铅酸蓄电池的结构和工作原理
（一）铅酸蓄电池的结构
铅酸蓄电池主要由正极板组､负极板组､隔板､容器和电解液等构成,其结构如下图所示：
1.极板
铅酸蓄电池的正､负极极板由纯铅制成,上面直接形成有效物质,有些极板用铅镍合金制成栅架,上面涂以有效物质｡正极(阳极)的有效物质为褐色的二氧化铅,这层二氧化铅由结合氧化的铅细粒构成,在这些细粒之间能够自由地通过电解液,将正极材料磨成细粒的原因是可以增大其与电解液的接触面积,这样可以增加反应面积,从而减小蓄电池的内阻｡负极(阴极)的有效物质为深灰色的海绵状铅｡在同一个电池内,同极性的极板片数超过两片者,用金属条连接起来,称为极板组
或极板群｡至于极板组内的极板数的多少,随其容量(蓄电能力)的大小而异｡为了获得较大的蓄电池容量,常将多片正､负极板分别并联,组成正､负极板组,如下图所示：
安装时,将正､负极板组相互嵌合,中间插入隔板,就形成了单格电池｡在每个单格电池中,负极板的片数总要比正极板的片数多一片,从而使每片正极板都处于两片负极板之间,使正极板两侧放电均匀,避免因放电不均匀造成极板拱曲｡
2.隔板
在各种类型的铅酸蓄电池中,除少数特殊组合的极板间留有宽大的空隙外,在两极板间均需插入隔板,以防止正､负极板相互接触而发生短路｡这种隔板上密布着细小的孔,既可以保证电解液的通过,又可
以阻隔正､负极板之间的接触,控制反应速度,保护电池｡隔板有木质､橡胶､微孔橡胶､微孔塑料､玻璃等数种,可根据蓄电池的类型适当选定｡吸附式密封蓄电池的隔板是由超细玻璃丝绵制作的,这种隔板可以把电解液吸附在隔板内,吸附式密封蓄电池的名称也是由此而来的｡
3.容器
容器是用来盛装电解液和支撑极板的,通常有玻璃容器､衬铅木质容器､硬橡胶容器和塑料容器四种｡容器用于盛放电解液和极板组,应该耐酸､耐热､耐震｡容器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｡容器上部使用相同材料的电池盖密封,电池盖上设有对应于每个单格电池的加液孔,用于添加电解液和蒸馏水以及测量电解液密度､温度和液面高度｡
4.电解液
铅酸蓄电池的电解液是用蒸馏水稀释高纯浓硫酸而成的｡它的密度高低视铅蓄电池类型和所用极板而定,一般在15℃时为1.200～1.300g/cm3｡蓄电池用的电解液(稀硫酸)必须保持纯净,不能含有危害铅酸蓄电池的任何杂质｡电解液的作用是给正､负电极之间流动的离子创造一个液体环境,或者说充当离子流动的介质｡电解液的相对密度对蓄电池的工作有重要影响,相对密度大,可减少结冰的危险并提
高蓄电池容量,但相对密度过大,则黏度增加,反而降低蓄电池容量,缩短使用寿命｡应根据当地最低气温或制造厂家的要求选择电解液相对密度｡
5.加液孔盖
加液孔盖用橡胶或塑料制成,旋在电池盖的加液孔内，如下图：
加液孔盖上有通气孔,可使蓄电池化学反应中产生的气体顺利排出｡加液孔盖上的通气孔应经常保持畅通,使蓄电池内部的氢气与氧气排出,防止蓄电池过早损坏或爆炸｡
6.联条
由于蓄电池各单格为串联连接,因此不同极性的极柱要用联条连接起来｡联条用铅锑合金铸成,有外露式､跨桥式和穿壁式三种,前者用在硬橡胶外壳和盖上,后两者用在塑料外壳和盖上｡外露式是指联条外露在蓄电池的上面;跨桥式是指联条下部在蓄电池的平面上或埋在盖下,连接部分跨接在各单格电池的中间壁上;穿壁式是指在中间壁上打孔,使极板组柄直接穿过中间隔壁将各单格电池连接起来｡穿壁式联条的连接方式如下图所示：
（二）铅酸蓄电池的基本概念
1.充电
充电是外电路给蓄电池供电,使电池内发生化学反应,从而把电能转化为化学能储存起来的操作｡充电时,蓄电池的正､负极分别与直流电源的正､负极相连,当充电电源的端电压高于蓄电池的电动势时,在电场的作用下,电流从蓄电池的正极流入､负极流出,这一过程称为充电｡蓄电池充电过程是将电能转换为化学能的过程｡充电时,正､负极板上的PbSO4还原为PbO2和Pb,电解液中的H2SO4不断增多,电解液密度不断上升｡当充电接近终了时,PbSO4已基本还原成Pb｡过剩的充电电流将电解水,使正极板附近产生O2从电解液中逸出,负极板附近产生H2从电解液中逸出,电解液液面高度降低｡因此,铅酸蓄电池需要定期加蒸馏水｡
蓄电池充足电的标志是:
(1)电解液中有大量气泡冒出,呈沸腾状态;
(2)电解液的相对密度和蓄电池的端电压上升到规定值,且在2～3h内保持不变｡
2.放电
放电是在规定的条件下,电池向外电路输出电能的过程｡当铅酸蓄电池接上负载后,在电动势的作用下,电流就会从蓄电池的正极经外电路的用电设备流向蓄电池的负极,这一过程称为放电,蓄电池的放电过程是将化学能转化为电能的过程｡放电时,正极板上的PbO2和负极板上的Pb都与电解液中的H2SO4反应生成硫酸铅(PbSO4),沉
附在正､负极板上｡在这个过程中,电解液中的H2SO4不断减少,电解液密度不断下降｡理论上,放电过程可以进行到极板上的活性物质被耗尽为止,但由于生成的PbSO4沉附于极板表面,阻碍电解液向活性物质内层渗透,使得内层活性物质因缺少电解液而不能参加反应,因此在使用中放完电时蓄电池活性物质的利用率也只有20%～30%｡因此,采用薄型极板,增加极板的多孔性,可以提高活性物质的利用率,增大
蓄电池的容量｡
蓄电池放电终了的特征是:
(1)单格电池电压降到放电终止电压;
(2)电解液相对密度降到最小许可值｡
放电终止电压与放电电流的大小有关,放电电流越大,允许的放电时间就越短,放电终止电压也越低｡
3.过充电
过充电是对完全充电的蓄电池或蓄电池组继续充电｡
4.自放电
自放电是电池的能量没有通过放电就进入外电路,造成一定能量的损失｡
5.活性物质
在电池放电时发生化学反应从而产生电能的物质,或者说是正极和负极储存电能的物质的统称｡
6.放电深度
放电深度是指蓄电池使用过程中放电到什么程度才停止放电｡
7.板极硫化
在使用铅酸蓄电池时要特别注意的是:电池放电后要及时充电,如果长时间处于半放电或充电不足甚至过充的情况,或长时间充电和放电都会形成PbSO4晶体｡这种大块晶体很难溶解,无法恢复原来的状态,导致板极硫化后充电就会变得困难｡
8.容量
容量是在规定的放电条件下电流输出的电荷,其单位常用安时(A·h)表示｡
9.相对密度
相对密度是指电解液与水的密度比值,用来检验电解液的强度｡相对密度与温度变化有关｡25℃时充满的电池电解液相对密度值为1.265｡密封式电池,相对密度值无法测量｡纯酸溶液的密度为
1.835g/cm3,完全放电后降至1.120g/cm3｡电解液注入水后,只有待水完全融合电解液后才能准确测量密度,融入过程大约需要数小时或
者数天,但是可以通过充电来缩短时间｡每个电池的电解液密度均不相同,即使是同一个电池在不同的季节,电解液的密度也会不一样｡大部分铅酸蓄电池的电解液密度在1.1～1.3g/cm3范围内,充满电之后一般为1.23～1.3g/cm3｡
10.运行温度
电池在使用一段时间后,会感觉烫手,这是因为铅酸蓄电池具有很强的发热性｡当运行温度超过25℃,每升高10℃,铅酸电池的使用寿命就减少50%,所以电池的最高运行温度应比外界低,在温度变化超过±5℃的情况下最好｡
（三）铅酸蓄电池充､放电基本原理
在铅酸蓄电池中,正极板为PbO2,负极板为Pb,电解液为H2SO4｡将其正､负极板插入电解液中,正､负极板与电解液相互作用,在正､负极板间就会产生约2.1V的电势｡电池在完成充电后,正极板为二氧化铅,负极板为海绵状铅｡放电后,在两极板上都产生细小而松软的硫酸铅,充电后又恢复为原来物质｡铅酸蓄电池在充电和放电过程中的可逆反应理论比较复杂,目前公认的是哥来德斯东和特利浦两人提出的“双硫酸化理论”｡该理论的含义:铅酸蓄电池在放电后,正､负电极的有效物质和硫酸发生反应,均转变为硫酸化合物(硫酸铅),充电时又会转化为原来的铅和二氧化铅｡其具体的化学反应方程式如下:正极
2PbO2+2H2SO4→2PbSO4+O2↑+2H2O
负极
Pb+H2SO4→PbSO4+H2↑
总反应
2PbO2+3H2SO4+Pb→3PbSO4+2H2O+O2↑+H2↑
从以上的化学反应方程式中可以看出,铅酸蓄电池在放电时,正极的活性物质二氧化铅和负极的活性物质铅都与硫酸电解液反应,生成硫酸铅,在电化学上把这种反应叫做“双硫酸盐化反应”｡在蓄电池刚放电结束时,正､负极活性物质转化成的硫酸铅是一种结构疏松､晶体细密的物质,活性程度非常高｡在蓄电池充电过程中,正､负极疏松细密的硫酸铅,在外界充电电流的作用下会重新变成二氧化铅和铅,蓄电池又处于充足电的状态｡
由此可知以上反应是可逆的｡正是这种可逆的电化学反应,使蓄电池实现了储存电能和释放电能的功能｡人们在日常使用中,通常使用蓄电池的放电功能,把充电作为蓄电池的维护｡铅酸蓄电池在充足电的情况下可以长时间保持电池内化学物质的活性,而在蓄电池放电以后,如果不及时充足电,电池内的活性物质很快就会失去活性,使电池内部产生不可逆的化学反应｡所以对太阳能蓄电池和其他用途的铅酸蓄电池,应充足电保存,并定期给电池补充电｡
铅酸蓄电池的结构和工作原理 （一）铅酸蓄电池的结构 铅酸蓄电池主要由正极板组?负极板组?隔板?容器和电解液等构成,其结构如下图所示： 1.极板 铅酸蓄电池的正?负极极板由纯铅制成,上面直接形成有效物质,有些极板用铅镍合金制成栅架,上面涂以有效物质?正极(阳极)的有效物质为褐色的二氧化铅,这层二氧化铅由结合氧化的铅细粒构成,在这些细粒之间能够自由地通过电解液,将正极材料磨成细粒的原因是可以增大其与电解液的接触面积,这样可以增加反应面积,从而减小蓄电池的内阻?负极(阴极)的有效物质为深灰色的海绵状铅?在同一个电池内,同极性的极板片数超过两片者,用金属条连接起来,称为极板组
或极板群?至于极板组内的极板数的多少,随其容量(蓄电能力)的大小而异?为了获得较大的蓄电池容量,常将多片正?负极板分别并联,组成正?负极板组,如下图所示： 安装时,将正?负极板组相互嵌合,中间插入隔板,就形成了单格电池?在每个单格电池中,负极板的片数总要比正极板的片数多一片,从而使每片正极板都处于两片负极板之间,使正极板两侧放电均匀,避免因放电不均匀造成极板拱曲? 2.隔板 在各种类型的铅酸蓄电池中,除少数特殊组合的极板间留有宽大的空隙外,在两极板间均需插入隔板,以防止正?负极板相互接触而发生短路?这种隔板上密布着细小的孔,既可以保证电解液的通过,又可
以阻隔正?负极板之间的接触,控制反应速度,保护电池?隔板有木质?橡胶?微孔橡胶?微孔塑料?玻璃等数种,可根据蓄电池的类型适当选定?吸附式密封蓄电池的隔板是由超细玻璃丝绵制作的,这种隔板可以把电解液吸附在隔板内,吸附式密封蓄电池的名称也是由此而来的? 3.容器 容器是用来盛装电解液和支撑极板的,通常有玻璃容器?衬铅木质容器?硬橡胶容器和塑料容器四种?容器用于盛放电解液和极板组,应该耐酸?耐热?耐震?容器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?容器上部使用相同材料的电池盖密封,电池盖上设有对应于每个单格电池的加液孔,用于添加电解液和蒸馏水以及测量电解液密度?温度和液面高度? 4.电解液 铅酸蓄电池的电解液是用蒸馏水稀释高纯浓硫酸而成的?它的密度高低视铅蓄电池类型和所用极板而定,一般在15℃时为1.200～1.300g/cm3?蓄电池用的电解液(稀硫酸)必须保持纯净,不能含有危害铅酸蓄电池的任何杂质?电解液的作用是给正?负电极之间流动的离子创造一个液体环境,或者说充当离子流动的介质?电解液的相对密度对蓄电池的工作有重要影响,相对密度大,可减少结冰的危险并提
第一章铅酸蓄电池的定义、结构及反应原理 一、蓄电池基念知识： 1、基本定义 ●电能可由多种形式的能量变化得来，其中把化学能转换成电能的装置叫化学电池， 一般简称为电池，电池有原电池和蓄电池之分。 ●放电后不能用充电的方式使内部活性物质再生的叫原电池，也称一次性电池。 ●放电后可以用充电的方式使内部活性物质再生，把电能储存为化学能，需要放电时 再次把化学能转换为电能的电池，叫蓄电池，也称二次电池。 2、常用技术术语 ●充电：蓄电池从其他直流电源获得电能叫做充电。 ●放电：蓄电池对外电路输出电能时叫做放电。 ●浮充放电：蓄电池和其他直流电源并联，对外电路输出电能叫做浮充放电。有不间 断供电要求的设备，起备用电源作用的蓄电池都处于该种放电状态。 ●电动势：外电路断开，即没有电流通过电池时在正负极间量得的电位差，叫电池的 电动式。 ●端电压：电路闭合后电池正负极间的电位差叫做电池的电压或端电压 ●安时容量：电池的容量单位为安时，即： 电池容量Q（安时）=I放×t放 I放为放电电流（安） t放为放电时间（小时） ●电量效率（安时效率）：输出电量与输入电量之间的比叫做电池的电量效率，也叫 作安时效率。 电量效率（%）=（Q放÷Q充）×100% =（I放×t放）÷（I充×I充）×100% Q放和Q充分别是放电和充电容量（安时 ●自由放电：由于电池的局部作用造成的电池容量的消耗。容量损失搁置之前的容 量之比，叫做蓄电池的自由放电率 自由放电率（%）= （Q1－Q2）÷Q1×100% Q1为搁置前放电容量（安时） Q2为搁置后放电容量（安时）
●使用寿命：蓄电池每充电、放电一次，叫做一次充放电循环，蓄电池在保持输出一 定容量的情况下所能进行的充放电循环次数，叫做蓄电池的使用寿命。 二、铅酸蓄电池 1、定义 铅酸蓄电池是是蓄电池的一种，主要特点是采用稀硫酸做电解液，用二氧化铅和绒状铅分别做为电池的正极和负极的一种酸性蓄电池。 2、分类： ●按蓄电池极板结构分类：有形成式、涂膏式和管式蓄电池。 ●按蓄电池盖和结构分类：有开口式、排气式、防酸隔爆式和密封阀控式蓄电池。 ●按蓄电池维护方式分类：有普通式、少维护式、免维护式蓄电池。 ●按我国有关标准规定主要蓄电池系列产品有： ?起动型蓄电池（Q）：主要用于汽车、拖拉机、柴油机船舶等起动和照明。 ?固定型防酸式蓄电池（GF）：主要用于通讯、发电厂、计算机系统作为保护、 自动控制的备用电源。 ?牵引型蓄电池（D）：主要用于各种蓄电池车、叉车、铲车等动力电源。 ?铁路客车用蓄电池（T）：主要用于铁路客车照明和车上电器设备。 ?内燃机车用蓄电池（N）：主要供内燃机车启动和照明用。 ?摩托车蓄电池（M）：主要用于各种规格摩托车起动和照明。 ?航空用电池（HK）：用于飞机启动、照明、通信。 ?潜艇用电池（JC）：用于潜艇水下航行的动力、照明、电器设备。 ?坦克用电池（TK）：用于坦克的启动、用电设备、照明。 ?矿灯用电池（K）：供井下矿工安全帽上的矿灯照明。 ?航标用电池（B）：航道夜间航标照明。 ?其他用途电池：大小容量不一，放电率多样，如摄像机、闪光灯、应急灯、风 力发电电能储存等。 3、产品型号含义： 根据JB2599-85部颁标准，我国铅酸电池型号分为三段，其安排和含义如下： 串联的单体电池数—电池的类型和特征—额定容量 当电池数为1时，称为单体电池，第一段可以省略。
阀控式铅酸蓄电池结构及工作原理 一、引言 阀控式铅酸蓄电池是一种常见的蓄电池类型，广泛应用于汽车、UPS系统、太阳能发电系统等领域。本文将介绍阀控式铅酸蓄电池的结构和工作原理。 二、结构 阀控式铅酸蓄电池由电池正板、负板、隔板、电解液、阀门组成。 1. 电池正板和负板：电池正板和负板是蓄电池的主要组成部分，由铅钙合金制成。正板上涂有活性物质，如二氧化铅（PbO2），负板上涂有铅（Pb）。正负板之间通过隔板隔离，防止短路。 2. 隔板：隔板是一种多孔的材料，通常由橡胶或塑料制成。它的作用是将正板和负板隔离，并防止活性物质的混合。 3. 电解液：电解液是阀控式铅酸蓄电池中的重要组成部分，一般为硫酸溶液。它起到导电和储存化学能的作用。 4. 阀门：阀控式铅酸蓄电池中的阀门是一个重要的安全装置，用于控制电解液中的气体释放和防止过压。当电池内部气压过高时，阀门会打开，释放气体，防止电池爆炸。 三、工作原理
阀控式铅酸蓄电池的工作原理是通过化学反应将化学能转化为电能。 1. 充电过程：在充电过程中，外部电源施加正向电压，使电池正板上的二氧化铅还原为铅酸铅（PbSO4）。同时，电池负板上的铅也发生反应，生成二氧化铅。电解液中的硫酸会被分解，释放出氧气和氢气。 2. 放电过程：在放电过程中，阀控式铅酸蓄电池作为电源供电。电池正板上的二氧化铅与电解液中的硫酸发生反应，生成铅酸铅和水，同时释放出电子。电子通过外部电路流动，产生电流供给负载使用。 3. 阀门控制：阀控式铅酸蓄电池中的阀门起到了重要的安全保护作用。当电池内部气压超过设定值时，阀门会自动打开，释放气体，防止电池爆炸。 四、总结 阀控式铅酸蓄电池由电池正板、负板、隔板、电解液和阀门组成。它通过化学反应将化学能转化为电能，实现充放电的过程。阀控式铅酸蓄电池广泛应用于各个领域，具有稳定的性能和安全可靠的特点。在使用时，需要注意充电和放电过程中的安全性，并定期检查和维护电池的状态，以保证其正常工作和寿命。
铅酸蓄电池的原理与构造 所谓蓄电池即是贮存化学能量，于必要时放出电能的一种电气化学设备。构成铅蓄电池之主要成份如下： 阳极板(过氧化铅.PbO2)---> 活性物质（黄褐色） 阴极板(海绵状铅.Pb) ---> 活性物质(铅灰色) 电解液(稀硫酸) ---> 硫酸(H2SO4) + 水(H2O) 电池外壳 隔离板 其它(液口栓.盖子等) DZM系列电池构造图
一、铅蓄电池之原理与动作铅蓄电池内的阳极(PbO2)及阴极(Pb)浸到电解液(稀硫酸)中，两极间会产生2V的电力，这是根据铅蓄电池原理，经由充放电，则阴阳极及电解液即会发生如下的变化： (阳极) (电解液) (阴极) PbO2+2H2SO4+Pb ---> PbSO4+2H2O+PbSO4(放电反应) (过氧化铅) (硫酸) (海绵状铅) (阳极) (电解液) (阴极) PbSO4 + 2H2O+ PbSO4 ---> PbO2 + 2H2SO4 + Pb (充电反应) (硫酸铅) (水) (硫酸铅) 1. 放电中的化学变化 蓄电池连接外部电路放电时，稀硫酸即会与阴、阳极板上的活性物质产生反应,生成新化合物『硫酸铅』。经由放电硫酸成分从电解液中释出，放电愈久，硫酸浓度愈稀薄。所消耗之成份与放电量成比例，只要测得电解液中的硫酸浓度，亦即测其比重，即可得知放电量或残余电量。 2. 充电中的化学变化 由于放电时在阳极板，阴极板上所产生的硫酸铅会在充电时被分解还原成硫酸,铅及过氧化铅,因此电池内电解液的浓度逐渐增加, 亦即电解液之比重上升，并逐渐回复到放电前的浓度，这种变化显示出蓄电池中的活性物质已还原到可以再度供电的状态，当两极的硫酸铅被还原成原来的活性物质时，即等于充电结束，而阴极板就产生氢，阳极板则产生氧，充电到最后阶段时，电流几乎都用在水的电解，因而电解液会减少，此时应以纯水补充之。 二、电动车用蓄电池的构造 电动车用蓄电池,必须具备以下条件: ◎高性能 ◎耐震.耐冲击 ◎寿命长 ◎保养容易 由于玻璃纤维管式铅蓄电池是累积多次实验结果而制成，故具有多项优点。 1.极板 根据蓄电池容量选择适当规格极板及数量组合而成。于充放电时,两极活性物质随着体积的变化而反复膨胀与收缩。两极活性物质中，阴极板之海绵状铅的结合力较强，而阳极板之过氧化铅的结合力弱，因而在充放电之际，会徐徐脱落，此即为铅蓄电池寿命受到限制的原因。期使蓄电池使用期限延长，能耐震并耐冲击，则阳极板的改良即成当急要务。 玻璃纤维管式的阳极板: 此乃以玻璃纤维制的软管接在铅合金制的栉状格子(蕊金)上，在软管和蕊金间充填铅粉之后，将软管密封，使其发生变化，产生活性化物质，由于活性化物质不会脱落，与电解液接触亦良好,是一种非常好的极板材料。使用具有这种极板的蓄电池是电动车唯一的选择。编织式软管乃以9microm(μ)的玻璃纤维编成管袋状，弹性好，可耐膨胀或收缩，而且对电解液的渗透度也非常良好，此软管乃是最佳产品，长久以来，实用绩效良好. 糊状式极板: 就是将稀硫酸炼制之糊状铅粉涂覆在铅合金制的格子上，俟其干燥后所形成之活性物质。这种方式一直被采用在铅蓄电池的阴极板上，同时亦使用在汽车，小货车的蓄电池阳极板上。
铅酸蓄电池的原理与构造（一） 6 推荐 所谓蓄电池即是贮存化学能量，于必要时放出电能的一种电气化学设备。 构成铅蓄电池之主要成份如下： 阳极板(过氧化铅.PbO2)---> 活性物质 阴极板(海绵状铅.Pb) ---> 活性物质 电解液(稀硫酸) ---> 硫酸(H2SO4) + 水(H2O) 电池外壳 隔离板 其它(液口栓.盖子等) 一、铅蓄电池之原理与动作铅蓄电池内的阳极(PbO2)及阴极(Pb)浸到电解液(稀硫酸)中，两极间会产生2V的电力，这是根据铅蓄电池原理，经由充放电，则阴阳极及电解液即会发生如下的变化： (阳极) (电解液) (阴极) PbO2 + 2H2SO4 + Pb ---> PbSO4 + 2H2O + PbSO4 (放电反应) (过氧化铅) (硫酸) (海绵状铅) (阳极) (电解液) (阴极) PbSO4 + 2H2O + PbSO4 ---> PbO2 + 2H2SO4 + Pb (充电反应) (硫酸铅) (水) (硫酸铅) 1. 放电中的化学变化 蓄电池连接外部电路放电时，稀硫酸即会与阴、阳极板上的活性物质产生反应,生成新化合物『硫酸铅』。经由放电硫酸成分从电解液中释出，放电愈久，硫酸浓度愈稀薄。所消耗之成份与放电量成比例，只要测得电解液中的硫酸浓度，亦即测其比重，即可得知放电量或残余电量。 2. 充电中的化学变化 由于放电时在阳极板，阴极板上所产生的硫酸铅会在充电时被分解还原成硫酸,铅及过氧化铅,因此电池内电解液的浓度逐渐增加, 亦即电解液之比重上升，并逐渐回复到放电前的浓度，这种变化显示出蓄电池中的活性物质已还原到可以再度供电的状态，当两极的硫酸铅被还原成原来的活性物质时，即等于充电结束，而阴极板就产生氢，阳极板则产生氧，充电到最后阶段时，电流几乎都用在水的电解，因而电解液会减少，此时应以纯水补充之。 二、电动车用蓄电池的构造 电动车用蓄电池,必须具备以下条件: ◎高性能 ◎耐震.耐冲击 ◎寿命长 ◎保养容易 由于玻璃纤维管式铅蓄电池是累积多次实验结果而制成，故具有多项优点。 1.极板 根据蓄电池容量选择适当规格极板及数量组合而成。于充放电时,两极活性物质随着体积的变化而反复膨胀与收缩。两极活性物质中，阴极板之海绵状铅的结合力较强，而阳极板之过氧化铅的结合力弱，因而在充放电之际，会徐徐脱落，此即为铅蓄电池寿命受到限制的原因。期使蓄电池使用期限延长，能耐震并耐冲击，则阳极板的改良即成当急要务。 玻璃纤维管式的阳极板:此乃以玻璃纤维制的软管接在铅合金制的栉状格子(蕊金)上，在
铅酸蓄电池的结构及工作原理 一、铅酸蓄电池的结构 1.正极（正板）：正极通常由铅和铅和钙锑等材料的合金制成。它是蓄电池的正极电极，与负极之间形成电池的电场。 2.负极（负板）：负极通常由铅制成。它是蓄电池的负极电极，与正极之间形成电池的电场。 3.隔板：隔板是位于正极和负极之间的隔离层。它通常由聚乙烯或玻璃纤维制成，起到隔离正、负极之间的作用，防止短路。 4.电解液：电解液是蓄电池中发生化学反应的介质。铅酸蓄电池使用的电解液是硫酸，其中含有浓度约为1.28至1.39克/毫升的硫酸。它具有良好的离子电导性和电子绝缘性。 5.容器：容器是铅酸蓄电池的外壳，通常由塑料材料制成。容器要具有良好的绝缘性能，并能够抵抗电解液的腐蚀。 二、铅酸蓄电池的工作原理 1.充电过程：当铅酸蓄电池充电时，正极上的PbO2与负极上的Pb发生反应，生成硫酸和水。具体的反应过程为： 正极反应：PbO2+H2SO4+2H++2e-→PbSO4+2H2O 负极反应：Pb+H2SO4→PbSO4+2H++2e- 整个过程中，花费的电能被蓄留在电池中，使得蓄电池的正负极之间形成电势差。
2.放电过程：当铅酸蓄电池被外部电路连接，并形成外部负载时，电 池开始放电。放电时，正极上的PbO2和负极上的Pb再次反应生成硫酸和水。具体的反应过程为： 正极反应：PbSO4+2H++2e-→PbO2+H2SO4 负极反应：PbSO4+2H++2e-→Pb+H2SO4 整个过程中，蓄电池中的化学能被转化为电能，供给外部负载使用。 需要注意的是，铅酸蓄电池的充放电过程可逆，即当电池接受逆向电 流充电时，放电产生的化学反应反向进行。 三、小结 铅酸蓄电池是一种常用的蓄电池类型，由正极、负极、隔板、电解液 和容器组成。在充电过程中，正极和负极发生化学反应，将化学能转化为 电能。而在放电过程中，则是通过外部负载的连接，将电能转化为化学能。铅酸蓄电池具有较高的能量密度、低成本以及长寿命等优点，使得它在各 个领域广泛应用。
铅酸电池构造 铅酸电池是一种常见的蓄电池，广泛应用于汽车、UPS电源等领域。它由正极、负极、电解液和隔板等组成，以下将对铅酸电池的构造进行详细介绍。 1. 正极（正极板）：正极采用铅钙合金制成，具有较高的电导率和耐腐蚀性。正极板上涂有活性物质——过氧化铅（PbO2），过氧化铅是正极活性物质，能够与电解液中的硫酸反应产生正极活性物质——二价铅（Pb2+）。 2. 负极（负极板）：负极采用纯铅制成，其主要作用是与电解液中的硫酸反应，产生二价铅（Pb2+）。负极板上涂有活性物质——海绵铅（Pb），海绵铅的存在增加了负极表面积，提高了电池的放电能力。 3. 电解液：铅酸电池的电解液是一种稀硫酸溶液，其中含有硫酸（H2SO4）和蒸馏水。电解液的主要作用是提供离子传导通道，使正负极之间能够形成电荷流动的闭合回路。 4. 隔板：隔板是位于正极板和负极板之间的一种隔离材料，它通常采用纤维素或硅酸盐制成。隔板的主要作用是防止正负极之间的直接接触，避免短路。 5. 包装壳体：铅酸电池的外壳通常采用聚丙烯或ABS塑料制成，具有良好的绝缘性能和耐腐蚀性。外壳的设计通常考虑到电池的安全
性和便携性。 以上是铅酸电池的基本构造，下面将对电池的工作原理进行简要介绍。 铅酸电池的工作原理是通过正负极之间的化学反应来产生电能。在充电过程中，外部电源的正极连接到铅酸电池的正极，负极连接到负极，外部电源提供的电能使正负极之间的化学反应逆转，将二价铅（Pb2+）和过氧化铅（PbO2）还原为铅（Pb）和硫酸（H2SO4），同时将电池内部的电荷储存起来。 在放电过程中，正极和负极之间的化学反应继续进行，铅（Pb）和硫酸（H2SO4）再次反应生成二价铅（Pb2+）和过氧化铅（PbO2），同时释放储存的电荷，产生电能供外部电路使用。 铅酸电池的构造和工作原理使其具有一定的优点，如成本低、容量大、放电深度高等，但也存在一些缺点，如自放电速度快、重量大、体积大等。因此，在选择使用铅酸电池时，需要根据具体的应用场景和需求综合考虑。 铅酸电池是一种常见的蓄电池，其构造包括正极、负极、电解液和隔板等部分。通过正负极之间的化学反应，铅酸电池能够产生电能，并广泛应用于汽车、UPS电源等领域。了解铅酸电池的构造和工作原理，有助于我们更好地使用和维护电池。
铅酸电池的结构与原理 铅酸电池是一种十分常见的蓄电池，由铅和铅二氧化物构成的极板和稀硫酸溶液构成的电解液组成。铅蓄电池主要用于汽车、UPS、太阳能电池组等应用领域，具有体积小、价格低廉、容量大等特点。 首先，让我们来了解一下铅酸电池的结构。铅酸电池主要由极板、电解液、隔板和外壳四个部分组成。 极板是铅酸电池的主要部件之一，由铅和铅二氧化物构成。正极板通常由铅二氧化物（PbO2）和少量的碳黑、石墨等添加剂制成，负极板由纯铅（Pb）制成。正极板和负极板的排列方式决定了电池的电压和容量。 电解液是铅酸电池中的重要组成部分，主要由稀硫酸（H2SO4）溶液构成。铅酸电池中的电解液需要具备一定的浓度和酸度，以提供足够的离子导电能力。 隔板是正极板和负极板之间的隔离物，通常由酚醛树脂、玻璃纤维等材料制成。隔板的作用是防止正负极之间的短路，并且允许电解液中的离子通过。 外壳是铅酸电池的外部包装，通常由塑料材料制成。外壳起到对内部部件的保护作用，同时也方便安装和携带。 接下来，让我们来探讨铅酸电池的工作原理。铅酸电池是一种电化学装置，通过
化学反应将化学能转化为电能。 铅酸电池的充放电过程主要有以下几个步骤： 1. 充电过程：当外部电源输入电流时，电解液中的硫酸分子（H2SO4）分解成氢离子（H+）和硫酸根离子（SO4²-）。正极板上的PbO2被还原成PbSO4，同时放出一个电子；负极板上的PbSO4被氢离子还原成Pb，并吸收一个电子。这些电子流经外部电路，使电池产生输出电流。 2. 放电过程：当外部负载连接到电池上时，正极板上的PbSO4被氢离子还原成Pb，并吸收一个电子；负极板上的Pb被氧气从氧化剂还原成PbSO4，放出一个电子。这些电子经过外部负载，产生输出电流，同时氢离子和硫酸根离子重新结合成硫酸分子。 随着充放电的进行，铅酸电池中的电解液中硫酸的浓度逐渐降低，同时极板上的硫酸铅（PbSO4）也逐渐积累。当电池充电电压达到一定程度时，反应逆转，即硫酸铅重新变为铅二氧化物和纯铅，实现了充电。 总的来说，铅酸电池的工作原理主要是通过正负极板之间的化学反应将化学能转化为电能。通过不断的充放电循环，铅酸电池可以提供稳定的电能供应。但需要注意的是，铅酸电池存在自放电和记忆效应等问题，因此在使用和充电时需要特
铅酸电池内部结构 铅酸电池是一种常见的蓄电池，它由正极板、负极板、电解液和隔板等组成。下面将详细介绍铅酸电池的内部结构。 1. 正极板：正极板由铅和铅二氧化物构成，它是电池中的正极，也被称为正极活性物质。正极板的材料决定了电池的电压和容量。 2. 负极板：负极板由纯铅构成，它是电池中的负极，也被称为负极活性物质。负极板的材料决定了电池的电压和容量。 3. 电解液：电解液是铅酸电池中起到导电和储存能量的重要组成部分。铅酸电池的电解液通常是硫酸溶液，其中含有一定浓度的硫酸。 4. 隔板：隔板是将正极板和负极板隔离开的组件，它通常由塑料或橡胶材料制成，具有良好的绝缘性能。隔板的作用是防止正负极相互短路，并且允许电解液通过。 5. 容器：容器是铅酸电池的外壳，通常由塑料或金属材料制成。容器的作用是保护电池内部结构，防止电解液泄漏。 铅酸电池的工作原理如下： 当铅酸电池充电时，正极板上的铅二氧化物被还原为铅，负极板上的纯铅被氧化为铅二氧化物。这个过程中，电解液中的硫酸分子被分解，产生自由的氢氧根离子和硫酸根离子。
当铅酸电池放电时，正极板上的铅二氧化物被氧化为铅，负极板上的纯铅被还原为铅二氧化物。这个过程中，自由的氢氧根离子和硫酸根离子结合，重新生成硫酸。 铅酸电池的充放电过程中，电解液中的硫酸浓度会发生变化，这就是铅酸电池容量衰减的主要原因之一。此外，铅酸电池在充放电过程中会产生大量的氢气和氧气，这就是为什么在使用铅酸电池时需要注意通风的原因。 铅酸电池的内部结构决定了其特性和性能。铅酸电池由于其成本低、容量大、循环寿命长等优点，在汽车、UPS系统等领域得到广泛应用。然而，铅酸电池也存在一些缺点，比如体积庞大、自放电速度快等，因此在一些应用场景中被其他类型的电池所取代。 铅酸电池是一种常见的蓄电池，其内部结构由正极板、负极板、电解液、隔板和容器等组成。铅酸电池的工作原理是通过正负极活性物质的氧化还原反应实现充放电过程。铅酸电池具有成本低、容量大等优点，但也存在一些缺点。随着技术的不断发展，铅酸电池正在逐渐被新型电池所替代。
铅酸蓄电池的工作原理 铅酸蓄电池是一种广泛应用于汽车、UPS电源、太阳能发电系统等领域的电池。它能够将化学能转化为电能，并在需要时释放出来供电使用。本文将详细介绍铅酸蓄电池的工作原理，包括其构造、化学反应和充放电过程。 一、构造 铅酸蓄电池由正极、负极、电解液和隔板等组成。其中，正极由铅二氧化物（PbO2）构成，负极由纯铅（Pb）构成。电解液是硫酸溶液，起到导电和电化学 反应的媒介作用。隔板则用于隔离正负极，防止短路。 二、化学反应 在正常工作状态下，铅酸蓄电池经历了充电和放电两种化学反应。 1. 充电过程 当外部电源连接到铅酸蓄电池时，正极表面的PbO2会释放出氧气，而负极表 面的Pb会脱去电子形成Pb2+离子。同时，电解液中的硫酸会分解成H+和SO4^2- 离子。H+离子会在负极表面与Pb结合生成PbH2，而SO4^2-离子则会在正极表面 与PbO2结合生成PbSO4。这些反应导致正负极表面的物质发生变化，同时产生了 电势差。 2. 放电过程 当外部负载连接到铅酸蓄电池时，电势差会驱动电子在电路中流动，从而提供 电能。在放电过程中，正极表面的PbO2会与负极表面的Pb反应，生成PbSO4。 同时，电解液中的H+和SO4^2-离子会重新组合成硫酸。这些反应释放出的电子会 流经外部负载，完成电能的转化。 三、充放电过程
铅酸蓄电池的充放电过程是循环进行的。 1. 充电过程 当外部电源连接到铅酸蓄电池时，电流会通过正极进入蓄电池，使正极表面的PbO2转化为PbSO4，负极表面的Pb转化为PbSO4。同时，电解液中的硫酸会稀释，电池内部的温度也会上升。充电过程中，电池的负极其负极板，正极其正极板。 2. 放电过程 当外部负载连接到铅酸蓄电池时，电流会从正极流出，通过外部负载，然后进 入负极。在放电过程中，正极表面的PbSO4会转化为PbO2，负极表面的PbSO4 会转化为Pb。同时，电解液中的硫酸浓度会增加，电池内部的温度也会下降。放 电过程中，电池的负极其正极板，正极其负极板。 四、总结 铅酸蓄电池的工作原理可以简单概括为化学能转化为电能的过程。在充电过程中，外部电源提供电流，使正负极表面的物质发生变化，形成电势差。而在放电过程中，电势差驱动电子流动，从而提供电能。铅酸蓄电池的工作原理使其成为一种常用的电池类型，广泛应用于各个领域。在实际应用中，需要注意蓄电池的充电和放电控制，以延长其使用寿命，并确保其安全可靠的工作。
铅酸蓄电池的工作原理 铅酸蓄电池是一种常见的电池类型，广泛应用于各种领域，包括汽车、太阳能系统、UPS系统等。了解铅酸蓄电池的工作原理对于正确 使用和维护电池至关重要。本文将介绍铅酸蓄电池的工作原理及其相 关知识。 一、铅酸蓄电池的构成 铅酸蓄电池主要由正极、负极、电解液和外壳等组成。正极由铅二 氧化物（PbO2）构成，负极由纯铅（Pb）构成，而电解液是硫酸 （H2SO4）溶液。外壳则由塑料或铅金属制成，以保护电池内部组件。 二、铅酸蓄电池的工作原理 铅酸蓄电池的工作原理基于化学反应。当电池处于放电状态时，正 极的PbO2与负极的Pb以及电解液中的H2SO4发生化学反应，产生电 子和离子。具体过程如下： 1. 正极反应： PbO2 + H2SO4 + 2H+ + 2e- → PbSO4 + 2H2O 2. 负极反应： Pb + H2SO4 → PbSO4 + 2H+ + 2e- 3. 综合反应： PbO2 + Pb + 2H2SO4 → 2PbSO4 + 2H2O
这个过程中，PbO2被还原成PbSO4，而纯铅（Pb）则被氧化成PbSO4，同时产生了水和氢离子（H+）。这些反应导致电池内部产生差电势，从而释放出电能。 三、铅酸蓄电池的充电过程 当铅酸蓄电池处于放电状态时，电池内部的化学反应会导致正极和负极表面形成一层薄薄的PbSO4层，同时电解液逐渐变稀。为了回复电池的容量，我们需要对其进行充电。 在充电过程中，外部电源通过连接到电池的正负极端，将电流通过铅酸蓄电池并逆转放电过程。这意味着正极上的PbSO4层将被氧化成PbO2并返回到溶液中，而负极上的PbSO4将被还原成纯铅。同时，电解液中的水将被分解成氢气和氧气。 四、铅酸蓄电池的优点和缺点 铅酸蓄电池作为一种成熟的技术，有着一些显著的优点和缺点。 优点： 1. 价格相对低廉，容易获得； 2. 可以承受较大的电流； 3. 具有较高的能量密度； 4. 充电和放电过程相对稳定。 缺点：
铅酸电池的主要结构及原理 一、引言 铅酸电池是一种常见的蓄电池，广泛应用于汽车、UPS电源等领域。本文将详细介 绍铅酸电池的主要结构及其工作原理。 二、铅酸电池的主要结构 铅酸电池由正极、负极、电解液和外壳等组成，下面将详细介绍每个部分的结构。 2.1 正极 正极由铅二氧化物（PbO2）制成，通常涂覆在铅基体上。它是电池的活性物质，负责电池的正极反应。 2.2 负极 负极由纯铅（Pb）制成，也涂覆在铅基体上。它是电池的活性物质，负责电池的负极反应。 2.3 电解液 电解液是铅酸电池中的重要组成部分，它是硫酸（H2SO4）溶解在水中形成的溶液。电解液负责传递离子，维持电池的电荷平衡。 2.4 外壳 外壳是铅酸电池的外部包装，通常由塑料或金属制成。外壳起到保护电池内部结构的作用，同时也起到固定电池的作用。 三、铅酸电池的工作原理 铅酸电池的工作原理涉及到正极反应、负极反应和电解液的作用，下面将详细介绍每个方面的原理。
3.1 正极反应 正极反应是指正极上发生的化学反应。在铅酸电池中，正极反应是铅二氧化物与电解液中的硫酸发生反应，产生二氧化硫、水和硫酸铅。 正极反应方程式： PbO2 + H2SO4 + 2H+ + 2e- → PbSO4 + 2H2O 3.2 负极反应 负极反应是指负极上发生的化学反应。在铅酸电池中，负极反应是纯铅与电解液中的硫酸发生反应，产生铅二次硫酸和水。 负极反应方程式：Pb + H2SO4 → PbSO4 + 2H+ + 2e- 3.3 电解液的作用 电解液在铅酸电池中起到传递离子的作用。在电池工作过程中，硫酸分解成离子形式，正极和负极之间通过电解液中的离子流动来维持电荷平衡。 3.4 电池的工作过程 当铅酸电池接通外部电路时，正极上的铅二氧化物被还原为硫酸铅，负极上的纯铅被氧化为铅二次硫酸。这个过程产生的电子在外部电路中流动，完成电能的转换和传输。 四、铅酸电池的优缺点 铅酸电池作为一种常见的蓄电池，具有以下优点和缺点。 4.1 优点 •成本低：铅酸电池的制造成本相对较低，适合大规模生产和广泛应用。•可靠性高：铅酸电池具有良好的循环寿命和可靠性，适用于长时间使用和重复充放电的场景。 •环境友好：铅酸电池可以进行回收和再利用，对环境的影响较小。 4.2 缺点 •能量密度低：铅酸电池的能量密度相对较低，不能满足高能量密度要求的应用场景。
-- 铅酸蓄电池的工作原理 1、铅酸蓄电池电动势的产生 铅酸蓄电池充电后，正极板二氧化铅(PbO2)，在硫酸溶液中水份子的作用下，少量二氧化铅与水生成可离解的不稳定物质--氢氧化铅 (Pb(OH)4)，氢氧根离子在溶液中，铅离子(Pb4)留在正极板上，故正极板上缺少电子。 铅酸蓄电池充电后，负极板是铅(Pb)，与电解液中的硫酸(H2SO4) 发生反应，变成铅离子(Pb2)，铅离子转移到电解液中，负极板上留下多余的两个电子(2e)。 可见，在未接通外电路时(电池开路)，由于化学作用，正极板上缺少电子，负极板上多余电子，如右图所示，两极板间就产生了一定的电位差，这就是电池的电动势。 2、铅酸蓄电池放电过程的电化反应 铅酸蓄电池放电时，在蓄电池的电位差作用下，负极板上的电子经负载进入正极板形成电流I 。同时在电池内部进行化学反应。 负极板上每一个铅原子放出两个电子后，生成的铅离子(Pb2)与电解液中的硫酸根离子(SO4-2)反应，在极板上生成难溶的硫 酸铅(PbSO4)。 正极板的铅离子(Pb4)得到来自负极的两个电子(2e)后，变成二价铅离子(Pb2)，，与电解液中的硫酸根离子(SO4-2)反应，在极板上生成难溶的硫酸铅(PbSO4)。正极板水解出的氧离子(O-2)与电解液中的氢离子(H)反应，生成稳定物质水。
铅酸电池 电解液中存在的硫酸根离子和氢离子在电力场的作用下分别移向电池的正负极，在电池内部形成电流，整个回路形成，蓄电池向外持续放电。 放电时H2SO4 浓度不断下降，正负极上的硫酸铅(PbSO4)增加，电池内阻增大(硫酸铅不导电)，电解液浓度下降，电池电动势降低。 3、铅酸蓄电池充电过程的电化反应 充电时，应在外接向来流电源(充电极或者整流器)，使正、负极板在放电后生成的物质恢复成原来的活性物质，并把外界的电能转变为化学能储存起来。 在正极板上，在外界电流的作用下，硫酸铅被离解为二价铅离子(Pb2) 和硫酸根负离子 (SO4-2)，由于外电源不断从正极吸取电子，则正极板附近游离的二价铅离子(Pb2)不断放出两个电子来补充，变成四价铅离子 (Pb4)，并与水继续反应，最终在正极极板上生成二氧化铅 (PbO2)。 在负极板上，在外界电流的作用下，硫酸铅被离解为二价铅离子(Pb2) 和硫酸根负离子 (SO4-2)，由于负极不断从外电源获得电子，则负极板附近游离的二价铅离子(Pb2)被中和为铅(Pb)，并以绒状铅附着在负极板上。 电解液中，正极不断产生游离的氢离子 (H) 和硫酸根离子 (SO4-2)，负极不断产生硫酸根离子 (SO4-2)，在电场的作用下，氢离子向负极
铅酸电池工作原理 铅酸电池是一种常见的蓄电池，广泛应用于各种场景，如汽车、UPS电源系统等。本文将详细介绍铅酸电池的工作原理，探究其内部 发生的化学反应和电流的生成。 一、电池的构成 铅酸电池由正极、负极和电解液组成。其中，正极由二氧化铅制成，负极则是由纯铅构成。电解液一般使用硫酸，它在电池中起着重要的 作用。正、负极之间通过电解液中离子的运动形成电流。 二、化学反应 铅酸电池在放电和充电过程中会发生化学反应。在放电的过程中， 正极的二氧化铅（PbO2）与负极的铅（Pb）将会被硫酸（H2SO4）溶 液中的离子转化成硫酸铅（PbSO4），并释放出电子。此时，电池外部连接负载，电子流经负载形成电流。 充电过程中，相反的化学反应会发生。当外部电源施加正极电势， 负极则成为正极，负极上的硫酸铅还原成二氧化铅，同时负极的铅将 氧化为硫酸铅。这个过程中，电池会进行反向充电，恢复储存的能量。 三、电池工作原理 铅酸电池的工作原理可以归纳为以下几个步骤： 1. 混合反应：在电池放电时，电解液的硫酸与正、负极的铅酸化合，形成硫酸铅。
2. 极板反应：在混合反应的过程中，正极的二氧化铅转化为硫酸铅，同时放出电子。电子通过外部电路，形成电流，为负载提供能量。 3. 离子运动：正、负极之间的电解液中的硫酸铅离子在电场作用下 移动，并且随着电池的放电，离子浓度差逐渐减小。 4. 充电：当外部电源施加正极电势时，电池进行反向充电，负极的 铅将被二氧化铅氧化，同时硫酸铅将还原为二氧化铅。 通过以上步骤，铅酸电池能够实现能量的储存与释放，满足不同领 域的需求。 四、优缺点 铅酸电池具有一些优点和缺点。首先，它们是可靠而经济的能量储 存设备，制造成本相对较低。其次，铅酸电池具有高储存密度，可以 在短时间内释放大量能量。然而，与其他类型的电池相比，铅酸电池 的能量密度较低，重量较重，并且容易受到深度放电和过度充电的损害。 综上所述，铅酸电池是一种常见的蓄电池，其工作原理基于铅与硫 酸之间的化学反应，并通过离子运动和电子流动来实现能量的存储和 释放。虽然铅酸电池具有一些不足之处，但其可靠性和经济性使其广 泛应用于各种领域。