铅酸蓄电池的工作原理和特点
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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,广泛应用于各种交通工具、电力系统和备用电源等领域。
本文将详细介绍铅酸蓄电池的工作原理,从化学反应、电化学过程、充放电特性以及常见问题等方面进行分析。
一、化学反应过程铅酸蓄电池的核心化学反应是氧化还原反应,其基本反应方程式如下:负极反应:Pb + HSO4- → PbSO4 + H+ + 2e-正极反应:PbO2 + HSO4- + 3H+ + 2e- → PbSO4 + 2H2O综合反应:Pb + PbO2 + 2HSO4- + 2 H+ → 2PbSO4 + 2H2O其中,负极是由纯铅(Pb)构成,正极则是由氧化铅(PbO2)构成,而电解液则是由硫酸(HSO4-)溶解在水中形成。
二、电化学过程铅酸蓄电池中的电化学过程主要是指充电和放电过程。
1. 充电过程:当外部电源连接到电池时,电流从外部电源进入电池,推动反应物发生化学反应。
在充电过程中,正极的PbO2会释放出电子,电子在外部电路中流动,从而进一步推动负极上的Pb发生氧化还原反应。
同时,此时负极上的PbSO4会回溶到电解液中,正极的PbSO4则会形成。
2. 放电过程:放电过程是充电过程的逆反应,也是电池提供电能的过程。
当外部电路连接到电池并消耗电流时,正极上的PbSO4会溶解回到电解液中,负极上的PbSO4则会形成。
这个过程伴随着电子从负极流向正极,推动外部电路中的电流流动,从而提供能量。
三、充放电特性铅酸蓄电池具有几个典型的充放电特性:1. 自放电:铅酸蓄电池自放电是指在无负载情况下,电池内部的化学反应仍然会导致电容的减小。
这是由于内部的化学反应会导致极板的腐蚀和电解液的损失。
为了防止自放电,可以采用定期充电来保持电池的容量。
2. 循环寿命:铅酸蓄电池的充放电循环次数有限,一般在300-500次左右。
在每次循环中,电池容量会逐渐减小,电动力也会下降。
这是由于铅酸蓄电池的化学反应过程中不可逆反应的存在。
简述铅酸蓄电池的工作原理
铅酸蓄电池是一种广泛应用于供电领域的充电蓄电池,其工作原理是经过充电给电解液中的正负极材料进行充电,使之产生电势差引起铅酸电解质进行电解,使正极材料充满氧气,形成金属铅,而负极材料则充满氢气,经过去电过程即可以达到充电的效果。
铅酸蓄电池的放电原理与充电原理相反,也即在放电过程中,铅酸电解质发生反电解,正极材料释出氧气,负极材料释出氢气(也即发生氧化还原反应),当负极材料对正极材料释出的氧气进行氧化,产生正极电势,正极向外侧释放能量,从而达到放电的效果。
铅酸蓄电池具有良好的低温性能和环境友好性,可靠性高等特点,是将电能效率转换为热能效率最理想的能源转换器。
无论是车用蓄电池、照明蓄电池,还是发电机发电设备和各种运动器件,都必不可少地使用铅酸蓄电池。
铅酸电池能源释放多样化,电压比较稳定,不受外界环境变化影响,运行成本低等优点,广受电子设备、自动控制和运动领域的青睐。
总之,铅酸蓄电池是一种经济、安全、高效率、节能环保的蓄电池,在现代社会的生活和工作中发挥着重要的作用。
叉车铅酸蓄电池叉车铅酸蓄电池是一种常见的电动叉车动力来源。
它具有重要的功能,能够为叉车提供稳定可靠的动力,满足叉车在物流运输和仓储作业中的需求。
1. 蓄电池的工作原理铅酸蓄电池是一种化学能转化为电能并可反复充放电的蓄电工具。
它由正极板、负极板和电解液组成。
电池工作时,当外部电路连接到正极和负极时,化学反应产生电子流动,并在电解液中产生离子流动。
这些电子流动和离子流动共同产生电能,供应给叉车的电动机运行。
2. 优势和特点叉车铅酸蓄电池具有许多优势和特点,使其成为叉车动力来源的首选之一。
a. 高能量密度:铅酸蓄电池的能量密度较高,可以提供持续稳定的动力输出,适用于长时间的物流运输和仓储作业。
b. 高循环寿命:合理使用和维护下,铅酸蓄电池的循环寿命可达到数千次,极大地延长了使用寿命。
c. 环保节能:相比其他类型的电池,铅酸蓄电池更加环保,无毒无害,可进行回收利用。
d. 低成本:铅酸蓄电池相对较为成本低廉,价格相对较低,更适合中小型物流仓储企业使用。
3. 维护和保养为了保证叉车铅酸蓄电池的良好性能和延长使用寿命,需要进行定期的维护和保养。
a. 充电和放电管理:避免过度充电或过度放电,以免影响电池的寿命。
在使用过程中,要根据实际情况合理安排充电和放电时间。
b. 温度控制:高温会影响电池的性能和寿命,因此要确保电池的工作环境温度适宜,避免极端高温和低温。
c. 清洁和检查:定期清洁电池表面,避免积尘和腐蚀物的堆积。
同时,定期检查电池连接线和接线端子的紧固情况,确保电池正常工作。
d. 补水管理:铅酸蓄电池需要补充蒸发的水分,但要避免过量补水。
定期检查电池液位并及时补充适量的蒸馏水。
4. 安全使用注意事项为了确保叉车铅酸蓄电池的安全使用,需要注意以下几点:a. 防止短路:在更换电池时,确保正负极之间没有直接触碰,防止短路发生。
b. 正确搬运和存储:在搬运和存储电池时,要轻拿轻放,避免撞击和摔落,同时要防止与易燃易爆物品接触。
铅酸电池的工作原理与操作铅酸电池是最常见的一种蓄电池,它的应用范围非常广,常见于汽车、UPS电源、太阳能发电系统等。
那么,铅酸电池的工作原理是什么,它需要注意哪些操作呢?下面就来详细了解一下。
一、铅酸电池的工作原理1.化学反应铅酸电池的工作原理是在电极之间采用化学反应来产生电力,具体而言就是在电池中,正电极和负电极之间通过化学反应把化学能转变成了电能。
在铅酸电池中,正极为一块铅二氧化物(PbO2)电极,负极为一块铅电极(Pb),中间是硫酸电解质溶液。
当负极上接电子时,硫酸电解质就会析氢,而在正极,铅二氧化物接受电子,与负极中的氢离子和硫酸根离子反应生成水,同时自己被还原为PbSO4,这就是反应的化学方程式:负极:Pb + HSO4^- + e^- → PbSO4 + H2正极:PbO2 + 3H+ + HSO4^- + 2e^- → PbSO4 + 2H2O2.电位差铅酸电池发出的电能是由正、负极之间的电位差来驱动的。
正极的电位高,负极电位低,它们之间的电位差就是电池的电动势。
在负电极上有积聚的氢离子(H+),它们去除了电子,成为了氢原子,最后融合成了氢气分子(H2),释放出来的电子在正极上汇合,进入了PbO2电极,将它们还原成了PbSO4晶体,同时也产生了一些水分子(H2O)并释放出一些电子。
因此,从化学反应中得到两种反应品后,可以看出铅酸电池的正极和负极之间储存了大量的化学能,使得电池的电动势足够来驱动负载电路。
二、铅酸电池的操作注意点1.避免过度放电铅酸电池的过度放电会导致电池内部电极反应产生过多的针状铅晶,因此当电池电量低于20%时应及时充电。
过度放电也会导致电池的容量和寿命大幅下降。
2.防止过充电过充电会使电解液中的水分电解成氢气和氧气,而氢气是可燃的,极易产生火灾和爆炸。
因此,需要时刻注意电池的充电状态,在电池充电时每隔一段时间就要检查电池电压,不要让电池电量过高。
3.注意保养铅酸电池的使用寿命和电池运行的环境有很大的关系。
铅酸蓄电池的工作原理铅酸蓄电池是一种常见的化学电池,广泛应用于汽车、UPS电源以及太阳能储能系统等领域。
它的工作原理是基于化学反应和电化学原理。
1. 构造和组成铅酸蓄电池由正极、负极、电解液和隔膜组成。
正极由铅二氧化物(PbO2)制成,负极由纯铅(Pb)制成。
电解液是硫酸溶液,隔膜用于隔离正负极。
2. 充电过程当铅酸蓄电池进行充电时,外部电源会提供直流电,使正负极之间形成电势差。
正极上的PbO2会被还原为Pb,负极上的Pb会被氧化为PbO2。
同时,电解液中的硫酸会分解成氢离子(H+)和硫酸根离子(SO4-2)。
氢离子会与负极上的Pb反应生成水,硫酸根离子则会与正极上的PbO2反应生成硫酸。
3. 放电过程当铅酸蓄电池进行放电时,正负极之间的电势差会驱动电子流动,从而产生电流。
正极上的PbO2会与负极上的Pb反应生成PbSO4,同时电解液中的硫酸会被还原成水。
这个过程释放出的电能可以用于驱动电动机、照明等各种电力设备。
4. 反应方程式充电反应方程式:正极:PbO2 + SO4-2 + 4H+ + 2e- → PbSO4 + 2H2O负极:Pb + SO4-2 → PbSO4 + 2e-放电反应方程式:正极:PbO2 + 4H+ + SO4-2 + 2e- → PbSO4 + 2H2O负极:Pb + SO4-2 → PbSO4 + 2e-5. 充放电过程中的化学反应在充电过程中,正极上的PbO2会被还原为PbSO4,负极上的Pb会被氧化为PbSO4。
同时,电解液中的硫酸会被分解成氢离子和硫酸根离子。
在放电过程中,正极上的PbO2会与负极上的PbSO4反应生成PbSO4,同时电解液中的硫酸根离子会被还原成水。
6. 电化学原理铅酸蓄电池的工作原理基于电化学反应。
在充电过程中,外部电源提供的电能使正负极之间的化学反应逆转,将电能转化为化学能。
而在放电过程中,化学能被释放出来,转化为电能供应给外部电路。
7. 电池容量和循环寿命铅酸蓄电池的容量是指电池能够存储和释放的电荷量,通常以安时(Ah)为单位。
动力电池的分类动力电池是指用于驱动电动车辆的电池,它是电动汽车的重要组成部分。
目前市面上主流的动力电池有三种类型:铅酸蓄电池、镍氢电池和锂离子电池。
本文将对这三种类型的动力电池进行详细介绍。
一、铅酸蓄电池铅酸蓄电池是最早被应用于车辆上的一种蓄电池,它具有价格低廉、稳定性好、使用寿命长等优点。
但是,铅酸蓄电池也存在不少缺点,如能量密度低、充放电效率低等。
1.1 工作原理铅酸蓄电池的工作原理基于化学反应。
当外部直流电源施加在正负极之间时,正极会产生氧化反应,负极会产生还原反应。
这些反应会释放出化学能,并将其转换为可供使用的直流电能。
1.2 特点(1)价格低廉:铅酸蓄电池价格相对较低,适合经济实惠型车型。
(2)稳定性好:铅酸蓄电池的稳定性较好,不易出现过热、爆炸等问题。
(3)使用寿命长:铅酸蓄电池的使用寿命相对较长,可达到数年之久。
1.3 缺点(1)能量密度低:铅酸蓄电池的能量密度相对较低,无法满足高端车型的需求。
(2)充放电效率低:铅酸蓄电池的充放电效率相对较低,不利于提高车辆续航里程。
二、镍氢电池镍氢电池是一种新型的动力电池,它具有高能量密度、环保、安全性好等特点。
目前已经被广泛应用于混合动力汽车和纯电动汽车中。
2.1 工作原理镍氢电池采用化学反应将化学能转换为可供使用的直流电能。
当外部直流电源施加在正负极之间时,正极会发生氧化反应,负极会发生还原反应。
这些反应会释放出化学能,并将其转换为可供使用的直流电能。
2.2 特点(1)高能量密度:镍氢电池的能量密度相对较高,可以满足高端车型的需求。
(2)环保:镍氢电池不含有重金属等有害物质,符合环保要求。
(3)安全性好:镍氢电池的安全性较好,不易出现过热、爆炸等问题。
2.3 缺点(1)价格较高:镍氢电池价格相对较高,适合高端车型。
(2)使用寿命短:镍氢电池的使用寿命相对较短,需要经常更换。
三、锂离子电池锂离子电池是目前最为流行的动力电池之一,它具有高能量密度、轻便、快速充放电等特点。
铅酸蓄电池的研究与开发随着人类经济社会的发展和技术的进步,电池作为一种便携式电源,已经广泛应用于各个领域。
铅酸蓄电池,作为电池的一种经典类型,早在19世纪就被发明出来。
经过长时间的发展和研究,铅酸蓄电池已经成为目前使用最广泛的蓄电池类型。
本文将从铅酸蓄电池的组成结构、原理以及研究与开发情况等方面进行探讨。
一、铅酸蓄电池的组成结构铅酸蓄电池由一个正极、一个负极和一个电介质(电解液)组成的。
正极和负极一般是由铅板和铅-锡合金板组成的,电介质是硫酸溶液。
在充电时,正极会生成氧气,负极生成氢气,电解液被分解成硫酸和水,同时蓄电池内部会产生电动势,并在外接电路中流动电流。
在放电时,正负极会反转,开始向电解液中释放离子,原先被分解的硫酸和水被还原为电解液,同时蓄电池内部会向外输出电能。
除了正极、负极和电介质以外,铅酸蓄电池还有一些附加部分,比如在负极和电解液之间会有一个隔膜,用来防止正负极之间直接接触而短路。
另外,蓄电池的外壳和电解液之间也需要一个不导电的隔离层,以免因泄漏而导致人身电击等危险。
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和电化学反应。
在充电时,通过电源给蓄电池提供电能,蓄电池内部的正极、负极和电解液之间会发生一系列化学变化。
具体来说,正极上的氧气和负极上的氢气会和电解液中的水反应,生成氧化铅和氢氧化铅等化合物。
同时,电解液中的硫酸发生电解,产生了氢离子和硫酸根离子。
在放电时,正极和负极反转,原先分解的化合物会反向分解,还原为水和硫酸等物质。
同时,离子开始向外辐射,通过外接电路输出电能。
通过充放电循环,铅酸蓄电池可以不断地进行反复充放电,从而产生连续的电流。
三、虽然铅酸蓄电池已经成为一种经典电池类型,但是在实际应用中,它也存在着一些问题。
比如,铅酸蓄电池的容量有限,且寿命短,很难达到高倍率放电和深度放电的要求。
此外,铅酸蓄电池也存在着能量密度低、使用成本高、污染环境等问题。
因此,在目前蓄电池研发领域,很多研究团队正在对铅酸蓄电池进行改良和改进。
铅酸蓄电池的工作原理铅酸蓄电池是一种常见的化学电源,广泛应用于汽车、UPS系统、太阳能电池组等领域。
它的工作原理基于电化学反应和电解质的离子传导。
1. 电化学反应铅酸蓄电池通过电化学反应将化学能转化为电能。
它由两种主要的电极反应组成:在正极(正极板)上,二氧化铅(PbO2)与硫酸(H2SO4)反应生成铅酸(PbSO4)、水(H2O)和氧气(O2);在负极(负极板)上,铅(Pb)与硫酸反应生成铅酸和水。
这些反应的化学方程式如下:正极反应:PbO2 + H2SO4 + 2H+ + 2e- -> PbSO4 + 2H2O + 2e- + O2负极反应:Pb + H2SO4 -> PbSO4 + 2H+ + 2e-2. 电解质和离子传导铅酸蓄电池中的电解质是硫酸(H2SO4),它在电解液中以离子形式存在。
硫酸分解为氢离子(H+)和硫酸根离子(SO4^2-),并在电池中传导。
正极反应中生成的氢离子会向负极迁移,而硫酸根离子则会向正极迁移。
这种离子传导的过程是通过电池中的电解液实现的。
3. 电池结构铅酸蓄电池通常由多个电池单元组成,每一个单元由一个正极板和一个负极板之间的隔板隔开。
正极板是由铅酸和二氧化铅组成的,负极板则是由纯铅制成的。
正极板和负极板之间的隔板通常是由微孔橡胶或者玻璃纤维制成的,它们起到隔离正负极的作用,同时也允许离子传导。
4. 充放电过程在充电过程中,外部电源提供电流,将电池中的铅酸还原为二氧化铅和铅。
这个过程是反向的,即正极板上的二氧化铅被还原为铅酸,负极板上的铅酸被还原为铅。
充电过程中,电池内部的化学反应是可逆的。
在放电过程中,电池通过外部电路释放储存的电能。
这个过程是正向的,即正极板上的铅酸被氧化为二氧化铅,负极板上的铅被氧化为铅酸。
放电过程中,电池内部的化学反应是不可逆的。
5. 蓄电池的容量和循环寿命铅酸蓄电池的容量取决于正负极板的表面积、电解液的浓度和电池的设计。
容量越大,电池可以储存的电能就越多。
铅酸蓄电池的工作原理铅酸蓄电池是一种常见的蓄电池类型,广泛应用于汽车、UPS电源、太阳能储能等领域。
它的工作原理是通过化学反应将电能转化为化学能,从而实现电能的储存和释放。
本文将详细介绍铅酸蓄电池的工作原理,包括电池构造、充放电过程、内部反应等方面。
一、电池构造1.1 电池正负极板:铅酸蓄电池的正极板通常由氧化铅制成,负极板由纯铅制成。
1.2 电解液:电解液是硫酸溶液,起着导电和传递离子的作用。
1.3 隔板:隔板用于隔离正负极板,防止短路。
二、充电过程2.1 正极反应:在充电过程中,正极板上的氧化铅会被还原成二氧化铅。
2.2 负极反应:负极板上的纯铅会被氧化成铅酸。
2.3 电解液:硫酸溶液中的H+和SO4^2-会参与电化学反应。
三、放电过程3.1 正极反应:在放电过程中,二氧化铅会被氧化成氧化铅。
3.2 负极反应:铅酸会被还原成纯铅。
3.3 电解液:硫酸溶液中的H+和SO4^2-会重新组合成硫酸。
四、内部反应4.1 氧化还原反应:铅酸蓄电池的工作原理是基于正负极板之间的氧化还原反应。
4.2 离子传递:硫酸溶液中的离子在充放电过程中会在正负极板之间传递。
4.3 电解液浓度:电解液浓度的变化会影响电池的性能和寿命。
五、性能特点5.1 电压稳定:铅酸蓄电池的电压稳定性较好,适用于需要稳定电源的场合。
5.2 充放电效率:铅酸蓄电池的充放电效率较高,能够快速实现能量转化。
5.3 寿命长:正确使用和保养下,铅酸蓄电池的寿命可达数年之久。
总之,铅酸蓄电池的工作原理是基于化学反应实现电能的储存和释放,其构造、充放电过程、内部反应等方面都有着独特的特点和机制。
通过深入了解铅酸蓄电池的工作原理,可以更好地应用和维护这种常见的蓄电池类型。
铅酸蓄电池特点铅酸蓄电池特点铅酸蓄电池是一种常见的储能设备,广泛应用于汽车、UPS、太阳能发电系统等领域。
它具有以下特点:一、化学反应机制铅酸蓄电池的正极为氧化铅(PbO2),负极为纯铅(Pb),电解液为稀硫酸溶液。
在充电时,外部电源提供直流电,使氧化铅还原成铅酸和水,同时纯铅被氧化成二价离子Pb2+,溶于电解液中。
在放电时,二价离子Pb2+与硫酸根离子SO42-结合形成四价离子PbSO4,并释放出两个电子,这些电子通过外部负载流回正极,氧化还原反应继续进行。
二、容量与工作原理1. 容量铅酸蓄电池的容量通常用安时(Ah)表示。
容量大小取决于正极和负极的表面积、活性物质的含量以及电解液浓度等因素。
2. 工作原理在充放过程中,正负极上都会发生物理和化学变化。
充电时,氧化铅被还原成铅酸和水,同时纯铅被氧化成二价离子Pb2+,溶于电解液中。
放电时,二价离子Pb2+与硫酸根离子SO42-结合形成四价离子PbSO4,并释放出两个电子,这些电子通过外部负载流回正极,氧化还原反应继续进行。
三、优点1. 价格低廉铅酸蓄电池是一种价格相对较低的储能设备。
2. 长寿命在合适的使用条件下,铅酸蓄电池可以拥有较长的使用寿命。
3. 安全性高铅酸蓄电池不易引起火灾或爆炸等事故,安全性较高。
4. 可靠性强由于铅酸蓄电池是一种成熟的技术,在使用过程中可靠性较高。
5. 具有自放电特性铅酸蓄电池具有自放电特性,在长时间不使用时也能保持一定的充电状态。
四、缺点1. 重量大由于铅酸蓄电池的正负极均为铅,因此它的重量相对较大。
2. 能量密度低铅酸蓄电池的能量密度相对较低,无法满足某些高功率、高能量应用的需求。
3. 环保性差铅酸蓄电池中含有大量的铅和硫酸等有害物质,废弃后会对环境造成一定的污染。
五、应用领域1. 汽车起动电源铅酸蓄电池是汽车起动电源的主要储能设备,在汽车行业得到广泛应用。
2. 太阳能发电系统太阳能发电系统需要储存太阳能发出的电能,铅酸蓄电池是其中一种常见的储能设备。
铅酸蓄电池的工作原理和特点
电动车电池、汽车起动用铅酸蓄电池是一种电能与化学能互相转换的可逆装置,也就是说:充电是将电能储存起来,而放电是将化学能变为电能释放出去。
铅酸蓄电池由正极板、负极板、玻璃纤维隔板、电解液和电解槽所组成,充电后正极的活性物质为二氧化铅,负极板活性物质为海绵状铅,放电后连极板的活性物质都转变为硫酸铅,充电后又恢复为原来物质。
化学反应方程式如下:
放电
PbO2 + 2H2SO4 + Pb <=====>PbSO4+2H2O+PbS04
正极电解液负极充电正极水负极
从化学反应的方程式中可以看出,在放电过程中消耗了硫酸,生成了水,因此电解液的浓度越来越小,而充电过程则相反。
电动自行车采用了负极性物质过量的设计。
当蓄电池充电的时候,正极充足100%后,负极尚未充到底90%,这样蓄电池内只有正极产的氧,不存在负极产生的难以复合的氢气。
为了解决水的消耗问题,和必须为氧的复合创造条件。
采用贫电解液设计加上超细玻璃纤维隔膜板膜,解决了氧的传输问题,使氧复合反应得以进行,完成了氧的再化合,蓄电池实现了密封和免维护。
氧的再化合过程如下:
(正极)PbSO4--------PbO---------02
(负极)PbSO4---------Pb---------- 02
电池主要性能参数
电池的主要性能包括额定容量、额定电压、开路电压、内阻和自放电率。
额定容量
在设计规定的条件(如温度、放电率、终止电压等)下,电池应能放出的最低容量,单位为安培小时,以符号C表示。
容量受放电率的影响较大,所以常在字母C
的右下角以阿拉伯数字标明放电率,如C20=50,表明在20时率下的容量为50安·小时。
额定电压
电池在常温下的典型工作电压,又称标称电压。
它是选用不同种类电池时的参考。
电池的实际工作电压随不同使用条件而异。
开路电压
电池在开路状态下的端电压称为开路电压。
电池的开路电压等于电池在断路时(即没有电流通过两极时)电池的正极电极电势与负极的电极电势之差。
内阻
电池的内阻是指电流通过电池内部时受到的阻力。
由于内阻的存在,电池的工作电压总是小于电池的开路电压。
自放电率
电池在存放过程中电容量自行损失的速率。
用单位储存时间内自放电损失的容量占储存前容量的百分数表示。
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;
◆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;
◆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)
◆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。
电池的失效模式
电动车电池的使用属于循环状态,电池的失效主要表现为:失水、硫酸盐化(硫化)、正极板软化、板栅腐蚀、热失控、短路、断路等,其中短路、断路基本是电池在制造过程中引起。
(一)电池的正极板软化
电池的正极板是由板栅和活性物质组成的,其中活性物质的有效成分就是氧化铅。
放.电的时候氧化铅转换为硫酸铅,充电的时候硫酸铅转换为氧化铅。
氧化铅是由α氧化铅和β氧化铅组成的,其中α氧化铅主要起支撑作用;β氧化铅主要起荷电作用。
为了减少α氧化铅参与放电,一般控制放电深度为40%为好。
电池放电深度越深,α氧化铅损失也越多。
在电池反复的充放电循环过程中,随着极板上下不同物质的交替变换,将会使极板空率逐渐下降,在外观表现上,则是正极板的表面由开始的坚实逐渐的松软直到变成糊状,活性物质容易脱落,形成“黑水”,这就是所谓的正极板软化。
正极板一旦出现软化,起到支撑作用的多孔结构也被破坏,降低了参与电化学反应的面积,导致电池容量很快下降,电池很快寿命终止。
电池经常大电流充放电、过放电都会加剧极板软化。
(二)电池的负极板硫化
1、电池放电时,在正、负极板上都产生硫酸铅,正极由于氧化作用的存在,硫酸铅极易在充电时转化成二氧化铅,而负极则不同,在长期亏电保存、经常过放电、长期充电不足(充电电压较低)或者不及时充电等因素存在的情况下,会逐渐在负极表面聚积形成一层致密坚硬的白色硫酸铅层,不仅本身溶解度大副度下降,难以参加反应,同时堵塞了电解液和深层活性物质的接触通道,从而导致了电池容量的下降。
采用普通的充电方式是无法恢复的所以称为“不可逆硫酸盐花”,简称硫化。
2、在冬季环境温度比较低的时候,电池的浮充电压应该相应的提高,否则电池欠充点就会产生,电池硫化也就产生了。
3、失水的电池相当于电解液的硫酸浓度变化,也形成了加速电池硫化的条件。
4、电池一旦出现硫化,靠单纯的浮充和均充是无法解决的,必须采取其它措施。
目前消除密封电池硫化的方法有化学法和采用小电流脉冲和硫化。
化学法虽然会较快的消除负极硫化,但是其副作用——增加电池自放电。
这样会形成新的失效模式。
(三)失水
电池充电达到单体单格电压的电池2.35v(25C)以后,就会进入正极板大量析氧状态,虽然对于密封电池来说,负极板具备了氧复合能力。
但如果充电电流过大,负极板的氧复合反应跟不上析氧的速度,气体会顶开排气阀而形成失水。
如果充电电压达到2.42V(25C),电池的负极板会析氢,而氢气不能够被正极板吸收,只能够增加电池气室的气压,最后会排出气室而形成失水。
水在电池电化学体系中,起到非常重要的作用,水量的减少会降低参与反应的离子活度,导致电池内阻上升,极化加剧。
所以,定期对电池补水是非常重要的。
(四)热失控
电池在充电电压达到折合单格2.4V,这个电压超过了电压正极板大量析氧的电压,特别是在高温环境中,大量析氧电压会下降,这样产生的析氧量会大幅度的增加。
而正极板产生的氧气在负极板会被吸收,吸收氧气是明显的放热反应,电池的温度会升高。
而且氧复合
反映也要产生电流,增加的电压导致充电器不能转绿灯,一直保持在高压阶段。
如果电池已经出现过量失水,玻璃纤维隔板的无酸孔隙大大增加,会加速负极板吸收氧气,产生的热量会更多,或环境温度较高造成散热不畅,都会使电解液温度上升,导致内阻下降,内阻下降进一步导致电流不降反生,电流的增大使电池而量快速上升,大量气体产生,电池进入了失控状态,形成恶性循环——热失控。
在热失控状态下,析氧量增加,电池内的气压增加,当达到塑料电池外壳的玻璃点温度的时候,电池开始鼓胀变型,这种变型除了影响电池内部的机械结构以外,还会形成电池漏气,而导致更加严重的失水漏酸。
尽管电池失控现象发生的不多,但是一旦发生热失控,电池的寿命回迅速提前结束。
(五)板栅腐蚀
电池的骨架板栅由合金制作而成,虽然其有很强的抗腐蚀能力,但长期浸泡在酸性电解液中,依然会使其发生金属腐蚀,以至于发生板栅裂隙甚至断裂。
(六)短路
正负极板本来应该由隔板隔开,但如果有焊渣或枝晶穿透.则正负极相连,形成短路;严重的短路可导致单体电压为零,如果导致正负极板相连的物质本身电阻较大,比如枝晶,则不会马上使单隔电压变为零,而是发生较快的自放电,俗称:软短路或不存电。
(七)断路
一般发生在汇流排焊接以及柱焊接和端子焊接阶段,通常不是完全短路,而是虚焊,在虚焊处会产生很大的内阻,使电池容量下降。
电池有可能一开始各方面都正常,在使用一段时间后发生虚焊现象,这通常是由于焊接不好,存在裂隙,使用一段时间后在裂隙处产生尖端腐蚀,致使裂隙以较快的速度加大。