• 第一节 铅酸蓄电池的基本常识
铅酸蓄电池定义： 是用稀硫酸做电解液，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电池。
铅酸蓄电池主要由正负极板、隔板、硫酸电解液，电池壳体等主要部件组成。
铅酸蓄电池结构
1、正负极板：
正负极板是由板栅和活性物质构成的
●板栅的作用：
①支承活性物质。
②传导电流，使电流分布均匀。
板栅的材料一般采用铅锑合金，免维护电池采用铅钙合金或低锑合金。
●活性物质的作用：参加成流反应
●充电状态：正极活性物质主要成分为二氧化铅，负极活性物质主要成分为绒状铅
2、隔板：
电池用隔板是由微孔橡胶、塑料玻璃纤维等材料制成的，它的主要作用是：
①防止正负极板短路。
②使电解液中正负离子顺利通过。
③阻缓正负极板活性物质的脱落，防止正负极板因震动而损伤。
因此要求隔板要有孔率高，孔径小，耐酸不分泌有害杂质，有一定强度，在电解液中电阻小，具有化学稳定性的特点。
3、电解液
电解液是蓄电池重要组成部分，它的作用是：
①传导电流
②参加电化学反应
电解液是由浓硫酸和净化水配置而成的，电解液的纯度和密度对电池容量和寿命有重要影响。
汽车用蓄电池采用电解液密度为1.280+0.005g/cm3（25℃）稀硫酸。
4、电池壳盖：
电池壳、盖是盛正、负极板和电解液的容器，主要由塑料和橡胶材料制成。
5、排气栓：
由塑料材料制成，对电池起密封作用，阻止空气进入，防止极板氧化。使用前：必须将排气栓上的盲孔用铁丁刺穿，以保证气体逸出畅通。
6、其他：
蓄电池除上述主要零部件外，还有链条、端子、极柱、荷电显示器等零部件。
一． 铅酸蓄电池的基本知识
1.1什么是铅酸蓄电池？
以铅和酸作为化学反应物质制成的蓄电池叫做铅酸蓄电池。它是一种直流电源，充电时将电能转变成化学能，放电时将储存的化学能转变成电能的一种装置。
1.2铅酸蓄电池的优缺点
铅酸蓄电池在常用体系的蓄电池中电压最高为2.0V。其二是它的廉价性，其三是高倍率放电性能良好，高低温性能良好可在-40—60°C的条件下工作。易于浮充使用没有“记忆”效应等。当然铅蓄电池也具有某些难以克服的缺点，首先是它的寿命比较短，在放电状态下长期保存会导致电极的不可逆硫酸盐化。在某些结构的电池中由于氢的析出有爆炸的危险等。
1.3 铅酸蓄电池的分类
铅酸电池具有广泛的用途按照极板的结构可分为涂膏式、管式和形成式。按荷电状态可分为干荷电态和湿荷电态几种。（我们公司代理的GS电池为湿荷电态，VHB为干荷电态）按电池盖和排气栓结构可分为排气式、防酸隔爆式、防酸消氢式和阀控密封式。
1.4铅酸蓄电池的一般结构
构成蓄电池的主要部件是负极板、正极板、隔板、电解液、电池槽此外还有一些零件如端子、连接条、排气栓等。
1.5牵引用铅酸蓄电池的结构设计
负极板构造
牵引用蓄电池的负极板比正极板多一块，一般采用格栅型设计并涂上海绵状的Pb膏即涂膏式，这样能满足电池的大负荷工作。其板栅像铁丝网原则上与汽车蓄电池相同，但常使用厚极板，高度较高。所以活性物质的利用率较低一般在35%左右。
正极板构造
正极板有两种类型，即管式和涂膏式。（我司代理的GS和VHB牵引蓄电池其正极板均采用管式结构）管式正极板的结构是用一导电骨架与一模仿极平的顶部集流条和许多圆柱骨芯焊在一起构成的。骨芯数目由极板尺寸决定，骨芯外边套有惰性玻璃纤维管套，其内部填充pbo2（pbo2在填充之前已经和H2SO4充分反应过）
管式正极板的优越性
1.）在使用寿命期间活性物质保持在管中，不发生脱落。
2.）极板孔率提高，有利于活性物质利用率的提高。
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），在硫酸溶液中水分子的作用下，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。 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，应在外接一直流电源（充电极或整流器），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，氢离子向负极移动，硫酸根离子向正极移动，形成电流。 充电后期，在外电流的作用下，溶液中还会发生水的电解反应。
铅酸蓄电池基本知识
1.什么是电池、电源？
电池一般指将化学能转变为电能的装置。电源指把其他形式的的能量转变为电能的装置；在电子设备中有时也把变换电能的装置（如整流器、变压器等）也称为电源。
2.什么是蓄电池？开路电压多少？
能将化学能和直流电能相互转化且放电后能经充电能复原重复使用的装置叫蓄电池。常用的蓄电池有铅酸、镉镍、氢镍和锂离子电池。铅蓄电池开路电压2.0V，镉镍、氢镍电池开路电压1.2V，锂离子电池开路电压3.6V。
3.什么是铅酸蓄电池？由那几部分组成？
电极主要由铅制成，电解液是硫酸溶液的一种蓄电池。一般由正极板、负极板、隔板、电池槽、电解液和接线端子等部分组成。
4.铅酸蓄电池什么时间由谁发明的？
1859年普兰特发明。
5.铅酸蓄电池在电池大家族中占有多大比重？
整个电池中铅酸蓄电池占有很大的比重，据统计大约在65%以上。
6.目前国内铅酸蓄电池厂家有多少？
国内从事铅酸蓄电池生产的有2500多家（不含研究大学等研究机构）的有关情况，其中铅酸蓄电池厂2000多家，原材料、配件、设备等500多家。
7.常用的铅酸蓄电池有那些种类？
按用途可主要分为：起动型蓄电池、固定型、牵引动力型等。
8.什么是铅酸蓄电池的容量如何计算？
在规定的条件下，完全充电的蓄电池能够提供的电量，通常用安时（Ah）表示。容量=单格正极板片数×单片极板的容量。
9.铅酸蓄电池电解液主要成分是什么？
是硫酸和蒸馏水（或去离子水）的混合物。
10.铅酸蓄电池电解液对人体有什么危害？
铅酸蓄电池电解液是一种强酸，对人的皮肤、眼睛有一定的危害，一旦接触后应立即用大量清水清洗，严重时应及时到医院诊治。
11.铅酸蓄电池中的铅对人体有什么危害？
铅酸蓄电池中的铅和铅的氧化物对人体神经系统、消化系统、造血系统以及肾脏有一定的影响，通常最好不要解剖废弃的电池。需解剖时请注意防护和有关人员的指导。
