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铅酸蓄电池的原理及结构

2023-03-11 08:37:43      点击:
铅酸蓄电池的原理及结构

极板组是电池的核心部分,它的作用是接收充入的电能和释放向外的电能,分为正极板和负极板两种。极板是由栅架和活性物质组成的,薄形极板有利于提高蓄电池的比容量(极板单位尺寸所提供的容量)和改善起动性能。

蓄电池的充放电过程是靠极板上的活性物质与电解液的电化学反应来实现的,其形状如图2-2所示。

栅架的作用是容纳活性物质并使极板形成,栅架的材料多为铅锑合金。铅的质量分数一般为5%-7%,加铅可以提高浇铸性能和机械强度,但会加速氢的析出,产生自放电,加快电解液的消耗,缩短蓄电池的使用寿命。

活性物质是进行电化学反应的主要成分。经过化成处理(正、负极板上活性物质的转化过程称为化成处理)后,正极板上的活性物质多为孔性的二氧化铅(PbO₂)呈红棕色;负极板上的活性物质为海绵状纯铅(Ph),呈灰青色。
为了增大蓄电池的容量,常将多片正、负极板组装为极板组装在单体电池内。由于正极板的机械性能强度差,单面工作时会使两侧活性物质体积变化不一致,造成极板拱曲、活性物质容易脱落,因此负极板的数量总比正极板多一片,这样每片正极板都出于负极板之间,可使其两侧放电均匀。
 

隔板的作用是将浸在硫酸溶液中的正、负极板隔开。为减小蓄电池体积,正、负极板应极可能地靠近,但又要确保正、负极板之间有必要的绝缘层,因此隔板需由带微孔的橡胶、塑料、玻璃、纤维等绝缘材料制成。

它除了在正、负极板间起绝缘作用外,还要使电解液中正、负离子顺利通过,阻缓正、负极板活性物质的脱落,防止正极板因振动而损伤,因此要求隔板有足够的孔率(60%)且具有孔径小、耐酸、不分泌有害物质、有一定的强度、在电解液中电阻小、具有化学稳定性等特点。因正极板在充放电过程中化学反应剧烈,安装时隔板带槽的一面应朝向正极板,且沟槽必须与外壳底部垂直,这样沟槽能使电解液上下流通,也可使气泡上下流通,还能使脱落的活性物质铅槽下沉。