电池修复基础学案.docVIP

铅酸蓄电池基础知识及维护的方法 前 言 铅酸蓄电池自发明至今，已有百余年的历史了。由于其适用范围广，性能稳定，价格相对低廉而得到广泛的应用。许多人对它是既熟悉又陌生，熟悉是因为常用或接触它，陌生是因为看不见它的内部结构，不了解它。为了便于开展电池修复业务，有必要知道些电池的基础知识。 一、铅酸蓄电池的构造与工作原理 （一）铅酸蓄电池的构造 在耐腐蚀的容器里装些稀硫酸，然后立着放一片主要成分是二氧化铅的极板，一片用金属铅作成的极板，再在它们中间夹片用橡胶等绝缘且耐腐蚀的材料做成的隔板，将两片极板隔开，就做成了一只单体铅酸蓄电池。用万用表的红、黑表笔分别接触这两块极板，可以量出它的电压约为2V。 主要成分是二氧化铅（PbO2）的极板叫正极板，用金属铅（Pb）作成的极板叫负极板，稀硫酸叫电解液。将一定规格长、宽、厚度、重量的极板通过一块铅条（汇流排）焊接组成极板组，正、负极板组交叉组装在一起，一般形式是负极板/隔板/正极板/隔板/负极板/隔板/正极板。。。。装入耐腐蚀的容器中，再灌注一定数量的电解液（稀硫酸），就可作成一定储电量（容量，比如电池上标的10AH、20AH、﹍、100AH等）的单体电池，其电压也是2V。将不同数量的相同的单体电池串联(一个电池的正极与一个电池的负极相连)组装在一起，就可作成一定规格电压和容量的电池。常见6V电池为3个2V单体电池串联组成、12V的为6个2V单体电池串联组成。 目前市面上常见的铅酸蓄电池外形多为塑料外壳的长方体形，每个电池不论大小都有两个端极（接线柱）。在电池上与正极板组相连向外输电的叫正极柱（正极端），它的电压高，正极接线柱旁边有“+”或红色标识；与负极板组相连的叫负极柱（负极端）。它的电压低，负极接线柱旁边有“-”或黑色标识。电池放电时电流的方向是由正极出，负极入；充电时相反，由正极入，负极出。 常见的铅酸蓄电池根据外型结构可分为开口式（俗称水电池）、富液免维护式、阀控密封式（俗称干电池）。开口式、富液免维护式为富液电池，电解液液面须高于极板。阀控密封式又分为两类：一类为贫液式，即阴极吸收式极板细玻璃纤维膜电池；另一类为胶体电池。对它们的要求是即使是将阀帽摘掉，也倒不出水（电解液）来。 在电池充电时开口式可通过注液口孔盖的小孔排气，由注液口补水调酸。富液免维护式由两侧排气口排气，不能补水调酸。阀控密封式装有单向排气阀，电池内气压大到一定值时，顶开阀帽排气，压力小后又关闭，外部气体不能进入电池内部，对电池补水调酸需摘掉阀帽。 （二）铅酸蓄电池的工作原理 电池是用装在它内部的物质自发地起化学反应而向外输电的，有些电池用了一段时间不好用了（电压低了）后就要废弃，这种电池叫一次电池，比如装在手电筒内的干电池。有些电池用了一段时间不好用了（电压低了）后，通过充电又可恢复再次使用，叫二次电池，铅酸蓄电池就是二次电池，这里的二次是多次的意思。铅酸蓄电池在充满电后,正极板是二氧化铅(PbO2),负极板是金属铅(Pb), 电解液是稀硫酸(H2SO4)，这三种东西在电池工作---放电时，被消耗而放出电来；然后又通过充电而恢复，已备下一次使用。所以，电池做工——放电，化学能→电能；电池充电，电能→化学能。正极板的二氧化铅(PbO2)、负极板的金属铅(Pb)、电解液硫酸(H2SO4)放电时自发发生化学反应释放电能，充电时参加电化学反应储备电能，是电池的活性物质。 具体在放电时，负极的铅有一部分被硫酸吃掉（发生氧化反应），产生硫酸铅(PbSO4)和氢离子（H+），这个过程中释放出电子(e)，产生电流，通过负载（灯泡、电动机等用电设备）传到正极板（电流方向和电子运动的方向相反，是由正极到负极）。正极的二氧化铅有一部分吸收负极传来的电子，同时也被硫酸吃掉（发生还原反应），生成硫酸铅和水，电池将储存的化学能转化为电能释放出来。电池放电时，电压是下降的，硫酸的浓度也是下降的。 负极上的反应： Pb + H2SO4 → PbSO4 + 2H+ +2e 正极上的反应： PbO2 + H2SO4 +2H+ + 2e → PbSO4 + 2H2O 充电时，在电流的作用下，正、负极恢复原状，电解液中的硫酸浓度回升，电池的电压升高，电池被还原，其过程与上面所说放电过程相反，电能转化为化学能储存起来，为下一步工作准备，这样就可反复循环使用。 电池放电和充电的反应原理总表述如下： 正极 电解液 负极 正极 电解液 负极 放电