蓄電池的工作和特點(diǎn)

眾所周知，蓄電池(閥控式密封鉛酸蓄電池)也是鉛酸蓄電池，既然是鉛酸蓄電池，它就應(yīng)該有著與開口式鉛酸電池相同的作業(yè)原理。這就是說電池完結(jié)能量變換和能量貯存的載體與開口式的是一樣的，其參加電化學(xué)反響的物質(zhì)也是一樣的，都是在充電時(shí)，正極由硫酸鉛(PbSO4)轉(zhuǎn)化為二氧化鉛(Pb02)后將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能貯存在正極板中；負(fù)極由硫酸鉛(PbSO4)轉(zhuǎn)化為海綿狀鉛(海綿狀Pb)后將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能貯存在負(fù)極板中。在放電時(shí)，正極由二氧化鉛(PbO2)變成硫酸鉛(PbSO4)而將化學(xué)能變換成電能向負(fù)載供電，負(fù)極由海綿狀鉛(海綿狀Pb)變成硫酸鉛(PbSO4)而將化學(xué)能變換成電能向負(fù)載供電。當(dāng)然，肯定是要由正極和負(fù)極一起以同當(dāng)量同狀態(tài)下(如充電或放電態(tài))進(jìn)行電化學(xué)反響才干完結(jié)上述充電或放電進(jìn)程的，任何時(shí)候任何情況下都不可能由正極獨(dú)自或由負(fù)極獨(dú)自來完結(jié)上述電化學(xué)反響的。由此可知，如果一只電池中正極板是好的，而負(fù)極板壞了的話，那就等于這只電池變成了作廢電池了。相同，如果一只電池中的負(fù)極板是好的，而正極板壞了的話，這只電池也只能是一只作廢電池了。除此之外，正極板中能夠參加能量變換的物質(zhì)量(活性物質(zhì)的量)與負(fù)極板中能夠參加能量變換的物質(zhì)量(活性物質(zhì)的量)要彼此匹配。如果不匹配，一個(gè)多，一個(gè)少的話，那個(gè)多出來的部分是一種糟蹋，并且每一種參加電化學(xué)反響的物質(zhì)與另一物質(zhì)相匹配的量都是不同的，科學(xué)家們把每一種物質(zhì)可將一個(gè)安培小時(shí)的電量(1從)轉(zhuǎn)化為化學(xué)能貯存起來的該物質(zhì)的這個(gè)量叫做電化當(dāng)量(即電能與化學(xué)能彼此變換的適當(dāng)物質(zhì)的量)。每一種活性物質(zhì)的電化當(dāng)量都是由其電化反響方程式上鉤算出來的。以上所說的鉛酸蓄電池作業(yè)原理的全部內(nèi)容(包含電化當(dāng)量)能夠用如下電化學(xué)反響方程式來表明： PbO2+Pb+2H2S04 ←→2PBS04+2H20?

當(dāng)上述電化學(xué)反響式由左向右進(jìn)行時(shí)，是電池的放電反響。當(dāng)上述電化學(xué)反響式由右向左進(jìn)行時(shí)，是電池的充電反響。?

從該電化學(xué)反響式中能夠看出，在電池放電時(shí)，正極有必要有1個(gè)克分子量的二氧化鉛，負(fù)極有必要有1個(gè)克分子量的海綿狀鉛，一起還應(yīng)有2個(gè)克分子量的硫酸參加這個(gè)放電進(jìn)程才干順利進(jìn)行。使用法拉弟規(guī)律中的法拉弟常數(shù)，經(jīng)過上述電化學(xué)反響方程式，經(jīng)過核算后得知：二氧化鉛的電化當(dāng)量為從，海綿狀鉛的電化當(dāng)量為。這就是說：要使VRLA電池放出一個(gè)安培小時(shí)的電量來，正極有必要有的二氧化鉛活性物質(zhì)，一起負(fù)極有必要有海綿狀鉛活性物質(zhì)在足夠量的硫酸存鄙人才干如愿。要使VRLA電池放出100Ah的電量來，正極有必要有4146g二氧化鉛，負(fù)極要有3387g海綿狀鉛才干完結(jié)。這就從原理上說明晰電池的電容量為什么會(huì)是由活性物質(zhì)量的多少來決議的道理。這也是用戶在購買電池時(shí)，為什么說分量大的電池比分量小的電池其質(zhì)量好的根本原因地點(diǎn)。當(dāng)然，這兒列出的電化當(dāng)量只是一個(gè)理論值。VRLA電池除了有著與開口鉛酸蓄電池的電化學(xué)反響方法一樣的相同作業(yè)原理外，它還有著與開口鉛酸蓄電池所不一樣的作業(yè)原理，那就是陰極吸收原理，所謂陰極吸收原理指的是電池在充電時(shí)，特別是在充電晚期，正極會(huì)發(fā)生氧氣，因?yàn)殡姵厥侨芊獾模l(fā)生的氣體不會(huì)象開口電池那樣隨時(shí)都能夠經(jīng)過開口而散發(fā)到電池體外去，發(fā)生的氣體會(huì)在電池槽內(nèi)積累。跟著電池內(nèi)部積累的氣體量的不斷增多，電池內(nèi)部的壓力逐步上升。正因?yàn)殡姵貎?nèi)部存在著必定的內(nèi)壓，正極發(fā)生的氧氣會(huì)跑到負(fù)極上。因?yàn)檎龢O上生成的是氧原子，而氧原子又具有很強(qiáng)的氧化性，這種具有強(qiáng)氧化才能的氧原子跑到負(fù)極后，會(huì)將負(fù)極在充電時(shí)剛生成的也具有很大活性的海綿狀鉛氧化而生成氧化鉛，氧化鉛繼而與硫酸反響生成硫酸鉛和水，硫酸鉛正好又是負(fù)極放電的產(chǎn)品，硫酸鉛在充電時(shí)又生成海綿狀鉛，海綿狀鉛再吸收正極發(fā)生的氧而生成氧化鉛，這樣循環(huán)往復(fù)的重復(fù)進(jìn)行著這一反響，正極上發(fā)生的氧都被負(fù)極吸收了，再怎樣充電也不會(huì)有氧氣生成，電池內(nèi)部壓力不會(huì)持續(xù)上升，更用不著憂慮電池會(huì)發(fā)生爆破了。為了避免在特別情況下電池內(nèi)部因?yàn)闅怏w的聚積而增大內(nèi)部壓力引起電池爆破，在設(shè)計(jì)時(shí)，又特地在電池的上蓋中設(shè)置了一個(gè)安全閥，當(dāng)電池內(nèi)部壓力到達(dá)必定值時(shí)，安全閥會(huì)主動(dòng)敞開，釋放必定量氣體下降內(nèi)壓后，安全閥又會(huì)主動(dòng)封閉。以上所述，就是ⅧIA電池的陰極吸收原理。正因?yàn)榘l(fā)現(xiàn)和發(fā)明晰這種電池的陰極吸收原理，才干夠把開口式鉛酸蓄電池做成全密封的，電池才得以面世。?

當(dāng)然，要使電池的陰極吸收原理得以保持，排名靠前個(gè)先決條件就是電池有必要是密封的，不是密封的，電池內(nèi)部不存在必定的內(nèi)壓，正極生成的氧就不可能跑到負(fù)極被負(fù)極吸收，氧氣就會(huì)跑出去，跑掉了氧就等所以電池內(nèi)部的水跑掉了，電池失水了，就應(yīng)補(bǔ)水，需要補(bǔ)水也就不稱之為VRLA電池了，那就變成開口電池了。由此可見，電池密封功能的好壞是一個(gè)很關(guān)鍵的技術(shù)指標(biāo)，用戶在選擇電池時(shí)應(yīng)高度重視這一問題，哪怕是稍微有一點(diǎn)漏氣或滲液，也會(huì)直接影響到電池的使用壽命。電池組中如果呈現(xiàn)一塊這樣的電池，會(huì)因這塊電池首先變成落后電池而影響整個(gè)電池組的歸納功能，也會(huì)弓[起電池組中各電池電壓的不均衡而構(gòu)成惡性循環(huán)。其原因就在于此。?

當(dāng)然，要使電池的陰極吸收得以很好的進(jìn)行，要確保它的氣體復(fù)合率高，發(fā)生的氣體基本上都生成水又回到電池內(nèi)，除了氣密性是一個(gè)很重要的問題外，還應(yīng)考慮與之配套的辦法是否得力。例如：在結(jié)構(gòu)上，電池有必要是貧液式的，要留出足夠的空間和通道讓正極發(fā)生的氧能敏捷而又順利的跑到負(fù)極而被負(fù)極吸收，這也是VRLA電池為什么沒有多余電解液的原因地點(diǎn)。又如：選用的超細(xì)玻璃纖維隔板應(yīng)該有足夠大的孔率，以確保正極發(fā)生的氧能經(jīng)過隔板的小孑L跑到負(fù)極被吸收。因而，電池所用隔板的質(zhì)量好壞也是一個(gè)至關(guān)重要的問題。?

電池在充電時(shí)正極發(fā)生的氧因?yàn)楸回?fù)極吸收了，而能夠?qū)㈤_口的做成密封電池了，那么負(fù)極充電時(shí)發(fā)生的氫氣不是依然存在嗎?電池不是依然存在著失水和爆破的風(fēng)險(xiǎn)嗎?這一問題科學(xué)家們是經(jīng)過改動(dòng)負(fù)極合金配方，選用新的合金資料(如鉛鈣合金)，使氫在這種資料上放電(得到電子生成氫氣)的電位進(jìn)步了(叫做進(jìn)步了氫的過電位)正本充電電壓到達(dá)某一值時(shí)氫離子就要在陰極上放電，生成氫氣。因?yàn)殂U鈣合金的選用，充電電壓到達(dá)本來數(shù)值時(shí)氫離子不放電了，不生成氫氣了。但不論怎么改動(dòng)合金配方，也不論怎么進(jìn)步氫的過電位，當(dāng)充電電壓到達(dá)氫離子放電的電位時(shí)，氫氣總是要生成的。各生產(chǎn)廠家為什么都會(huì)給自己的電池規(guī)則一個(gè)在必定范圍內(nèi)的浮充電壓值，其道理就是要操控氫氣的發(fā)生，避免電池失水。

?