器配套，铅酸蓄电池为其核心部分新能源储能用---风能、太阳能军用---航空、潜艇、坦克、鱼雷、卫星站等铅酸蓄电池的分类

(1)按电极结构形成式管状式涂膏式(2)按电池结构富液铅酸蓄电池胶态电解液铅酸蓄电池阀控密封铅酸蓄电池（3）按电解液和充电维护情况干放电蓄电池干荷电蓄电池湿荷电蓄电池胶态电解液免维护少维护蓄电池铅酸蓄电池产品汉语拼音字母的意义汉语拼音字母表示电池用途表示正极板结构QGDNTHKGTAHBF含义起动固定蓄电池车内燃机车铁路客车航空管式涂膏干荷电化成式半化成式防酸防爆单体铅酸蓄电池结构1负极柱10连接条2蓄电池盖11蓄电池槽3汇流排12汇流排4保护片13正极板5中间隔14沉淀槽6负极板7隔板8鞍子9注液盖（工作拴）4.2铅酸蓄电池的热力学基础二次电池的条件：

1.电极反应可逆，是一个可逆的电池体系。

2.只采用一种电解质溶液，避免因采用不同的电解质而造成电解质之间的不可逆扩散。

3.放电生成难溶于电解液的固体产物。可避免充电时过早生成枝晶和两极产物的相互转移。4.2.1电池反应（“双极硫酸盐化”理论）（-）Pb+HSO4--2e2PbSO4+H+（+）PbO2+3H++HSO4-+2ePbSO4+2H2O

Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O

放电充电放电充电放电充电(-)Pb|H2SO4|PbO2(+)

电池反应的熵变与电池电动势的温度系数的关系为：ΔS与可逆过程的热量Qr关系：为正值，Qr>0，表示电池放电是吸热反应

为负值，Qr<0，表示电池放电是放热反应。4.2.2铅-硫酸水溶液的电极电势-pH图

分析铅酸蓄电池自放电的可能性。负极铅的自溶过程是由于体系中存在铅的阳极氧化和氢还原组成一对共轭反应，即(a)线和(4)或(5)线共轭。(a)：2H++2eH2(5)：Pb+SO42-PbSO4+2e(4)：Pb+HSO4-PbSO4+H++2ePH<5.8时，(4)、(5)线反应的电位比(a)线更负，故铅溶解，析出氢气。但H2在铅上还原过电位高。正极PbO2在贮存时也可发生自放电，在电位-pH图上看，pH<7.9时，(b)线与(9)或(10)线构成共轭反应。(b)：2H2O4H++O2+4e(9)：PbO2+HSO4-+3H++2ePbSO4+H2O(10)：PbO2+SO42-+4H++2ePbSO4+2H2O

PbO2可将H2O氧化成O2自身还原为PbSO4，但O2在PbO2上析出的过电位高4.2.3电极衡算