化学电源第4讲-铅酸蓄电池备课.pptxVIP

;主要参考书;第四讲 铅酸蓄电池;■ 铅酸电池概述;定义：用稀硫酸做电解液，用二氧化铅和铅分别作为电池的正负极的一种可充电酸性电池，二次电池中的一种。 ; 1859年，卡斯通和普朗特(GastonPlante) 发明铅酸蓄电池。他们用两片铅片作电极，中间隔以橡皮卷成的细螺旋作隔板，浸在10%的硫酸(H2SO4)溶液(密度1.06g/cm3)中，构成一个铅酸蓄电池。; 1881年末，有人提出了栅形板栅的设计，即将整体的平面铅板改成多孔板栅，将铅膏塞在小孔中。这种极板在保持活性物质不脱落方面比整体平面铅板好。; 1957年原西德阳光公司制成胶体密封铅酸蓄电池并投入市场，标志着实用的密封铅酸蓄电池的诞生。;汽车起动用蓄电池 固定型蓄电池 牵引用蓄电池 铁路客车用蓄电池 铁路内燃机车起动用蓄电池 摩托车用蓄电池 船舶用蓄电池 航空用蓄电池;形成式蓄电池：极板由纯铅铸成，活性物质 为铅本身在化成液中反复充放电而形成。 该类电池，通常配涂膏式或箱式负极。 涂膏式蓄电池：采用涂膏式极板。 即将铅氧化物用硫酸调成铅膏， 涂在合金板栅上，经干燥、化成形成活性物质。 管式蓄电池：用铅合金制成形状不同于板栅的骨架，骨架外编制纤维管，管中装入活性物质，形成铠甲式极板。 负极通常为 涂膏式极板;“化成”即“转化而成”之意，极板化成是指利用化学和电化学反应使极板转化成具有电化学特性的正、负极板的过程。 化成以前的极板其铅膏物质的主体部分相同，都是由氧化铅、金属铅、硫酸铅、三碱式硫酸铅、四碱式硫酸铅等物质相组成，原则上不存在正、负极板之分。化成之前的极板不存在铅酸蓄电池电化学反应的所需的正极活性物质二氧化铅。负极活性物质为海棉状铅。虽然在极板结构、工艺添加剂方面形成了正、负极板之分，但此时却不具备铅酸蓄电池放电的正、负极板条件。而通过化成这一过程，使得准备形成正极板的极板铅膏物质转化成为以二氧化铅为主体的物相结构而形成正极板，同时使得准备形成负极板的极板铅膏转化成以海绵状铅为主体的物相结构而形成负极板。化成是蓄电池制造很关键的一道工序，其转化过程的好坏都将直接影响到蓄电池的性能。;按电解液分： 干放电蓄电池 干荷电蓄电池 湿菏电蓄电池 带液充电蓄电池 按维护方式分： 免维护电池 少维护电池 ;开口式蓄电池 排气式蓄电池 防酸隔爆式蓄电池 防酸消氢式蓄电池 阀控式蓄电池 （AGM、胶体） ;4)蓄电池的命名方法、型号组成及其代表意义;常用蓄电池型号表示方法：6-QA-100、3-CQ-195、6-DZM-10、D-630、G（G）F-200、GFM-200 ;5)蓄电池的结构;; 壳体采用耐酸、耐热和耐震的硬橡胶或聚丙稀塑料制成整体式结构，壳体内分成６个互不相通的单格，每个单格内装有极板组和电解液组成一个单格的蓄电池。; 极板(板栅 ):以铅锑合金为骨架，上面紧密地涂上铅膏，经过化学处理后，正、负极板上形成各自的活性物质，正极的活性物质是PbO2，负极的活性物质是海绵铅，在成流过程中，负极被氧化，正极被还原，负极板一般为深灰色，正极板为暗棕色。; 电解液：铅酸蓄电池一律采用硫酸电解质，是电化学反应产生的必需条件。;6)铅酸蓄电池的优缺点 优点： 原料易得，价格相对低廉； 高倍率放电性能良好； 温度性能良好,可在-40～＋60℃的环境下工作； 适合于浮充电使用,使用寿命长,无记忆效应； 废旧电池容易回收,有利于保护环境. 缺点： 比能量低,一般为30～40Wh/kg； 使用寿命不及Cd/Ni电池； 制造过程容易污染环境,必须配备三废处理设备. ;■ 铅酸电池的相关基础理论;双硫酸盐理论： 放电后，两极活性物质都转化为硫酸铅，硫酸起传导电流的作用，并参加电池反应。;;负极板:一方面铅板有溶于电解液的倾向，因此有少量铅进入溶液生成Pb2+(被氧化)而在极板带负电；另一方面，由于Pb2+带正电荷，极板带负电荷，正、负电荷又要相互吸引，这时Pb2+离子又有沉附于极板的倾向。这两者达到动态平衡时，负极板相对于电解液具有负电位，其电极电位约为-0.1V。; 正极放电时有少量PbO2进入电解液与H2O发生作用，生成Pb(OH)4；而它不稳定，又很快电解成为Pb4+和OH-， Pb4+沉附在正极板上，使正极板具有正电位，达到动态平衡时，其电极电位约为+2.0V。; 放电过程是化学能变成电能的过程，这时正极的活性物质PbO2变为PbSO4，负极的活性物质海绵铅变为PbSO4，电解液中H2SO4分子不断减少，逐渐消耗生成H2O，H2O分子相应增加，电解液的相