铅酸电池介绍参数

铅酸蓄电池基础技术知识

  蓄电池是一种直流电源，是化学能转变为电能的一种装置。1860年法国普兰特发明铅酸蓄电 池，经过一百多年生产应用得到了不断改进，广泛应用于工业、农业、交通运输、邮电通讯科研等领 域。随着汽车、摩托车、电动车、邮电通讯和计算机事业迅速发展，铅酸蓄电池的需求量逐 年增加。

  本次讲座包括铅酸蓄电池基本原理、极板生产、电池组装、测试技术标准等，通过学习让大 家初步了解电池.极板基本知识,对本职工作起促进作用。本讲座涉及技术参数与凯鹰公司现 有控制参数不一定相同,仅作参照。

1、 铅酸电池充电放电工作原理是什么?

我们把铅酸蓄电池作为一个电化学反应体系,它是 :

       PbO2   H2SO4    Pb

     正极        电解液  负极

蓄电池在充.放电工作中进行如下反应 :

PbO2+2H2SO4+Pb   =  PbSO4+2H2O+PbSO4

从反应的结果看,正极和负极做功后,均生成硫酸铅。 不难看出这个放电反应的产物是双极生成硫酸铅。

负极: Pb+H2SO4-2e-→PbSO4+2H+

正极: PbO2+H2SO4+2H++2e-→PbSO4+2H2O

由负极上失去的两个电子经外电路流向正极。正极上 二氧化铅从外电路得到两个电子后,Pb4+离子变成Pb2+离子。

2.怎样按法拉第定律计算 蓄电池活性物质量?

双极硫酸盐化理论证明,蓄电池正、负极放电后生成硫酸铅,充电后又 分别转化为PbO2和Pb。要知道多少活性物质产生多少电量,用多少电量使硫酸铅转化为活性 物质,法拉第定律进行计算。电极上生成或消耗1克当量的任何物质，所需或产生的电量为 96500C（库[伦]）。蓄电池是以安时表示电量的。安时与法拉第之间的关系为：

1F=96500C=96500÷3600=26.8（Ah）

每安时需要多少克物质，由此引出电化当量， 以式表示：

           & ;nbs p; 电化当量=克当量/26.8（g/Ah）

负极：Pb失去2个电子，由零价变成2价，Pb的克当量为 207.2/2=103.6，电化当量为103.6/26.8=3.87（g/Ah）。

正极：PbO2得到2个电子，由 4价变成2价，PbO2的克当量239/2=119.6，电化学当量为119.6/26.8=4.46（g/Ah）。

上 述计算电化当量仅是理论值。蓄电池在实际使用中利用率较低，通常40%左右，最高达 55~60%  ，相当大一部分电量没有发挥，提高蓄电池利用率是制造技术的一大难 题。

3、 什么是蓄电池的额定容量？

蓄电池的额定容量是在放电容许的范围内，以指定的放电电 流、终止电压、电解液温度及电解液密度条件下，在完全充足电后所能提供的电量。制造厂 家把蓄电池的额定容量作为蓄电池型号的主要标志。一只蓄电池的额定容量：6-QA-120的蓄 电池，规定在20h率放电电流为6A，电解液密度1.280，终止电压1.75V，电解液温度为25℃ 时的额定容量为120Ah，计算公式：

        C=It=6×20=120Ah

国家标准以C20、C10、C5、C1等表示20h率、10h率、5h率、1h率等额 定容量。

蓄电池若电解液温度不是25℃，应进行修正，在10~40℃范围内，可按下式进 行换算：

      Ce=[1-0.01（t-25）]

式中 Ce—20h率蓄电池实测容量（Ah）

    t —放电终止时中间单格蓄电池电解液温度（℃）；

    0.01—每升高或降低1℃时的温度修正系数。

4、用铅钙合金制作板栅有什么优点，对其 缺点怎么办？

用600℃温度配制的铅钙(Pb-Ca)合金能生成Pb3Ca。Ca含量小于0.01%，可 获得较细小的结晶。优点是析氢过电位比含Sb的合金高约200mV，导电率高20%；比单用纯 Pb机械强度高。用在浮充条件下（邮电通讯电源）的变形度比纯Pb低。

Pb-Ca合金的缺 点是Ca易氧化、烧损。用作正板栅，腐蚀生成的PbO2膜中含有CaSO4 ，成为 PbSO4的结晶核，使PbSO4量增多，导电性和渗透性变差。此种合金电池不宜在高温下使用， 温度高达60℃，腐蚀严重，缩短电池使用寿命。在和PbO2物质结合处，形成钝化膜,虽能起 到一定的缓蚀作用,但它使正极充电接受能力变差,尤其对深度放电的电池比较明显。因此， 用Pb-Ca合金制备的电池不宜作深循环条件下使用，但用作固定通讯电源、电厂高压启动电源 ，有很长的使用年限。

用在摩托车小型密封电池的Pb-Ca合金中，添加铝（Al）0.02%、 锡（Sn）0.2%，有较好的化学稳定性。铝在熔铅表面形成一层防氧化膜，阻止钙的损失。铝 还有减少其他元素生成浮渣的作用，使合金成分保持相对稳定。

5、 板栅在铸型中常出现的质量问题有哪些，用什么办法处理？

扳栅在铸型中常出现的质量 问题有栅筋收缩、栅筋铸不满、黑斑、细筋。  

（1） 栅筋收缩。收缩部位有在极耳、有在板框。原因是局部温度过高，铅液冲入模腔后局部冷却 很慢，结晶粗糙。一折即断，不耐腐。

    处理办法：调整模具温度，局部脱模剂不宜太厚，用专用刀具轻刮一刮，使表面软木层变薄 ，效果比较好。

（2） 栅筋铸不满。原因是横腔内排气不畅，或排气道槽设计开凿不合理或有梗阻现象。此外，模 具合拢松紧不一，也会产生铅液断流，不易铸满。

    处理方法：调整或开通气道，使合金液冲型后，排气顺畅，模具合拢劲力一致。此外，铅液 温度和模具温度控制得当。脱模剂喷涂均匀。

   （3）发暗黑 斑。原因是合金来源不清楚，使用了劣质杂铅，或合金配制不良等，铅液中形成一层粘稠物 夹杂在里面,成型后出现黑斑点。

   处理方法：更新合金液，重 新配制新的合金。

（4）细筋。细筋部位有在水口附近，有在边框，也有在极耳附近， 厚型板栅表现较多。原因是模温过高，脱模剂炭化，板栅筋条成型时冷却不均匀，冷却快的 部位夺取了冷却慢的部位铅，性趁形成局部细筋。

处理办法：降低模温，刷去旧软木层 ，重新喷涂。对粗筋扳栅在浇口下出现较普遍，可采取局部加筋条的办法解决。

6．铅粉 是怎样制造的？

铅粉是由铅球在球磨机内磨制而成的一种低度氧化铅粉末。方法是把铅 熔化，铸成铅球或铅条切成小块，输入铅粉机内球磨。在一定温度条件下，氧化成细粉末， 再经过鼓风和抽风气流将铅粉带出，经集粉器收集而得。铅粉是蓄电池产生电能的基本材料 ，其质量差异对电池性能和使用寿命颇有影响。铅粉是按一定氧化度和视密度进行生产的。 一般规定氧化度70~80%，视密度1.2~1.5g/cm3。制造铅粉的球磨机，国内多采用风选式和鼓 风式两种机型。已有电池厂家引用巴顿式铅粉机制粉。一台日产4t的铅粉机，机内容球量 1.8t，转速31r/min，机温160~170℃（夹层温），细度全通过100目，鼓风风压 10.6~13.3kPa（80~100mmHg），抽风量略大于鼓风量使机内气流成负压状态。各控制参数是 以设备规格不同而区别。在磨粉过程中，鼓风气流是从主机空心主轴一端通人机内风管，气 压集中在被磨下的细铅粉末上，使其扬翻起来。抽风气流再从主机轴另一端将铅粉抽出，经 风选分离器把90%以上的铅粉沉降下来。气流带走的尘埃再经脉冲除尘器净化。