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鉛酸蓄電池結構解析
鉛酸蓄電池是蓄電池的一種.以其低廉的價格, 良好的高倍率放電性能,應用非常廣泛,如汽車、摩托車、火車、輪船、通信以及UPS等均需運用.鉛酸蓄電池主要由正極板、負極板、電解液、容器、極柱、隔膜、可導電的物質等組成。

(一) 正極板(正極活性物質)

正極板活性物質的主要成分是二氧化鉛.具有較強的氧化性,放電時,與硫酸發生反應生成硫酸鉛,并吸收電子,二氧化鉛有兩種類型晶格,一種是α—Pb02 另一種是β—Pb02.這兩種二氧化鉛活性物質差別很大,它們在正極板所起的作用也不相同.?—Pb02 給出的容量是α—PbO2 的1.5~~~3倍.而α—Pb02具有較好的機械強度,它的存在,正極板活性物質不宜軟化脫落,只有α—Pb02 和βα—PbO2 的比例達到0.8時,鉛蓄電池會表現出良好的性能 .

正極活性物質在放電狀態下,與電解質硫酸發生反應生成硫酸鉛與水.其反應式如下:Pb02+3H++HSO4+2e==PbSO4+2H2O 充電時,在外線路的作用下轉化為ρbO2與H2SO4放電時,二氧化鉛的ρb4+接受了負極送來的電子形成ρb+2與溶液中的硫酸根離子結合生成ρbSO4 .當硫酸鉛達到一定量時,變成沉淀物附著在極板上.充電時硫酸鉛中的鉛離子 的電子被外線路帶走轉化為 二氧化鉛.將水中 氫離子留在溶液中.氧離子與鉛離子結合生成二氧化鉛進入晶格,形成正極活性物質.

(二)負極板(負極活性物質)

在鉛酸蓄電池里,為了供負極活性物質充分與電解液發生反應,故將鉛制成多孔海棉狀,又稱為海綿鉛,在放電時,鉛給出外線路電子形成 Pb+2 與溶液的硫酸根 結合生成硫酸鉛,充電時,部分PbSO4首先溶解成Pb2+與SO4.Pb+2接受電子還原成鉛進入負極活性物質晶格。

( 三)電解液

硫酸是鉛酸蓄電池電解液中的重要原材料之一,市場上濃硫酸一般分為兩種:一種是工業用濃硫酸,純度較低,不適用于鉛酸蓄電池;另一種為純度較高的分析純,較適合于鉛酸蓄電池,硫酸的分子量為98,濃硫酸中硫酸含量為98%是無色透明油狀液體,具有很強的吸水性和腐蝕性,與水結合后,可放出大量的熱.所以在電解液配制過程中,一定要注意防護,以免出現危險,配制時,千萬不要把水加入濃硫酸中,而是將濃硫酸緩慢加入水中。鉛酸蓄電池電解液配制過程中,對水的要求較高,水中含雜質的多少,直接影響電池的質量.鉛蓄電池用水外觀是無色透明的,殘渣含量應小于0.01%.一般檢驗水的標準用電阻率(Ωcm)或電導率來表示,比較簡單的方法是:采用電阻率測量法:用數字式萬用表將檔位撥至20MΩ處,將萬用表兩只表筆相距1厘米,測出水的電阻阻值在5——10MΩ即可。

(四) 隔板

隔板也是鉛蓄電池主要組成部分之一,其質量對電池影響很大,隔板的主要功能是防止電池正負極板短路,蓄電池中,對隔板的要求是:采用多孔質隔板,允許電解液自由擴散和離子遷移,要有比較小的電阻,隔板孔徑要小.空隙總面積要大,要防止脫落的活性物質 到達對方的極板. 因此, 隔板的孔徑要小, 孔數要多。