铅酸蓄电池的充电原理

所谓蓄电池即是贮存化学能量，于必要时放出电能的一种电气化学设备。

构成铅酸蓄电池之重要部分如下：

正极板(过氧化铅.PbO2)--->活性物质

负极板(海绵状铅.Pb)--->活性物质

电解液(稀硫酸)--->硫酸H2SO4+水H2O(约37%)

电池外壳

隔离板

其它(液口栓.盖子等)

原理与动作

蓄电池内的阳极(PbO2)及阴极(Pb)浸到电解液(稀硫酸)中，两极间会出现2V的电力，这是根据蓄电池原理，经由充放电，则阴阳极及电解液即会发生如下的变化：

(阳极)(电解液)(阴极)

PbO2+2H2SO4+Pb--->PbSO4+2H2O+PbSO4(放电反应)

(过氧化铅)(硫酸)(海绵状铅)

(阳极)(电解液)(阴极)

PbSO4+2H2O+PbSO4--->PbO2+2H2SO4+Pb(充电反应)

(硫酸铅)(水)(硫酸铅)

1.放电中的化学变化

蓄电池连接外部电路放电时，稀硫酸即会与阴、阳极板上的活性物质出现反应,生成新化合物『硫酸铅』。经由放电硫酸成分从电解液中释出，放电愈久，硫酸浓度愈稀薄。所消耗之成份与放电量成比例，只要测得电解液中的硫酸浓度，亦即测其比重，即可得知放电量或残余电量。

2.充电中的化学变化

由于放电时在阳极板，阴极板上所出现的硫酸铅会在充电时被分解还原成硫酸,铅及过氧化铅,因此电池内电解液的浓度逐渐新增,亦即电解液之比重上升，并逐渐回复到放电前的浓度，这种变化显示出蓄电池中的活性物质已还原到可以再度供电的状态，当两极的硫酸铅被还原成原来的活性物质时，即等于充电结束，而阴极板就出现氢，阳极板则出现氧，充电到最后阶段时，电流几乎都用在水的电解，因而电解液会减少，此时应以纯水补充之。

蓄电池的构造

电动汽车用蓄电池,必须具备以下条件:

◎高性能

◎耐震.耐冲击

◎寿命长

◎保养容易

由于玻璃纤维管式蓄电池是累积多次实验结果而制成，故具有多项优点。

1.极板

根据蓄电池容量选择适当规格极板及数量组合而成。于充放电时,两极活性物质随着体积的变化而反复膨胀与收缩。两极活性物质中，阴极板之海绵状铅的结合力较强，而阳极板之过氧化铅的结合力弱，因而在充放电之际，会徐徐脱落，此即为蓄电池寿命受到限制的原因。期使蓄电池使用期限延长，能耐震并耐冲击，则阳极板的改良即成当急要务。

玻璃纤维管式的阳极板:此乃以玻璃纤维制的软管接在铅合金制的栉状格子(蕊金)上，在软管和蕊金间充填铅粉之后，将软管密封，使其发生变化，出现活性化物质，由于活性化物质不会脱落，与电解液接触亦良好,是一种非常好的极板材料。使用具有这种极板的蓄电池是电动汽车唯一的选择。编织式软管乃以9microm(μ)的玻璃纤维编成管袋状，弹性好，可耐膨胀或收缩，而且对电解液的渗透度也非常良好，此软管乃是最佳产品，长久以来，实用绩效良好。

糊状式极板:就是将稀硫酸炼制之糊状铅粉涂覆在铅合金制的格子上，俟其干燥后所形成之活性物质。这种方式一直被采用在蓄电池的阴极板上，同时亦使用在汽车，小货车的蓄电池阳极板上。

2.隔离板

能防止阴、阳极板间出现短路，但不会妨碍两极间离子的流通。而且经长时间使用，也不会劣化，或释放杂质。蓄电池一般都使用胶质隔离板。

3.电池外壳

耐酸性强，兼具机械性强度。电动汽车用的蓄电池外壳乃使用材质强韧之合成树脂经特殊处理制成，其机械性强度特别强，上盖亦使用相同材质，以热熔接着。

4.电解液

电解液比重以20℃的值为标准，电动汽车用的蓄电池完全充电时之电解液标准比重为1.280。

5.液口栓

液口栓的功能为排出充电时所出现的气体及补充纯水，测定比重。