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铅酸蓄电池结构详解一、蓄电池的功用蓄电池种类较多,根据电解液不同,有酸性和碱性之分.由于铅酸蓄电池内阻小, 电压稳定,在短时间内能供给较大的起动电流,而且结构简单,价格较低,所以在汽车拖拉机上被广泛采用.蓄电池为一可逆直流电源,在汽车拖拉机上与发电机并联,它的主要作用是：(1) 发动机起动时,蓄电池向起动机和点火装置供电.起动发动机时,蓄电池必须在短时间内(5~10s)给起动机提供强大的起动电流(汽油机为200~600A 柴油机有的高达1000A).(2) 在发电机不发电或电压较低发动机处于低速时,蓄电池向点火系及其它用电设备供电,同时向交流发电机供给他鼓励磁电流.(3) 当用电设备同时接入较多,发电机超载时,蓄电池协助发电机共同向用电设备供电.(4) 当蓄电池存电缺乏,而发电机负载乂较少时,可将发电机的电能转变为化学能储存起来,即充电.(5) 蓄电池还有稳定电网电压的作用.当发动机运转时,交流发电机向整个系统提供电流.蓄电池起稳定电器系统电压的作用. 蓄电池相当于一个较大的电容器,可吸收发电机的瞬时过电压,保护电子元件不被损坏.延长其使用寿命.二、蓄电池的构造车用12V蓄电池均由6个单格电池申联而成,每个单格的标称电压为2V,申联成12V 的电源,向汽车拖拉机用电设备供电.蓄电池主要由极板、电解液、格板、电极、壳体等局部组成.1. 极板极板分为正极板和负极板两种.蓄电池的充电过程是依靠极板上的活性物质和电解液中硫酸的化学反响来实现的.正极板上的活性物质是深棕色的二氧化铅(PbO2 ,负极板上的活性物质是海绵状、宵灰色的纯铅(Pb).正、负极板的活性物质分别填充在铅锦合金铸成的栅架上, 参加锦的目的是提升栅架的机械强度和浇铸性能.但锦有一定的副作用,锦易从正极板栅架中解析出来而引起蓄电池的自行放电和栅架的膨胀、波烂,从而影响蓄电池的使用寿命.负极板的厚度为1. 8mm正极板为2. 2mm为了提升蓄电池的容量,国外大多采用厚度为1. 1~1. 5mm的薄型极板.另外,为了提升蓄电池的容量,将多片正、负极板并联,组成正、负极板组.在每单格电池中,负极板的数量总比正极板多一片,正极板都处于负极板之间,使其两侧放电均匀,否那么因正极板机械强度差, 单面工作会使两侧活性物质体积变化不一致,造成极板弯曲.2 . 隔板为了减少蓄电池的内阻和体积,正、负极板应尽量靠近但彼此乂不能接触而短路, 所以在相邻正负极板问加有绝缘隔板. 隔板应具有多孔性,以便电解液渗透,而且应具有良好的耐酸性和抗碱性.隔板材料有木质、微孔橡胶、微孔塑料以及浸树脂纸质等.近年来,还有将微孔塑料隔板做成袋状,紧包在正极板的外部,预防活性物质脱落.3. 壳体蓄电池的外壳是用来盛放电解液和极板组的,外壳应耐酸、耐热、耐震,以前多用硬橡胶制成.现在国内已开始生产聚丙稀塑料外壳. 这种壳体不但耐酸、耐热、耐震,而且强度高,壳体壁较薄〔一般为 3. 5mm而硬橡胶壳体壁厚为10mm , 重量轻,外型美观,透明.壳体底部的凸筋是用来支持极板组的, 并可使脱落的活性物质掉入凹槽中,以免正、负极板短路,假设采用袋式隔板,那么可取消凸筋以降低壳体高度.4. 电解液电解液的作用是使极板上的活性物质发生溶解和电离, 产生电化学反响,它由纯净的硫酸与蒸僻水按一定的比例配制而成. 电解液的相对密度一般为1. 24~1. 30〔15C〕5. 联条车用12V蓄电池的6个单格电池之间的连接方法有两种,一种是用装在盖子上面的铅质联条申联起来,连条露在蓄电池盖外表,这是一种传统的连接方式,不仅浪费铅材料,而且内阻较大,故这种连接方式正在逐渐被淘汰. 第二种是采用穿壁式连接方式.蓄电池各单格电池申联后,两端单格的正负极桩分穿出蓄电池盖, 形成蓄电池极桩.正极桩标“ +〞号或涂红色,负极桩标“-〞号或涂蓝色、绿色等.6. 加液孔盖加液孔盖可预防电解液溅出.加液孔盖上有通气孔,便于排出蓄电池内的H2和O2,以免发生事故,如在孔盖上安装氧过滤器,还可以预防水蒸汽的溢出,减少水的消耗.三、蓄电池的型号蓄电池的型号按我国机械工业部JB259485起动用蓄电池标准规定,其型号编制和含义由5个局部组成：1 23 4 5 1表示申联单格数,用阿拉伯数字表示.如：6表示有6个单格,12V的蓄电池. 2表小蓄电池类型,用汉语拼首的第一个字母表小,如Q为起动型.3表示蓄电池特征,蓄电池的特征为附加说明,在同类用途的产品中具有某种特征需要在型号中加以区别时采用,特征也以汉语拼音字母表示〔表1-1〕,如“A〞表示十式负荷电极板.如果产品同时具有两种特征,原那么上按表1-1的顺序将两个代号并列标示.而十封蓄电池一般略去不写.4表示20h放电率额定容量,用阿拉伯数字表示,单位为A?h=5表示特殊性能,用汉语拼音第一个字母表示,如G表示薄型极板,高起动率；S——表示塑料外壳；D——表示低温起动性能好.例如：东风EQl40汽车用6-CH105型起动蓄电池,即是由6个单格电池申联, 额定电压为12V,额定容量为105Ah的十封式起动型蓄电池.解放CA141汽车用6—Q/^ 100型蓄电池,即是由6个单格电池申联,额定电压为12V,额定容量为100Ah的十荷式起动型蓄电池.表1-1铅酸蓄电池特征代号特征代号蓄电池特征特征代号蓄电池特征特征代号蓄电池特征A十荷电J胶体电解液D带液式H湿荷电M密闭式Y液密式W 免维护 B 半密闭式Q 气密式S 少维护 F 防酸式I 激活式四、蓄电池的工作原理蓄电池的充电过程和放电过程是一种可逆的化学反响, 充放电过程中蓄电池内的导电是靠正、负离子的反向运动来实现的.1. 放电过程当极板浸入电解液时,在负极板,有少量铅溶入电解液生成Pb2+,从而在负极板上留下两个电子2e,使负极板带负电,此时负极板具有0. 1V的负电位.在正极板处,少量PbO2容入电解液,与水反响生成Pb (OH 4再别离成四价铅离子和氢氧根离子.一局部Pb4成附在正极板上,使极板呈正电位,约为+ 2. 0V.故当外路未接通时,蓄电池的静止电动势E0约为：E0= 2. 0 - (- 0. 1 ) =2. 1V假设接通外电路,在电动势的作用下,使电路产生电流If ,在正极板处Pb4+和负极板来的电子结合,生成二价铅离子Pb+ +, Pb+ +再与电解液中的SO42-结合,生成PbSO4W沉附在正极板上,使得正极板电位降低,那么正极板上的总反响式为：在负极板处Pb2土SO42结合,生成PbSO4W沉附在负极板上.如果外电路不中断,正、负极板上的PbO2ffi Pb将不断地转化为PbSO4电解液中的H2SO4务不断的减小,而H2E曾多,电解液相对密度下降.理论上讲,放电过程将进行到极板上的活性物质全部变为PbSO幼止.但由于电解液不能渗透到活性物质的最内层中去,在使用中,所谓放电完了的蓄电池,也只有20%~30%的活性物质变成了PbSO4故采用薄型板,增加多孔率,有促于提升活性物质的利用率.2. 充电过程充电时,蓄电池接直流电源,因直流电源端电压高于蓄电池电动势, 故电流从正极流入,负极流出.这时,正、负极板发生的反响与放电过程相反,如正极板处有少量PbSO骆于电解液变成Pb2削SO42-, Pb2+ft电源力作用下失去两个电子变成Pb4+,它乂和电解液中O+结合,生成Pb (OH 4, Pb (OH 4 乂分解成PbO2ffi H2O PbO圳附在正极板上,而SO42与电解液中的H+吉合成H2SO4负极板上有少量PbSO骆入电解液中,变成Pb2削SO42-, Pb2血电源作用下获得两个电子变成Pb,沉附在附报板上,SO42那么和电解液中H+吉合变成H2SO4. 可见充电过程中消耗了水,生成了硫酸,故充电时电解液的相对密度是上升的, 而放电时电解液相对密度是下降的.五、蓄电池的工作特性蓄电池的工作特性主要包括静止电动势、内阻、充放电特性和容量等.1. 静止电动势和内阻在静止状态下(是指不充电不放电的情况),蓄电池正、负极板的电位差(即开路电压)称为蓄电池的静止电动势E0,其大小取决于电解液的相对密度和温度. 在相对密度为1. 050~1. 300范围内,单格电池的静止电动势E0可用如下经验公式来近似计算：E0 =0. 84 +丫15C式中,T 15C为电解液在15C时的相对密度.实测所得电解液相对密度应按下式换算成15C时的相对密度：Y 15C = T t+ 6 (t — 15)式中,Y t—实际测得的相对密度；t—实际测得的温度；6 —相对密度温度系数, 6=0. 00075,即电解液温度升高1C,相对密度下降0. 00075.蓄电池电解液的相对密度在充电时增高, 放电时下降,一般在1. 12~1. 38之间波动,因此蓄电池的静止电动势也相应的变化在 1. 97~2. 15V之间.蓄电池的内阻包括极板、隔板、电解液、铅质联条等的内阻.充电后,极板电阻变小；放电后,由于生成的PbSO4曾多,极板电阻增大.隔板电阻因所用材料而异,木质隔板电阻比其他隔板电阻大.电解液的电阻随相对密度、温度而变化,电阻随温度的降低而增大,另外,当相对密度为1. 2 (15C),因电解液离解最好,电阻最小.总之,蓄电池的内阻比较小,能获得较大的输出电流,适合起动的需要.2. 充电特性蓄电池的充电特性是指在恒流充电过程中,蓄电池的端电压UG电动势E和电解液相对密度Y 15C随时间变化的规律.Ic. 充电电流Uc. 充电端电压 E. 电动势E0. 静止电动势R0. 内阻t. 充电时间△ E. 电位差Y 15C . 电解液在15C时的相对密度在充电过程中,电解液相对密度r15C,静止动电势E0与充电时间成直线关系增长.端电压Uc也不断上升,并总大于电动势E0.充电开始阶段,电动势和端电压迅速上升,然后缓慢上升到 2. 3~2. 4V,开始产生气泡,接着电压急剧上升到2. 7V,但不再上升,电解液呈现“沸腾〞状态, 这就是充电终了.如果此时切断电流,电压将迅速降低到静止电动势E0的数值. 端电压Uc如此变化的原因是：刚开始充电时,在极板孔隙表层中,首先形成硫酸,使孔隙中电解液相对密度增大,Uc和E0迅速上升,当继续充电至孔隙中产生硫酸的速度和向外扩散速度到达平衡时, Uc和E0随着整个容器内电解液相对密度缓慢上升.当端电压到达 2. 3~2. 4V时,极板上可能参加变化的活性物质几乎全部恢复为PbO2ffi Pb,假设继续通电,便使电解液中水分解,产生H2和O2,以气泡形式放出,形成“沸腾〞现象.由于氢离子在极板与电子的结合不是瞬时的而是缓慢的,于是在靠近负极板处积存大量的正离子H+,使溶液和极板产生附加电位差(0. 33V),因而端电压急剧升高到2. 7V左右,此时应切断电路,停止充电,否那么不但不能增加蓄电池的电量,反而会损坏极板.由此可知,蓄电池充电终了的特征是：(1) 蓄电池内产生大量气泡,形成“沸腾〞现象；(2) 电解液相对密度,端电压上升到最大值,且2~3h内不再增加.3. 放电特性蓄电池的放电特性是指在恒流放电过程中,蓄电池的端电压Uf、电动势E和电解液相对密度r15 C随时间而变化的规律.放电过程中,电流恒定,单位时间内所消耗的硫酸量是一定的, 所以电解液的相对密度r15C沿直线下降,一般r15C每下降0. 028~0. 030 ,那么蓄电池放电约为额定容量的25%.因静止电动势E0与r15C成正比,所以E0也是沿直线下降. 放电过程中,由于蓄电池内阻只上有压降,所以端电压Uf总是小于电动势E,放电刚开始时,端电压Uf从2. 1V迅速下降,这是由于极板孔隙中硫酸迅速消耗, 相对密度降低的缘故.当渗透到极板孔隙的硫酸和消耗的硫酸到达平衡时,端电压将随着整个容器电解液的相对密度降低而缓慢下降到 1. 85V,接着迅速下降到1. 75V,此时应停止放电,假设继续放电,端电压将急剧下降,损坏极板,这是因 为放电接近终了时,极板的活性物质大局部已转变为 PbSO 所积聚在孔隙中,将 孔隙堵塞,容器中电解液渗入极板内层比较困难, 使极板孔隙中电解液相对密度 迅速下降,从而使端电压急剧下降.蓄电池放电终了的特征是：电解液相对密度降低到最小许可值〔约 1. 11〕;单格电池的端电压降至放电终止电压值 1. 75V .容许的放电终止电压与放电电流强度有关, 放电电流强度越大,那么放完电的时间 越短,而容许的放电终止电压越低,见表 1-2.表1-2 放电电流与终止电压注：表中C20为蓄电池的额定容量.4. 蓄电池的容量及影响因素〔1〕 蓄电池的容量蓄电池的容量是指在放电容许的范围内蓄电池输出的电量, 它标志蓄电池对外供 电的水平.蓄电池的容量与放电电流大小、电解液的温度有关,因此,蓄电池的 标称容量是在一定的放电电流、一定的终止电压和一定的电解液温度下确定的.标称容量有两种：额定容量和储藏容量.1〕 额定容量C20 根据国标GB5008. 1— 91?起动型蓄电池技术条件?规定,额定容量是指完全充足电的蓄电池,在电解液温度为 25C,以20h 的放电率放电至单格电压降到1. 75V 〔12V 蓄电池端电压下降至10. 50 土0. 05V 〕时所输出的 电量.2〕 储藏容量Cm 根据国标GB5008. 1-9?起动型蓄电池技术条件?规定,Cm是指完全充足电的蓄电池,在电解液温度为 25C 时,以25A 电流连续放电到单格电池电压降至1. 75V 所持续的时间,其单位为 min .蓄电池的储藏容量说明当 汽车拖拉机充电系失效时,蓄电池尚能持续提供25A 电流的水平.表示蓄电池在 发动机起动时的供电水平,一般有常温起动容量和低温起动容量两种.〔2〕 蓄电池容量的影响因素影响蓄电池容量的因素主要有：放电电流、电解液温度、电解液相对密度和极板 构造等.1〕 放电电流放电电流越大,那么极板外表活性物质的孔隙很快被生成的 PbSO 何堵塞,使极板 内层的活性物质不能参加化学反响,故蓄电池容量减小.2〕 电解液的温度温度降低,那么容量减小,这是由于温度降低后,电解液的粘度增加,渗入极板内 部困难,同时内阻增大,蓄电池端电压下降所致.蓄电池电解液温度对蓄电池容 量的影响如图1-9b 所示.3〕 电解液的相对密度适当增加电解液的相对密度,可以提升蓄电池的电动势和容量,但相对密度过大 乂将导致粘度加和内阻增大,反而使容量减小.蓄电池电解液相对密度对蓄电池 容量的影响如图1-9c 所示.4〕 极板的构造放电电流〔A 〕 0. 05 0 C20. 1 C2 0. 25 连续放电时间〔h 〕 20 单格电池终止电压〔V 1. 75 0 10 1. 70 03 1. 65 3 C20 0. 5 (30min) 1. 55 5min1. 5极板有效面积越大,片数越多,极板越薄,蓄电池的容量也越大.四、蓄电池的充电1. 充电种类(1) 初充电对新电池或修复后的蓄电池的首次充电,叫初充电.初充电的特点是充电电流小, 充电时间较长.首先按厂家的规定,加注一定相对密度的电解液,电解液参加蓄电池之前,温度不能超过30C.注入电解液后,静置3~6h.此时,假设液面因电解液的渗入而降低,应补充到高出极板上缘15mm然后按表1-3蓄电池充电规范中初充电电流大小进行充电.初充充电常分为二个阶段,第一阶段充电至电解液中放气泡,单格电池为2. 4V为止；第二阶段将电流减半,继续充到电解液中剧烈放出气泡(沸腾),电解液相对密度和电压连续3h稳定不变为止.全部充电时间为60~70h.充电过程中应经常测量电解液温度,当上升到40 C时应将充电电流减半,假设继续上升到45C,贝U应停止充电,待冷却到35C以下再充电.充电临近完毕时, 应测量电解液相对密度,如不符合标准,应用相对密度为1. 4的电解液或蒸僻水进行调整,然后再充电2h,直至相对密度符合标准为止.(2) 补充充电蓄电池在使用中,常有充电缺乏的现象,应根据需要及时进行补充充电,一般每月一次.如发现以下现象,必须随时进行充电：1) 电解液相对密度下降到1. 150以下.2) 冬季放电超过25%,夏季超过50%.3) 起动无力,灯光暗淡,单格电池电压降至1. 7V以下.补充充电电流值见表1— 3,常分两阶段进行,方法和初充电相同,一般为13~16h. (3) 预防硫化过充电为预防蓄电池因充电缺乏而造成的硫化,每隔3个月进行一次预防硫化过充电, 即用平时补充充电的电流值将电流充足,中断1h,再用1/2的补充充电电流值进行充电至沸腾为止.反复几次,直到刚接入充电,蓄电池立即“沸腾〞为止.(4) 锻炼循环充电蓄电池在使用中常处于局部放电状态, 参加化学反响的活性物质有限.为了迫使相当于额定容量的活性物质参加工作, 以预防活性物质长期不工作而收缩, 可每隔三个月进行一次锻炼循环充电, 即在正常充电后,用20h的放电率放完电,再正常充足后送出使用.2. 充电方法蓄电池的充电方法有定电流充电、定电压充电、快速脉冲充电.(1) 定电流充电在充电过程中,充电电流保持一定的充电方法称为定流充电. 在充电过程中随着蓄电池电动势的提升,要保持电流恒定,充电电压也须相应提升.当单格电池电压上升到2. 4V时,应将电流减半,直到蓄电池完全充足.采用这种方法充电,不管6V或12V蓄电池均可申联在一起,但各个电池的容量应尽可能接近,否那么充电电流的大小应按容量小的蓄电池来计算, 待小容量电池充满后,应随时拿出,再继续给大容量的蓄电池充电. 定电流充电有较大的适应性,可任意选择充电电流,适用初充电和去硫化充电,其缺点是充电时间长,且须不断地调整充电电压.(2) 定电压充电在充电过程中,将充电电压保持恒定的方法称为定电压充电, 这种方法在充电过程中,蓄电池电动势E,随着电动势的提升充电电流会逐渐减小,如果充电电压调节得当,就必然会出现充满电的情况,即充电电流为零时,这就表示充电终了. 采用定电压充电,要选择好充电电压,假设电压过高,充电电流大,导致过充电, 从而影响蓄电池的使用寿命,假设电压过低,那么会使蓄电池充电缺乏,一般每单格电池约需2. 5V.定电压充电,充电电流较大,开始充电后4~5h内蓄电池就可获得本身容量90%~95% ,因而可大大缩短充电时间,比较适合于补充充电.定电压充电中,各蓄电池必须并联,且各蓄电池的额定电压要相同.〔3〕脉冲快速充电上述的充电方法统称“常规充电〞,要完成一次初充电需60~70h,补充充电也需20h,由于充电时间较长,给使用带来了不便.但是单纯地加大充电电流来缩短充电时间是行不通的.由于这样不仅使充电时蓄电池达不到额定容量, 反而会使蓄电池温升快,产生大量气泡,造成活性物质脱落而影响使用寿命.近年来, 我国的快速充电技术开展较快,并成功地研制了可控硅快速充电机, 使新蓄电池初充电一般不超过5h,补充充电也只需0. 5~1. 5h ,大大缩短了充电时间,提升了效率.五、其他类型蓄电池普通的铅酸蓄电池也称之为十封蓄电池, 此种蓄电池启用时需加电解液再经初充电后才能使用.通过结构、工艺和材料等方面的改进,使蓄电池使用性能、维护性能等均有所提升.因此,产生了多种新型蓄电池.1. 十荷电铅蓄电池十式荷电蓄电池,与普通十封式电池的区别是极板组在十燥状态下能够长期保存在制造过程中所得到的电荷,在规定的保存期内〔两年〕如需使用,只要灌入符合规定相对密度的电解液,搁置30min,调整液面高度至标准值,不需要充电, 即可使用.因此,它使用方便,是应急的理想电源,已成为近年来开展的方向. 十荷电铅蓄电池之所以具有十荷电性能,主要在于负极板的制造工艺与普通蓄电池不同.正极板的活性物质——PbO凯学活性比较稳定,其荷电性能可以较长期的保持.而负极板上的活性物质铅〔Pb〕,由于外表积大,化学活性高,容易氧化,所以在负极板的铅膏中参加松香、油酸、硬脂酸等防氧化剂；并且在化成过程中有一次深放电循环,使活性物质到达深化.化成后的负极板,先用活水冲洗后,再放入防氧化剂溶液〔硼酸、水扬酸混合液〕中进行浸渍处理,让负极板外表生成一层保护膜,并采用特殊十燥工艺〔十燥罐中充入惰性气体〕,这样即可制成十荷电极板.对贮存期超过的十荷电铅蓄电池,因极板局部氧化,使用前应进行补充充电.2. 湿荷电蓄电池存放期极板呈湿润状态而保持其荷电性的蓄电池称之为湿荷电蓄电池. 湿荷电蓄电池较之十荷电蓄电池其工艺过程稍有些不同,存放保持荷电的时间也要短一些.湿荷电蓄电池在存放期〔约6个月〕内,加注标准密度的电解液至规定的高度即可使用,首次放电量可到达额定容量的80%.存放期在一年左右的湿荷电蓄电池加注电解液后立即放电,可放出额定容量的50%.湿荷电蓄电池使用前对其进行补充充电,就可以到达额定的容量.湿荷电蓄电池适宜于无需长期存放的场合.3. 胶体电解质铅蓄电池在胶体电解质蓄电池中,电解质用经过净化的硅酸钠溶液和硫酸水溶液混合后, 凝结成稠厚的胶状物质,故而得名.胶体电解质铅蓄电池的主要优点是电解质呈胶体状, 不流动,无溅出,使用时只需加蒸僻水,不需要调整和测量相对密度值.使用、维护、保管、运输都比较安全和方便.同时,可保护极板活性物质不易脱落.寿命比一般铅蓄电池长20%以上.其缺点是内阻较大,起动容量较小,自放电程度较高.4. 免维护蓄电池免维护蓄电池(也叫MF蓄电池),在合理使用过程中不需添加蒸僻水,如短途车可行驶8万公里,长途车可行驶40~48万公里,不需进行维护,可用3. 5~4 年不必加水,同时电桩腐蚀轻,自行放电少.在车上或贮存时不需要补充充电. 免维护蓄电池的结构特点：(1) 极板栅架采用铅钙合金或低锦合金,减少了析气量和耗水量,自行放电也大大减小.(2) 采用袋式聚乙烯隔板,将极板包住,减小了极板上活性物质的脱落,同时也预防了极板短路.(3) 在气孔盖的内部设置了一个氧化铝过滤器, 它既可以使H2和O2顺利溢出, 乂可预防水蒸气和H2SO«体散失,故减小了电解液的消耗.(4) 单格电池间的连接条采用穿壁式贯穿连接,可减小内阻.(5) 采用聚丙烯塑料外壳,底部无筋条,降低了极板的高度,增加了上部的容积,使电解液的贮存增多.总之,免维护蓄电池在使用中不需加水,具有放电少、寿命长、起动性能好、接线柱腐蚀较小等优点.5. 碱性蓄电池碱性蓄电池与酸性蓄电池比较,具有寿命长、维护简便、腐蚀性小、极板机械强度高等优点,但价格高,内阻大,故未能广泛用于汽车拖拉机上.碱性蓄电池按极板活性材料不同,可分为镉锐蓄电池,铁锐蓄电池和银锌蓄电池等,下面以镉锐蓄电池为例,说明其工作原理.镉锐蓄电池正极为氢氧化锐,负极为镉,电解液为氢氧化钾或氢氧化钠溶液, 隔板的材料是橡胶或塑料.外壳用优质钢板制成,或耐寒ABSM脂注成.两极的化学反响是可逆的,其化学反响式为：2Ni (OH 3 + 2KOHPCd 2Ni (OH 2 + 2KOHPCd (OH 2电解液KOHR作电流的传导,在充、放电过程中,其浓度几乎不变,因而不能根据电解液相对密度的上下来判断其充放电程度, 只能从电压的变化进行判断.镉锐蓄电池单格电压为1. 2V,因此6V蓄电池由5个单格组成,12V蓄电池由9个单格组成,与相同特性的铅蓄电池相比,重量轻35%、体积小30%、价格高3~5 倍,但使用寿命要长4~6倍.。
铅酸蓄电池结构详解之阳早格格创做颁布者：admin 颁布时间：2009-10-8 阅读：1680次一、蓄电池的服从蓄电池种类较多，根据电解液分歧，有酸性战碱性之分.由于铅酸蓄电池内阻小，电压宁静，正在短时间内能供给较大的起动电流，而且结构简朴，代价较矮，所以正在汽车干脆机上被广大采与.蓄电池为一可顺直流电源，正在汽车干脆机上与收电机并联，它的主要效用是：（1）收效果起动时，蓄电池背起效果战面火拆置供电.起动收效果时，蓄电池必须正在短时间内（5~10s）给起效果提供强衰的起动电流（汽油机为200~600A.柴油机有的下达1000A）.（2）正在收电机没有收电或者电压较矮收效果处于矮速时，蓄电池背面火系及其余用电设备供电，共时背接流收电机供给他激励磁电流.（3）当用电设备共时接进较多，收电机超载时，蓄电池协帮收电机共共背用电设备供电.（4）当蓄电池存电缺累，而收电机背载又较少时，可将收电机的电能转移成化教能储藏起去，即充电.（5）蓄电池另有宁静电网电压的效用.当收效果运止时，接流收电机背所有系统提供电流.蓄电池起宁静电器系统电压的效用.蓄电池相称于一个较大的电容器，可吸支收电机的瞬时过电压，呵护电子元件没有被益坏.延少其使用寿命.二、蓄电池的构制车用12V蓄电池均由6个单格电池串联而成，每个单格的标称电压为2V，串联成12V的电源，背汽车干脆机用电设备供电.蓄电池主要由极板、电解液、格板、电极、壳体等部分组成.1．极板极板分为正极板战背极板二种.蓄电池的充电历程是依赖极板上的活性物量战电解液中硫酸的化教反应去真止的.正极板上的活性物量是深棕色的二氧化铅（PbO2），背极板上的活性物量是海绵状、青灰色的杂铅（Pb）.正、背极板的活性物量分别补充正在铅锑合金铸成的栅架上，加进锑的手段是普及栅架的板滞强度战浇铸本能.然而锑有一定的副效用，锑易从正极板栅架中剖析出去而引起蓄电池的自止放电战栅架的伸展、腐败，进而效用蓄电池的使用寿命.，.其余，为了普及蓄电池的容量，将多片正、背极板并联，组成正、背极板组.正在每单格电池中，背极板的数量总比正极板多一片，正极板皆处于背极板之间，使其二侧放电匀称，可则果正极板板滞强度好，单里处事会使二侧活性物量体积变更纷歧致，制成极板蜿蜒.2．隔板为了缩小蓄电池的内阻战体积，正、背极板应尽管靠拢然而相互又没有克没有及交战而短路，所以正在相邻正背极板间加有绝缘隔板.隔板应具备多孔性，以便电解液渗透，而且应具备良佳的耐酸性战抗碱性.隔板资料有木量、微孔橡胶、微孔塑料以及浸树脂纸量等.连年去，另有将微孔塑料隔板搞成袋状，紧包正在正极板的中部，防止活性物量脱降.3．壳体蓄电池的中壳是用去衰放电解液战极板组的，中壳应耐酸、耐热、耐震，往日多用硬橡胶制成.当前海内已开初死产散丙稀塑料中壳.那种壳体没有单耐酸、耐热、耐震，而且强度下，壳体壁较薄（普遍为3.5mm，而硬橡胶壳体壁薄为10mm），重量沉，中型好瞅，透明.壳体底部的凸筋是用去支援极板组的，并可使脱降的活性物量掉进凸槽中，免得正、背极板短路，若采与袋式隔板，则可与消凸筋以降矮壳体下度.4．电解液电解液的效用是使极板上的活性物量爆收溶解战电离，爆收电化教反应，它由杂洁的硫酸与蒸馏火按一定的比率配制而成.电解液的相对于稀度普遍为1.24~1.30（15℃）5．联条车用12V蓄电池的6个单格电池之间的对接要领有二种，一种是用拆正在盖子上头的铅量联条串联起去，连条露正在蓄电池盖表面，那是一种保守的对接办法，没有然而浪费铅资料，而且内阻较大，故那种对接办法正正在渐渐被淘汰.第二种是采与脱壁式对接办法.蓄电池各单格电池串联后，二端单格的正背极桩分脱出蓄电池盖，产死蓄电池极桩.正极桩标“+”号或者涂白色，背极桩标“-”号或者涂蓝色、绿色等.6．加液孔盖加液孔盖可防止电解液溅出.加液孔盖上有通气孔，便于排出蓄电池内的H2战O2，免得爆收事变，如正在孔盖上拆置氧过滤器，还不妨防止火蒸汽的溢出，缩小火的消耗.三、蓄电池的型号蓄电池的型号按尔国板滞工业部JB2599—85起动用蓄电池尺度确定，其型号体例战含意由5个部分组成：1 2 3 4 51表示串联单格数，用阿推伯数字表示.如：6表示有6个单格，12V的蓄电池.2表示蓄电池典型，用汉语拼音的第一个字母表示，如Q为起动型.3表示蓄电池个性，蓄电池的个性为附加证明，正在共类用途的产品中具备某种个性需要正在型号中加以辨别时采与，个性也以汉语拼音字母表示（表1-1），如“A”表示搞式背荷电极板.如果产品共时具备二种个性，准则上按表1-1的程序将二个代号并列标示.而搞启蓄电池普遍略去没有写. 4表示20h放电率额定容量，用阿推伯数字表示，单位为A•h.5表示特殊本能，用汉语拼音第一个字母表示，如G——表示薄型极板，下起动率；S——表示塑料中壳；D——表示矮温起动本能佳.比圆：东风EQl40汽车用6—Q—105型起动蓄电池，即是由6个单格电池串联，额定电压为12V，额定容量为105Ah 的搞启式起动型蓄电池.解放CAl41汽车用6—QA—100型蓄电池，即是由6个单格电池串联，额定电压为12V，额定容量为100Ah的搞荷式起动型蓄电池.表1-1 铅酸蓄电池个性代号个性代号蓄电池个性个性代号蓄电池个性个性代号蓄电池个性A 搞荷电J 胶体电解液 D 戴液式H 干荷电M 稀关式Y 液稀式W 免维护 B 半稀关式Q 气稀式S 少维护 F 防酸式I 激活式四、蓄电池的处事本理蓄电池的充电历程战放电历程是一种可顺的化教反应，充放电历程中蓄电池内的导电是靠正、背离子的反背疏通去真止的.1．放电历程当极板浸进电解液时，正在背极板，有少量铅溶进电解液死成Pb2+，进而正在背极板上留住二个电子2e，使背极板戴背电，此时背极板具备0.1V的背电位.正在正极板处，少量PbO2溶进电解液，与火反应死成Pb （OH）4再分散成四价铅离子战氢氧根离子.一部分Pb4+重附正在正极板上，使极板呈正电位，约为＋2.0V.故当中路已接通时，蓄电池的停止电动势E0约为：若接通中电路，正在电动势的效用下，使电路爆收电流If，正在正极板处Pb4+ 战背极板去的电子分散，死成二价铅离子Pb+ +，Pb+ +再与电解液中的SO42- 分散，死成PbSO4而重附正在正极板上，使得正极板电位降矮，则正极板上的总反应式为：正在背极板处Pb2+与SO42-分散，死成PbSO4而重附正在背极板上.如果中电路没有中断，正、背极板上的PbO2战Pb将没有竭天转移为PbSO4.电解液中的H2SO4将没有竭的减小，而H2O删加，电解液相对于稀度低重.表里上道，放电历程将举止到极板上的活性物量局部形成PbSO4为止.然而由于电解液没有克没有及渗透到活性物量的最内层中去，正在使用中，所谓放电完了的蓄电池，也惟有20％~30％的活性物量形成了PbSO4.故采与薄型板，减少多孔率，有促于普及活性物量的利用率.2．充电历程充电时，蓄电池接直流电源，果直流电源端电压下于蓄电池电动势，故电流从正极流进，背极流出.那时，正、背极板爆收的反应与放电历程好同，如正极板处有少量PbSO4溶于电解液形成Pb2+战SO42-，Pb2+正在电源力效用下得去二个电子形成Pb4+，它又战电解液中OH－分散，死成Pb（OH）4，Pb（OH）4又领会成PbO2战H2O，PbO2重附正在正极板上，而SO42-与电解液中的H+分散成H2SO4，背极板上有少量PbSO4溶进电解液中，形成Pb2+战SO42-，Pb2+正在电源效用下赢得二个电子形成Pb，重附正在附报板上，SO42-则战电解液中H+分散形成H2SO4，.可睹充电历程中消耗了火，死成了硫酸，故充电时电解液的相对于稀度是降下的，而放电时电解液相对于稀度是低重的.五、蓄电池的处事个性蓄电池的处事个性主要包罗停止电动势、内阻、充放电个性战容量等.1．停止电动势战内阻正在停止状态下（是指没有充电没有放电的情况），蓄电池正、背极板的电位好（即开路电压）称为蓄电池的停止电动势E0，其大小与决于电解液的相对于稀度战温度.正在相对于稀度为1.050~1.300范畴内，单格电池的停止电动势E0可用如下体味公式去近似估计：E0 =0.84 ＋γ15℃式中，γ15℃为电解液正在15℃时的相对于稀度.真测所得电解液相对于稀度应按下式换算成15℃时的相对于稀度：γ15℃ = γt＋β（t－15）式中，γt—本量测得的相对于稀度；t—本量测得的温度；β—相对于稀度温度系数，β=0.00075，即电解液温度降下1℃，相对于稀度低重0.00075.蓄电池电解液的相对于稀度正在充电时删下，放电时低重，普遍正在1.12~1.38之间动摇，果此蓄电池的停止电动势也相映的变更正在1.97~2.15V之间.蓄电池的内阻包罗极板、隔板、电解液、铅量联条等的内阻.充电后，极板电阻变小；放电后，由于死成的PbSO4删加，极板电阻删大.隔板电阻果所用资料而同，木量隔板电阻比其余隔板电阻大.电解液的电阻随相对于稀度、温度而变更，电阻随温度的降矮而删大，其余，当相对于稀度为1.2（15℃），果电解液离解最佳，电阻最小.总之，蓄电池的内阻比较小，能赢得较大的输出电流，切合起动的需要.2．充电个性蓄电池的充电个性是指正在恒流充电历程中，蓄电池的端电压UC、电动势E战电解液相对于稀度γ15℃随时间变更的程序.Ic.充电电流 Uc.充电端电压 E.电动势 E0.停止电动势 R0.内阻 t.充电时间ΔE.电位好γ15℃.电解液正在15℃时的相对于稀度正在充电历程中，电解液相对于稀度r15℃，停止动电势E0与充电时间成直线关系删少.端电压Uc也没有竭降下，并总大于电动势E0.充电开初阶段，电动势战端电压赶快降下，而后缓缓降下到2.3~2.4V，开初爆收气泡，接着电压慢遽降下到2.7V，然而没有再降下，电解液浮现“沸腾”状态，那便是充电结束.如果此时切断电流，电压将赶快降矮到停止电动势E0的数值.端电压Uc如许变更的本果是：刚刚开初充电时，正在极板孔隙表层中，最先产死硫酸，使孔隙中电解液相对于稀度删大，Uc战E0赶快降下，当继承充电至孔隙中爆收硫酸的速度战背中扩集速度达到仄稳时，Uc战E0随着所有容器内电解液相对于稀度缓缓降下.当端电压达到2.3~2.4V时，极板上大概介进变更的活性物量险些局部回复为PbO2战Pb，若继承通电，便使电解液中火领会，爆收H2战O2，以气泡形式放出，产死“沸腾”局里.果为氢离子正在极板与电子的分散没有是瞬时的而是缓缓的，于是正在靠拢背极板处积蓄洪量的正离子H+，使溶液战极板爆收附加电位好（0.33V），果而端电压慢遽降下到2.7V安排，此时应切断电路，停止充电，可则没有单没有克没有及减少蓄电池的电量，反而会益坏极板.由此可知，蓄电池充电结束的个性是：（1）蓄电池内爆收洪量气泡，产死“沸腾”局里；（2）电解液相对于稀度，端电压降下到最大值，且2~3h 内没有再减少.3．放电个性蓄电池的放电个性是指正在恒流放电历程中，蓄电池的端电压Uf、电动势E战电解液相对于稀度r15℃随时间而变更的程序.放电历程中，电流恒定，单位时间内所消耗的硫酸量是一定的，所以电解液的相对于稀度r15℃沿直线低重，普遍r15℃每低重0.028~0.030，则蓄电池放电约为额定容量的25％.果停止电动势E0与r15℃成正比，所以E0也是沿直线低重.放电历程中，果为蓄电池内阻只上有压降，所以端电压Uf 经常小于电动势E，放电刚刚开初时，端电压Uf从2.1V赶快低重，那是果为极板孔隙中硫酸赶快消耗，相对于稀度降矮的去由.当渗透到极板孔隙的硫酸战消耗的硫酸达到仄稳时，端电压将随着所有容器电解液的相对于稀度降矮而缓缓低重到1.85V，接着赶快低重到1.75V，此时应停止放电，若继承放电，端电压将慢遽低重，益坏极板，那是果为放电靠近结束时，极板的活性物量大部分已转移成PbSO4而积散正在孔隙中，将孔隙阻碍，容器中电解液渗进极板内层比较艰易，使极板孔隙中电解液相对于稀度赶快低重，进而使端电压慢遽低重.蓄电池放电结束的个性是：(1) 电解液相对于稀度降矮到最小许可值（约1.11）；(2) 单格电池的端电压降至放电末止电压值1.75V.容许的放电末止电压与放电电流强度有关，放电电流强度越大，则放完电的时间越短，而容许的放电末止电压越矮，睹表1-2.表1-2 放电电流与末止电压放电电流（A）0.05 C20.1 C20.25 C2C20 3 C20连绝放电时间（h）20 10 3 0.5（30min）5min单格电池末止电压（V）注：表中C20为蓄电池的额定容量.4．蓄电池的容量及效用果素（1）蓄电池的容量蓄电池的容量是指正在放电容许的范畴内蓄电池输出的电量，它标记蓄电池对于中供电的本领.蓄电池的容量与放电电流大小、电解液的温度有关，果此，蓄电池的标称容量是正在一定的放电电流、一定的末止电压战一定的电解液温度下决定的.标称容量有二种：额定容量战储备容量.1）额定容量C20 根据国标GB5008.1—91《起动型蓄电池技能条件》确定，额定容量是指真足充脚电的蓄电池，正在电解液温度为25℃，以20h的放电率放电至单格电压降到1.75V（12V蓄电池端电压低重至10.50±0.05V）时所输出的电量.2）储备容量Cm 根据国标GB5008.1—9《起动型蓄电池技能条件》确定，Cm是指真足充脚电的蓄电池，正在电解液温度为25℃时，以25A电流连绝放电到单格电池电压降至1.75V所持绝的时间，其单位为min.蓄电池的储备容量证明当汽车干脆机充电系做废时，蓄电池尚能持绝提供25A电流的本领.表示蓄电池正在收效果起动时的供电本领，普遍有常温起动容量战矮温起动容量二种.（2）蓄电池容量的效用果素效用蓄电池容量的果素主要有：放电电流、电解液温度、电解液相对于稀度战极板构制等.1）放电电流放电电流越大，则极板表面活性物量的孔隙很快被死成的PbSO4所阻碍，使极板内层的活性物量没有克没有及介进化教反应，故蓄电池容量减小.2）电解液的温度温度降矮，则容量减小，那是果为温度降矮后，电解液的粘度减少，渗进极板里里艰易，共时内阻删大，蓄电池端电压低重所致.蓄电池电解液温度对于蓄电池容量的效用如图1-9b所示.3）电解液的相对于稀度切合减少电解液的相对于稀度，不妨普及蓄电池的电动势战容量，然而相对于稀度过大又将引导粘度加战内阻删大，反而使容量减小.蓄电池电解液相对于稀度对于蓄电池容量的效用如图1-9c所示.4）极板的构制极板灵验里积越大，片数越多，极板越薄，蓄电池的容量也越大.四、蓄电池的充电1．充电种类（1）初充电对于新电池或者建复后的蓄电池的尾次充电，喊初充电.初充电的个性是充电电流小，充电时间较少.最先按厂家的确定，加注一定相对于稀度的电解液，电解液加进蓄电池之前，温度没有克没有及超出30℃.注进电解液后，静置3~6h.此时，若液里果电解液的渗进而降矮，应补充到超过极板上缘15mm，而后按表1-3蓄电池充电典型中初充电电流大小举止充电.初充充电常分为二个阶段，第一阶段充电至电解液中放气泡，单格电池为2.4V为止；第二阶段将电流减半，继承充到电解液中剧烈放出气泡（沸腾），电解液相对于稀度战电压连绝3h宁静没有形成止.局部充电时间为60~70h.充电历程中应时常丈量电解液温度，当降下到40℃时应将充电电流减半，若继承降下到45℃，则应停止充电，待热却到35℃以下再充电.充电临近完成时，应丈量电解液相对于稀度，如没有切合典型，应用相对于稀度为1.4的电解液或者蒸馏火举止安排，而后再充电2h，直至相对于稀度切合典型为止.（2）补充偿电蓄电池正在使用中，常有充电缺累的局里，应根据需要即时举止补充偿电，普遍每月一次.如创制下列局里，必须随时举止充电：1）电解液相对于稀度低重到1.150以下.2）冬季放电超出25％，夏季超出50％.3）起动无力，灯光昏暗，单格电池电压降至1.7V以下.补充偿电电流值睹表1—3，常分二阶段举止，要领战初充电相共，普遍为13~16h.（3）防止硫化过充电为防止蓄电池果充电缺累而制成的硫化，每隔3个月举止一次防止硫化过充电，即用通常补充偿电的电流值将电流充脚，中断1h，再用1/2的补充偿电电流值举止充电至沸腾为止.反复频频，直到刚刚接进充电，蓄电池坐时“沸腾”为止.（4）锻炼循环充电蓄电池正在使用中常处于部分放电状态，介进化教反应的活性物量有限.为了迫使相称于额定容量的活性物量介进处事，以防止活性物量少久没有处事而中断，可每隔三个月举止一次锻炼循环充电，即正在仄常充电后，用20h的放电率放完电，再仄常充脚后支出使用.2．充电要领蓄电池的充电要领有定电流充电、定电压充电、赶快脉冲充电.（1）定电流充电正在充电历程中，充电电流脆持一定的充电要领称为定流充电.正在充电历程中随着蓄电池电动势的普及，要脆持电流恒定，充电电压也须相映普及.当单格电池电压降下到2.4V时，应将电流减半，直到蓄电池真足充脚.采与那种要领充电，没有管6V或者12V蓄电池均可串联正在所有，然而各个电池的容量应尽大概靠近，可则充电电流的大小应按容量小的蓄电池去估计，待小容量电池充谦后，应随时拿出，再继承给大容量的蓄电池充电.定电流充电有较大的切合性，可任性采用充电电流，适用初充电战去硫化充电，其缺面是充电时间少，且须没有竭天安排充电电压.（2）定电压充电正在充电历程中，将充电电压脆持恒定的要领称为定电压充电，那种要领正在充电历程中，蓄电池电动势E，随着电动势的普及充电电流会渐渐减小，如果充电电压安排恰当，便必定会出现充谦电的情况，即充电电流为整时，那便表示充电结束.采与定电压充电，要采用佳充电电压，若电压过下，充电电流大，引导过充电，进而效用蓄电池的使用寿命，若电压过矮，则会使蓄电池充电缺累，普遍每单格电池约需2.5V.定电压充电，充电电流较大，开初充电后4~5h内蓄电池便可赢得自己容量90％~95％，果而可大大支缩充电时间，比较切合于补充偿电.定电压充电中，各蓄电池必须并联，且各蓄电池的额定电压要相共.（3）脉冲赶快充电上述的充电要领统称“惯例充电”，要完成一次初充电需60~70h，补充偿电也需20h，由于充电时间较少，给使用戴去了便当.然而是简朴天加大充电电流去支缩充电时间是止短亨的.果为那样没有然而使充电时蓄电池达没有到额定容量，反而会使蓄电池温降快，爆收洪量气泡，制成活性物量脱降而效用使用寿命.连年去，尔国的赶快充电技能死少较快，并乐成天研制了可控硅赶快充电机，使新蓄电池初充电普遍没有超出5h，补充偿电也只需0.5~1.5h，大大支缩了充电时间，普及了效用.五、其余典型蓄电池一般的铅酸蓄电池也称之为搞启蓄电池，此种蓄电池开用时需加电解液再经初充电后才搞使用.通过结构、工艺战资料等圆里的矫正，使蓄电池使用本能、维护本能等均有所普及.果此，爆收了多种新式蓄电池.1．搞荷电铅蓄电池搞式荷电蓄电池，与一般搞启式电池的辨别是极板组正在搞燥状态下不妨少久保存正在制制历程中所得到的电荷，正在确定的保存期内（二年）如需使用，只消灌进切合确定相对于稀度的电解液，放置30min，安排液里下度至典型值，没有需要充电，即可使用.果此，它使用便当，是应慢的理念电源，已成为连年去死少的目标.搞荷电铅蓄电池之所以具备搞荷电本能，主要正在于背极板的制制工艺与一般蓄电池分歧.正极板的活性物量——PbO2化教活性比较宁静，其荷电本能不妨较少久的脆持.而背极板上的活性物量铅（Pb），由于表面积大，化教活性下，简单氧化，所以正在背极板的铅膏中加进紧香、油酸、硬脂酸等防氧化剂；而且正在化成历程中有一次深放电循环，使活性物量达到深进.化成后的背极板，先用浑火浑洗后，再放进防氧化剂溶液（硼酸、火扬酸混同液）中举止浸渍处理，让背极板表面死成一层呵护膜，并采与特殊搞燥工艺（搞燥罐中充进惰性气体），那样即可制成搞荷电极板.对于贮存期超出的搞荷电铅蓄电池，果极板部分氧化，使用前应举止补充偿电.2．干荷电蓄电池存放期极板呈干润状态而脆持其荷电性的蓄电池称之为干荷电蓄电池.干荷电蓄电池较之搞荷电蓄电池其工艺历程稍有些分歧，存放脆持荷电的时间也要短一些.干荷电蓄电池正在存放期（约6个月）内，加注尺度稀度的电解液至确定的下度即可使用，尾次放电量可达到额定容量的80％.存放期正在一年安排的干荷电蓄电池加注电解液后坐时放电，可放出额定容量的50％.干荷电蓄电池使用前对于其举止补充偿电，便不妨达到额定的容量.干荷电蓄电池相宜于无需少久存放的场合.3．胶体电解量铅蓄电池正在胶体电解量蓄电池中，电解量用通过洁化的硅酸钠溶液战硫酸火溶液混同后，凝结成稀薄的胶状物量，故而得名.胶体电解量铅蓄电池的主要便宜是电解量呈胶体状，没有震动，无溅出，使用时只需加蒸馏火，没有需要安排战丈量相对于稀度值.使用、维护、保存、输支皆比较仄安战便当.共时，可呵护极板活性物量没有简单脱降.寿命比普遍铅蓄电池少20％以上.其缺面是内阻较大，起动容量较小，自放电程度较下.4．免维护蓄电池免维护蓄电池（也喊MF蓄电池），正在合理使用历程中没有需增加蒸馏火，如短途车可止驶8万公里，少途车可止驶40~48万公里，没有需举止维护，可用3.5~4年没有必加火，共时电桩腐蚀沉，自止放电少.正在车上或者贮存时没有需要补充偿电.免维护蓄电池的结构个性：（1）极板栅架采与铅钙合金或者矮锑合金，缩小了析气量战耗火量，自止放电也大大减小.（2）采与袋式散乙烯隔板，将极板包住，减小了极板上活性物量的脱降，共时也防止了极板短路.（3）正在气孔盖的里里树坐了一个氧化铝过滤器，它既不妨使H2战O2乐成溢出，又可防止火蒸气战H2SO4气体集得，故减小了电解液的消耗.（4）单格电池间的对接条采与脱壁式领悟对接，可减小内阻.（5）采与散丙烯塑料中壳，底部无筋条，降矮了极板的下度，减少了上部的容积，使电解液的贮存删加.总之，免维护蓄电池正在使用中没有需加火，具备放电少、寿命少、起动本能佳、接线柱腐蚀较小等便宜.5．碱性蓄电池碱性蓄电池与酸性蓄电池比较，具备寿命少、维护烦琐、腐蚀性小、极板板滞强度下等便宜，然而代价下，内阻大，故已能广大用于汽车干脆机上.。
铅酸蓄电池的板栅结构分析及设计注意事项摘要：在整个铅酸蓄电池中，板栅是极为重要的组成构件，它会对电池的寿命造成直接影响。
从铅酸蓄电池的角度考虑，板栅占据其中的1/4，若采用轻型板栅，则会显著提升电池的质量比能量。
对此，本文则围绕铅酸蓄电池中的板栅结构展开探讨，阐明其结构并提出一些设计注意事项。
关键词：铅酸蓄电池；板栅结构；注意事项；在多年的发展下，蓄电池中的板栅重量持续减轻，其中的活性物质利用率得到了进一步的提升，总体来说电池比能量更为良好。
基于连续板栅工艺，能有效的控制生产成本，增强板极的均匀性，同时也能够满足轻量级的使用需求。
板栅发挥出导电体与承载体的作用，它对于蓄电池而言至关重要，所需的成本也占到了总量的20%～30%。
就当前行业现状而言，诸如塑料板栅镀铅、泡沫铅板栅等都是可行的方式，此类型材料的使用能够节省生产成本，减轻整体重量，这为后续的蓄电池研究提供了方向。
1铅酸电池板栅的选择要求板栅能够为活性物质提供载体，并成为电极集流体，所以它必须具有足够优良的综合性能，对此提出了如下几大要求：（1）机械性能好。
兼顾强度与硬度要求，在后续的制造过程中即便受到了外界因素的影响也能够良好的抵御机械应力与形变。
（2）导电能力强。
电阻率应足够小，需要具备优良的导电性，能够降低欧姆电压降，使得电流分布更加均匀。
（3）化学稳定性好，不易腐蚀。
在进行充放电操作或者是长期搁置时，不会受到电解液的影响而出现腐蚀现象，从而确保了电池的耐久性。
（4）浇铸性能良好。
在进行板栅制作时所使用的浇铸方法往往存在差异，为了保障整体质量，应具有高度的浇铸性能，即便是在较低温度环境下也能够带来良好的流动性，使得模腔可以在短时间内被熔融的合金充满。
（5）焊接性能良好。
在展开电池组装作业时，需要借助于极耳将各个板极组合在一期，从而得到板群，这意味着板栅合金应具有优良的焊接性能，在施工过程中不会出现脱落等问题。
（6）成本低，污染小。
出于成本的考虑，在不影响质量的前提下板栅合金的价格需得到控制，在后续的制造环节不允许出现污染问题。
铅酸蓄电池是一种常见的电池类型，主要用于汽车、UPS电源、太阳能电池等领域。
本文将从结构组成的角度介绍铅酸蓄电池的构造和原理。
一、铅酸蓄电池的基本结构铅酸蓄电池主要由正极板、负极板、隔板、电解液和外壳等组成。
其中，正极板和负极板分别由铅和铅-锡合金制成，隔板由纤维素或塑料等材料制成，电解液由硫酸和蒸馏水混合而成，外壳则由塑料或金属制成。
二、正极板的结构正极板是铅酸蓄电池中的重要组成部分，其主要结构包括铅酸膏层、网格和铅板。
铅酸膏层是由硫酸和铅粉混合而成的，其作用是储存电荷。
网格是由铅-锡合金制成的，可以提高正极板的强度和耐腐蚀性。
铅板则是网格的支撑，同时也是电流的传导路径。
三、负极板的结构负极板的结构与正极板类似，也由铅酸膏层、网格和铅板组成。
不同的是，负极板的铅酸膏层中含有一定量的铅氧化物，这是为了提高负极板的电化学反应速率。
四、隔板的结构隔板是正极板和负极板之间的隔离层，其主要作用是防止正负极之间的短路。
隔板通常由纤维素或塑料等材料制成，其表面有很多小孔，可以让电解液通过，但不会让正负极直接接触。
五、电解液的结构电解液是铅酸蓄电池中的另一个重要组成部分，其主要成分是硫酸和蒸馏水。
硫酸可以提供离子，蒸馏水则用来稀释硫酸，以控制电解液的浓度。
电解液的浓度会影响铅酸蓄电池的电压和容量，因此需要严格控制。
六、外壳的结构外壳是铅酸蓄电池的保护壳，其主要作用是防止电池内部的电解液泄漏。
外壳通常由塑料或金属制成，可以根据需要进行密封处理。
七、总结铅酸蓄电池的结构组成非常复杂，但各个部分协同作用，才能发挥出电池的最大性能。
因此，在使用铅酸蓄电池时，需要注意保养和维护，以延长电池的使用寿命。
铅酸蓄电池板栅的制造过程同时也是板栅的质量形成的过程，因此，板栅的设计、合金材料的质量与配比、合金熔化过程的损失、合金的温度、铸造设备及铸模质量、铸模温度、脱模剂的配制、喷模刮模的方法和程度、合金的冷却速度、板栅厚度的均匀性、剪切方法、检查水平、贮存方式等都是影响板栅质量的因素，应对这些因素实施有效的控制。
一、板栅设计的影响板栅的结构设计对铅酸蓄电池的电性能影响很大,如目前汽车用铅酸蓄电池普遍使用的垂直矩型板栅，其结构外框较粗厚，内部横竖筋条较细薄(其厚度约为外框的1/3或2/3)，并且横竖筋条是相互垂直沿线性均匀分布。
这种结构的板栅不利于电流在极板中的分布，由于横筋和竖筋的截面积相差不大，不利于电流沿竖筋条向极耳汇流,同时以极耳为中心的相同竖向距离上的电流分布极不均衡，从而导致竖向等位线上出现较大的欧姆压降,使得极板的内阻增加，损耗电能.由于这种板栅结构横筋过密，吃膏量不高，因此所制得的正极板的活性物质与板栅的重量比偏低，降低了蓄电池的比能量。
另外，矩型板栅由于横竖小筋条比边框细,加之在浇铸过程中，由于模具温度均衡性,合金液流动性及冷却速度等诸原因,可能使得小筋条或局部小筋条更偏细，实际中也难以检查到，因此，这种小筋条偏细的板栅,在蓄电池使用中易腐蚀断裂，影响产品性能.同时，这种板栅在单面涂板机上涂板时，压辊易把板栅压成一定程度的微凹形，使得极板两面铅膏涂填厚度不均，底下的一面依稀可见小筋条，严重时完全露筋，这种极板在使用时由于小筋条裸露在外，受硫酸的腐蚀速度加快，故耐腐蚀能力下降。
同时，由于极板两面铅膏厚度不一，使得蓄电池在充放电过程中活性物质的膨胀收缩程度不一，易引起极板的弯曲.因此，板栅结构的设计影响蓄电池的质量.目前，行业上已使用了一些改进型板栅及新型板栅，如斜筋形板栅、放射形板栅、拉网形板栅等都在汇流效果及板栅电位分布等方面有所提高和改进。
二、合金材料的质量与配比的控制在板栅制造时，所使用的合金材料的质量和配比应该符合设计与工艺要求，合金配比若出现错误将影响到板栅的质量。
(10)申请公布号 CN 102306801 A(43)申请公布日 2012.01.04C N 102306801 A*CN102306801A*(21)申请号 201110064486.1(22)申请日 2011.03.17H01M 4/73(2006.01)(71)申请人肇庆理士电源技术有限公司地址526238 广东省肇庆市（大旺）高新技术产业开发区临江工业园工业大街东(72)发明人彭小勐 路俊斗 姚杰 郭慧松(74)专利代理机构深圳鼎合诚知识产权代理有限公司 44281代理人彭家恩(54)发明名称一种铅酸蓄电池的板栅排布(57)摘要本发明公开了一种铅酸蓄电池的板栅排布，包括若干板栅，以及自所述板栅一侧延伸出的连接件，所述若干板栅通过所述连接件两两相连，所述连接件包括扳断点，所述两两相连的板栅之间通过所述扳断点形成点连接。
本发明通过在铅酸蓄电池的板栅排布中的板栅一侧延伸出的连接件上设置扳断点，使得两两连接的板栅之间通过该扳断点形成点连接，从而在对该板栅排布进行分离时，可直接人工将两两相连的板栅之间的扳断点扳断，即可得到分离的极板，从而避免机器分板或者板栅变形时造成的极板不良，降低了生产过程中极板的不良率，进而提高生产效率。
(51)Int.Cl.(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 3 页1.一种铅酸蓄电池的板栅排布，包括若干板栅，所述板栅一侧延伸出至少一个连接件，所述若干板栅通过所述连接件两两相连，其特征在于，所述连接件包括扳断点，所述两两相连的板栅之间通过所述扳断点形成点连接。
2.如权利要求1所述的板栅排布，其特征在于，所述两两相连的板栅的相邻的一侧各自延伸出一个连接件，所述扳断点设置在所述连接件的端部，并与相邻板栅的一侧相连。
3.如权利要求1所述的板栅排布，其特征在于，所述两两相连的板栅的相邻的一侧各自延伸出一个连接件，且所述两个连接件共用一个扳断点。
铅酸蓄电池不同板栅极板电流电位分布的研究唐胜群; 陈龙霞; 王玉莹; 战祥连; 吴涛【期刊名称】《《电源技术》》【年(卷),期】2019(043)011【总页数】4页(P1836-1838,1846)【关键词】电流电位分布; 化成; 板栅结构; 铅酸蓄电池; 正极板【作者】唐胜群; 陈龙霞; 王玉莹; 战祥连; 吴涛【作者单位】淄博火炬能源有限责任公司山东淄博255056【正文语种】中文【中图分类】TM912目前铅酸蓄电池使用较多的是浇铸板栅，并以辐射式为主，但这种板栅用铅量较多。
随着国际铅价攀升，如何减轻电池质量，降低电池成本，提高质量比能量，已引起人们越来越多的关注。
拉网式板栅没有边框，板栅薄，产量大，板栅抗腐蚀能力强，电池质量轻，有很好的耐高温性能，失水少，搁置性能好，从而延长了相同条件下的深循环寿命[1-3]。
另外研究表明，极板活性物质的利用率和电池性能也受到电流及电位分布的影响[4]。
因此本实验采用现场电化学扫描法[5]对拉网式极板在化成过程中的电流电位分布进行了研究，并与辐射式极板进行了比较。
1 实验1.1 主要仪器和试剂实验采用工厂生产的汽车用铅酸蓄电池正、负极板，正极板栅为拉网式和辐射式两种结构。
拉网板栅为Pb-Ca-Sn-Al合金，尺寸：14.5 cm(W)×11.7 cm(H)×0.10 cm(T)，涂膏量约 110 g；辐射板栅为低锑多元合金，尺寸：14.3 cm(W)×11.2 cm(H)×0.12 cm(T)，涂膏量约114 g，正极板容量12.5 Ah。
化成过程采用一正两负结构，该实验在三电极体系中进行，由分析纯硫酸和蒸馏水配制成电解液，以及美国Arbin BT2000电池测试仪，HP34970A数据采集器，自制电流电位测试扫描装置。
1.2 电化学测试在化成实验中，将正极板放在两片负极板之间。
电池槽内部尺寸为14.5 cm(W)×9 cm(L)×15 cm(H)。
应用于5G边缘DC的高功率蓄电池研究李浩铭【摘要】为满足5G应用对于超低网络延迟的需求,全球网络运营商纷纷宣布将在未来几年内大力投资边缘DC的建设,这就要求对机房空间和承重能力进行重新规划,作为后备电源的蓄电池组正是其中一项重要制约因素.经过工艺改进的高功率铅酸蓄电池,在保证相同放电功率的前提下,可以显著减少配置数量,减少机房空间及承重方面的压力,同时降低购置成本,能够有效应对边缘DC大规模建设的需要.【期刊名称】《邮电设计技术》【年(卷),期】2019(000)001【总页数】4页(P86-89)【关键词】5G;边缘DC;高功率;铅酸蓄电池【作者】李浩铭【作者单位】中国联通网络技术研究院,河南郑州450007【正文语种】中文【中图分类】E9681 研究背景近年随着市电供电环境的持续改善和备用柴油发电机组性能的提高，目前运营商通信电源系统的铅酸蓄电池后备时间都减少到了1～3 h。
中国联通2016年3月下发的《中国联通2016年基础设施专业建设指导意见》中有如下规定。
-48 V直流系统和高压直流系统：一类市电条件下，自动化切换配电系统总放电小时数为0.5 h，手动启动或切换配电系统总放电小时数为1 h；二类市电条件下，自动化切换配电系统总放电小时数为1 h，手动启动或切换配电系统总放电小时数为1～2 h；三类市电条件下，总放电小时数为2～3 h。
交流UPS供电系统：在一类市电引入+后备油机（N台）保障条件下，具备配电系统实现自动化切换条件时，交流不间断电源系统的断电保障时间可缩短至30 min，否则交流不间断电源供电系统的断电保障时间不宜低于1 h；在二类市电引入+后备油机（N+1台）保障条件下，具备配电系统实现自动化切换条件时，交流不间断电源供电系统的断电保障时间不应低于1 h，否则交流不间断电源供电系统的断电保障时间应延长为1～2 h。
在三类市电引入+移动油机保障条件下，交流不间断供电系统的断电保障时间为2～4 h。
