铅酸蓄电池的结构
铅酸蓄电池由正、负极板,隔板,壳体,电解质和接线柱头等组成,其中正极板的活性物质是二氧化铅(pbo2),负极板的活性物质是灰色海绵状铅(pb),电解液是稀硫酸(h2so4)。
(1)极板
极板由板栅和活性物质组成。板栅是极板的骨架,用于支撑活性物质,传导电流。充满电的电池正极的有效物质为二氧化铅,负极有效物质为海绵状铅。负极板都采用涂膏式,正极板一般有涂膏式(平板式)和管式。管式正极板一般用于传统富液电池和胶体电池。在同一个电池内,同极性的极板片数超过两片者,用金属条连接起来称为“极板组”或“极板群”。至于极板组内的极板片数的多少,随其容量的大小或端电压的高低而定。
(2)隔板
在电池两极板组问插入的隔离物,防止正、负极板相互接触而发生短路和活性物质脱落。隔板的厚度、孔率、孔径、抗拉强度和电阻等直接影响隔板的性能。隔板在硫酸中的稳定性能直接影响蓄电池的寿命。隔板的弹性可延缓正极活性物质的脱落。阀控密封式铅酸蓄电池使用的隔板分为agm(超细玻璃纤维)隔板和pvc-sio2隔板。agm隔板用于贫液电池中,主要起防止正负极板短路、吸附硫酸电解液和为气体复合提供通道的作用。pvc-sio2隔板主要用于胶体蓄电池中,具有高孔率、低电阻、无杂质、质量轻和理化性能稳定等特点。目前主要有筋条式隔板和波纹式隔板等类型。此外,还有其他如pp和pe隔板等。
(3)容器
容器用于盛装电解液和支撑极板,通常有硬橡胶容器和塑料容器等。
(4)电解质
含有可移动离子,具有离子导电性的液体或固体物质叫做电解质。铅酸蓄电池一律采用硫酸电解质,一般为稀硫酸,由蒸馏水和纯硫酸按一定比例配置而成,是化学反应产生的必需条件。对于胶体蓄电池,还需要添加胶体,以便与硫酸形成胶体电解质。硫酸电解质在铅酸蓄电池中的作用是:参加电化学反应;溶液正、负离子的传导体;极板温升的热扩散体。
蓄电池的能量是指在一定放电制下,蓄电池所能给出的能量,通常用w表示,其单位为瓦时(w•h)。蓄电池的能量分为理论能量和实际能量,理论能量可以用理论容量和电动势的乘积表示。而蓄电池的实际能量为一定放电条件下的实际容量与平均工作电压的乘积。
蓄电池的功率是指蓄电池在一定放电制下,在单位时间内所给出的能量的大小,通常用p表示,单位为瓦(w)。蓄电池的功率分为理论功率和实际功率,理论功率为一定放电条件下的放电电流与蓄电池电动势的乘积。而蓄电池的实际功率为一定放电条件下的放电电流与平均工作电压的乘积。
蓄电池的比功率是指单位体积或单位质量的蓄电池输出功率,分别称为体积比功率(w/l)和质量比功率(w/kg)。比功率是蓄电池的重要的技术性能指标,蓄电池的比功率大,表示它承受大电流放电的能力强。
蓄电池容量不是固定不变的常数,它与充电的程度、放电电流大小、放电时间长短、电解液密度、环境温度、蓄电池效率及新旧程度等有关。通常在使用过程中,蓄电池的放电率和电解液温度是影响容量的最主要因素。电解液温度高时,容量增大;电解液温度低时,容量减小。电解液浓度高时,容量增大,电解液浓度低时,容量减小。