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阀控铅酸蓄电池基础理论

钜大LARGE  |  点击量:1016次  |  2019年08月12日  

阀控铅酸蓄电池基础理论

一、基本概念:

1、电池电压:

a、开路电压:电池在开路状态下的端电压。

b、工作电压:电池接通负荷后在放电过程中显示的电压。工作电压与放电条件有关,放电电流越大,工作电压越


低;温度越低,工作电压越低。

2、电池的容量:

a、电池的理论容量:活性物质按法拉第定律计算而得的最高理论值。

b、电池的实际容量:电池在一定条件下所能输出的电量。它等于放电电流与放电时间的乘积。单位:AH。

c、电池的额定容量:按国家或有关部门颁布的标准,保证电池在一定条件下的最低限度的容量。

正常情况下,三者的关系是:理论容量〉实际容量〉额定容量.

3、电池的内阻:

电流通过电池的内部时受到阻力,使电池的电压降低。电池的阻不是常数,因为活性物质的组成、电解液温度和


浓度都在不断的变化。内阻可分为欧姆内阻和极化阻,欧姆内阻符合欧姆定律;极化电阻随着放电流的增大而增大,


但不是直线关系而是对数关系。

4、正极活性物质:

正极活性物质有α-pbO2和β-pbO2两种晶型。β-pbO2具有较高的活性及利用率。α-pbO2具有较好的机械强


度和较大的尺寸。当α-pbO2/β-pbO2为0.8时,电池具有最好的深放电能力。

二、阀控电池中应用的基础理论

1、铅钙锡铝合金

1)特点:

a、内阻小,其电阻率约为22×10-6?•cm,接近纯铅;

b、析氢超电势高,水的分解电压高于铅锑合金组成的蓄电池,约200mV~250mV,所以失水少,具有较好的维护性




c、钙为负电势,正极中的钙不会转移至负极,因此不会加速自放电。

2)加入锡的作用:

a、改善板栅与活性物质界面,提高电极的充电接受能力:

b、增加合金的力学性能;

c、降低极化和腐蚀,提高电池深放电能力;

d、改善合金的流动性能。

3)加入铝的作用:

形成氧化薄膜,防止熔融态钙合金中钙的损失。当有铝存成时,钙含量可在36小时无变化。

2、铅粉:

a、种类:从制造方法上有两种,由球磨法生产的铅粉为岛津粉;由气相氧化制的铅粉为巴顿粉。我公司目前使用


的是巴顿粉。

b、制造过程:气相氧化法制造铅粉,是将熔融态的铅与空气混合进行气相氧化,利用叶轮的高速旋转,使铅液与


空气充分接触,生产氧化度高达70%的铅粉,再利用稳定的气流把铅粉吹至铅粉收集器中。在制铅粉过程中,应严格


控制反应温度,α-pbO2在于488℃以以生成,稳定产物;β-pbO2在488℃以上生成,极板固化、干燥后优先转化为


4BS,极板具有较长的使用寿命,但初容量低.

3、和膏:

采用砂型铅膏,加水过程一定要快,防止金属铅大量氧化。铅粉中的铅应在固化过程中完成氧化,以保证极板良


好的性能和机械强度。快速加酸是不允许的,否则会导致铅膏温度急剧上升,影响相组成。

4、极板固化:

在控制相对湿度、温度和时间的条件下,使极板失去水份和形成可塑性物质,进而凝结成微孔均匀的固态物质。


作用:

a、铅膏中的铅进一步氧化,在正负极中残余的铅分别减少到2%和5%左右,化成后可望获得坚固的活性物质和良


好的外观。

b、在固化过程度中,铅膏物质继续进行碱式硫酸铅的结晶过程度,在较低温度下生产3BS,温度高于80℃时有利


于4BS的生成,通过固化使板栅表面生成氧化铅的腐蚀膜,增强板栅与活性物质的结合。固化不良的危害:脱粉、掉


块、产生表面裂纹。

5、电池化成

a、化成目的:在极板上形成活性物质的过程,对于涂膏式极板和管式极板,是用电化学方法在正极上形成二氧化


铅,在负极上生成海绵状铅。

b、化成方式:极板化成和电池化成。极板化成是将极板放在专门的化成槽内,多片正负极板相间地连接起来与直


流电源相间,灌入电解液通电。电池化成是指,不需要专门化成槽,而是生极板装配成电池,灌入电解液通直流电。

三、杂质的危害

杂质能够使电池的氧析出,增大自放电,危害比较大的是铁、锰、砷、氯、铜等。如一价铁离子在电池参加的副


反应如下:

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

负极:pb+HSO4-+2Fe3+=H++2Fe2+

机理:一些可变价态的盐类,它们的低价态可以在正极被氧化,同时二氧化铅还原;被氧化的高价态可通过对流、扩散达到负极,在负极进行还原过程;同进负极活性质被还原,还原态的离子又藉助于扩散、对流达到正极重新被氧化,如此反复循环。


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