閥控鉛酸蓄電池基礎(chǔ)理論

一、基本概念：

1、電池電壓：

a、開(kāi)路電壓：電池在開(kāi)路狀態(tài)下的端電壓。

b、工作電壓：電池接通負(fù)荷后在放電過(guò)程中顯示的電壓。工作電壓與放電條件有關(guān)，放電電流越大，工作電壓越

低；溫度越低，工作電壓越低。

2、電池的容量：

a、電池的理論容量：活性物質(zhì)按法拉第定律計(jì)算而得的最高理論值。

b、電池的實(shí)際容量：電池在一定條件下所能輸出的電量。它等于放電電流與放電時(shí)間的乘積。單位:AH。

c、電池的額定容量：按國(guó)家或有關(guān)部門(mén)頒布的標(biāo)準(zhǔn)，保證電池在一定條件下的最低限度的容量。

正常情況下，三者的關(guān)系是：理論容量〉實(shí)際容量〉額定容量.

3、電池的內(nèi)阻：

電流通過(guò)電池的內(nèi)部時(shí)受到阻力，使電池的電壓降低。電池的阻不是常數(shù)，因?yàn)榛钚晕镔|(zhì)的組成、電解液溫度和

濃度都在不斷的變化。內(nèi)阻可分為歐姆內(nèi)阻和極化阻，歐姆內(nèi)阻符合歐姆定律；極化電阻隨著放電流的增大而增大，

但不是直線關(guān)系而是對(duì)數(shù)關(guān)系。

4、正極活性物質(zhì)：

正極活性物質(zhì)有α－pbO2和β－pbO2兩種晶型。β－pbO2具有較高的活性及利用率。α－pbO2具有較好的機(jī)械強(qiáng)

度和較大的尺寸。當(dāng)α－pbO2/β－pbO2為0.8時(shí)，電池具有最好的深放電能力。

二、閥控電池中應(yīng)用的基礎(chǔ)理論

1、鉛鈣錫鋁合金

1)特點(diǎn)：

a、內(nèi)阻小，其電阻率約為22×10－6?•cm，接近純鉛；

b、析氫超電勢(shì)高，水的分解電壓高于鉛銻合金組成的蓄電池，約200mV～250mV，所以失水少，具有較好的維護(hù)性

；

c、鈣為負(fù)電勢(shì)，正極中的鈣不會(huì)轉(zhuǎn)移至負(fù)極，因此不會(huì)加速自放電。

2)加入錫的作用：

a、改善板柵與活性物質(zhì)界面，提高電極的充電接受能力：

b、增加合金的力學(xué)性能；

c、降低極化和腐蝕，提高電池深放電能力;

d、改善合金的流動(dòng)性能。

3)加入鋁的作用：

形成氧化薄膜，防止熔融態(tài)鈣合金中鈣的損失。當(dāng)有鋁存成時(shí)，鈣含量可在36小時(shí)無(wú)變化。

2、鉛粉：

a、種類：從制造方法上有兩種，由球磨法生產(chǎn)的鉛粉為島津粉；由氣相氧化制的鉛粉為巴頓粉。我公司目前使用

的是巴頓粉。

b、制造過(guò)程：氣相氧化法制造鉛粉，是將熔融態(tài)的鉛與空氣混合進(jìn)行氣相氧化，利用葉輪的高速旋轉(zhuǎn)，使鉛液與

空氣充分接觸，生產(chǎn)氧化度高達(dá)70％的鉛粉，再利用穩(wěn)定的氣流把鉛粉吹至鉛粉收集器中。在制鉛粉過(guò)程中，應(yīng)嚴(yán)格

控制反應(yīng)溫度，α－pbO2在于488℃以以生成，穩(wěn)定產(chǎn)物；β－pbO2在488℃以上生成，極板固化、干燥后優(yōu)先轉(zhuǎn)化為

4BS，極板具有較長(zhǎng)的使用壽命，但初容量低.

3、和膏：

采用砂型鉛膏，加水過(guò)程一定要快，防止金屬鉛大量氧化。鉛粉中的鉛應(yīng)在固化過(guò)程中完成氧化，以保證極板良

好的性能和機(jī)械強(qiáng)度。快速加酸是不允許的，否則會(huì)導(dǎo)致鉛膏溫度急劇上升，影響相組成。

4、極板固化：

在控制相對(duì)濕度、溫度和時(shí)間的條件下，使極板失去水份和形成可塑性物質(zhì)，進(jìn)而凝結(jié)成微孔均勻的固態(tài)物質(zhì)。

作用：

a、鉛膏中的鉛進(jìn)一步氧化，在正負(fù)極中殘余的鉛分別減少到2％和5％左右，化成后可望獲得堅(jiān)固的活性物質(zhì)和良

好的外觀。

b、在固化過(guò)程度中，鉛膏物質(zhì)繼續(xù)進(jìn)行堿式硫酸鉛的結(jié)晶過(guò)程度，在較低溫度下生產(chǎn)3BS，溫度高于80℃時(shí)有利

于4BS的生成，通過(guò)固化使板柵表面生成氧化鉛的腐蝕膜，增強(qiáng)板柵與活性物質(zhì)的結(jié)合。固化不良的危害：脫粉、掉

塊、產(chǎn)生表面裂紋。

5、電池化成

a、化成目的：在極板上形成活性物質(zhì)的過(guò)程，對(duì)于涂膏式極板和管式極板，是用電化學(xué)方法在正極上形成二氧化

鉛，在負(fù)極上生成海綿狀鉛。

b、化成方式：極板化成和電池化成。極板化成是將極板放在專門(mén)的化成槽內(nèi)，多片正負(fù)極板相間地連接起來(lái)與直

流電源相間，灌入電解液通電。電池化成是指，不需要專門(mén)化成槽，而是生極板裝配成電池，灌入電解液通直流電。

三、雜質(zhì)的危害

雜質(zhì)能夠使電池的氧析出，增大自放電，危害比較大的是鐵、錳、砷、氯、銅等。如一價(jià)鐵離子在電池參加的副

反應(yīng)如下：

正極：pbO2＋3H＋＋HSO4－＋2Fe2＋=pbSO4＋2H2O＋2Fe3＋

負(fù)極：pb＋HSO4－＋2Fe3＋=H＋＋2Fe2＋

機(jī)理：一些可變價(jià)態(tài)的鹽類，它們的低價(jià)態(tài)可以在正極被氧化，同時(shí)二氧化鉛還原；被氧化的高價(jià)態(tài)可通過(guò)對(duì)流、擴(kuò)散達(dá)到負(fù)極，在負(fù)極進(jìn)行還原過(guò)程；同進(jìn)負(fù)極活性質(zhì)被還原，還原態(tài)的離子又藉助于擴(kuò)散、對(duì)流達(dá)到正極重新被氧化，如此反復(fù)循環(huán)。