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详解酸性蓄电池的结构与工作原理

2021-01-20 17:38
老陈说事
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凡是以呈酸性水溶液作为电解质的蓄电池统称为酸性蓄电池,其中最为典型的是铅酸蓄电池。酸性蓄电池主要优点是工作电压较高,使用温度宽,高低速率放电性能良好,原料来源丰富,价格低廉。其缺点是能量密度较低,使其体积、重量较大。

酸性蓄电池主要由容器、极板和隔板三部分组成。酸性蓄电池的容器是用来储盛电解液和支撑极板的,所以它必须具有防止酸液漏泄、耐腐蚀、坚固和耐高温等特性。根据材料不同,常用的铅酸蓄电池容器有玻璃槽、铅衬木槽、塑料槽和硬橡胶槽四种。

铅蓄电池的两组极板插入稀硫酸溶液里发生化学变化就产生电压。通入直流电时(充电),在正极板上的氧化铅变成了棕褐色的二氧化铅(PbO2),在负极板上的氧化铅就变成灰色的绒状铅(Pb,也叫海绵状铅)。铅蓄电池放电时,正负极板上的活性物质都吸收硫酸起了化学变化,逐渐变成了硫酸铅(PbSO4),当正负极板上的活性物质都变成了同样的硫酸铅后,蓄电池的电压就下降到不能再放电了。此时需要对蓄电池充电,使其恢复成原来的二氧化铅和绒状铅,这样,蓄电池又可以继续放电。在蓄电池中产生的化学变化是可逆的,用方程式表示如下:


由上式可以看出,充电时电解液稀硫酸的密度会增加;放电时由于生成水,密度降低。酸性蓄电池的电动势,主要与电解液密度有关。密度高,电动势也高。用经验公式表示有下述关系:

式中:

E——蓄电池的电动势,V;

d——电解液的密度。

充电方法

初次充电。新的或长期库存的蓄电池,在使用前需经过初次放电,其步骤如下:

①先将加水盖旋出,除去盖上小孔的封口,使其空气通畅。

②加好配制的电解液,其密度为1.285(注意配制电解液时,应把硫酸徐徐注入蒸馏水中),加至隔板以上10~15mm。

③电解液加入后,将电池静置2~3h即可将电池的正负极与电源的正负极接好,准备放电。

④初步充电按表2-59中所规定的电流和时间进行。第一阶段电流充电使每个小电池的端电压上升至2.4V,然后改用第二阶段电流充电,直到电压和电解液比在3h内基本不再变动为止。

经常性充电方法。酸性蓄电池的经常性充电分两个阶段进行,充电电流和时间见表2-59。第一阶段充电,使蓄电池电压上升至每个电池2.4V左右,然后转入第二阶段充电,直到电解液密度达到1.285并上下均匀一致,则充电完毕。

电解液的调整与补充

蓄电池在充电过程中,因发生气体使电解液中的水分减少而液面有所降低。硫酸虽然亦有少许的飞溅,但是损失极少,故补充液面至原来高度时,只许加水,切不可加酸。若充电完毕后电解液密度低于原来值,应按制造厂的要求,可补加密度1.35~1.40的稀硫酸来调整,若密度高于原来值,可加蒸馏水来调整。

调整电解液密度的工作应在正常充电后进行。然后再用普通充电电流的一半,再充电30分钟或1小时,以便使电解液混合均匀,若测得密度仍有差别则应按以上方法反复进行直到蓄电池组的密度达到规定为止。

责任编辑:YYX

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