閥控鉛酸蓄電池基礎(chǔ)理論

一、基本概念：

1、電池電壓：

a、開路電壓：電池在開路狀態(tài)下的端電壓。

b、工作電壓：電池接通負荷后在放電過程中顯示的電壓。工作電壓與放電條件有關(guān)，放電電流越大，工作電壓越

低；溫度越低，工作電壓越低。

2、電池的容量：

a、電池的理論容量：活性物質(zhì)按法拉第定律計算而得的最高理論值。

b、電池的實際容量：電池在一定條件下所能輸出的電量。它等于放電電流與放電時間的乘積。單位:AH。

c、電池的額定容量：按國家或有關(guān)部門頒布的標準，保證電池在一定條件下的最低限度的容量。

正常情況下，三者的關(guān)系是：理論容量〉實際容量〉額定容量.

3、電池的內(nèi)阻：

電流通過電池的內(nèi)部時受到阻力，使電池的電壓降低。電池的阻不是常數(shù)，因為活性物質(zhì)的組成、電解液溫度和

濃度都在不斷的變化。內(nèi)阻可分為歐姆內(nèi)阻和極化阻，歐姆內(nèi)阻符合歐姆定律；極化電阻隨著放電流的增大而增大，

但不是直線關(guān)系而是對數(shù)關(guān)系。

4、正極活性物質(zhì)：

正極活性物質(zhì)有α－pbO2和β－pbO2兩種晶型。β－pbO2具有較高的活性及利用率。α－pbO2具有較好的機械強

度和較大的尺寸。當α－pbO2/β－pbO2為0.8時，電池具有最好的深放電能力。

二、閥控電池中應(yīng)用的基礎(chǔ)理論

1、鉛鈣錫鋁合金

1)特點：

a、內(nèi)阻小，其電阻率約為22×10－6?•cm，接近純鉛；

b、析氫超電勢高，水的分解電壓高于鉛銻合金組成的蓄電池，約200mV～250mV，所以失水少，具有較好的維護性

；

c、鈣為負電勢，正極中的鈣不會轉(zhuǎn)移至負極，因此不會加速自放電。

2)加入錫的作用：

a、改善板柵與活性物質(zhì)界面，提高電極的充電接受能力：

b、增加合金的力學性能；

c、降低極化和腐蝕，提高電池深放電能力;

d、改善合金的流動性能。

3)加入鋁的作用：

形成氧化薄膜，防止熔融態(tài)鈣合金中鈣的損失。當有鋁存成時，鈣含量可在36小時無變化。

2、鉛粉：

a、種類：從制造方法上有兩種，由球磨法生產(chǎn)的鉛粉為島津粉；由氣相氧化制的鉛粉為巴頓粉。我公司目前使用

的是巴頓粉。

b、制造過程：氣相氧化法制造鉛粉，是將熔融態(tài)的鉛與空氣混合進行氣相氧化，利用葉輪的高速旋轉(zhuǎn)，使鉛液與

空氣充分接觸，生產(chǎn)氧化度高達70％的鉛粉，再利用穩(wěn)定的氣流把鉛粉吹至鉛粉收集器中。在制鉛粉過程中，應(yīng)嚴格

控制反應(yīng)溫度，α－pbO2在于488℃以以生成，穩(wěn)定產(chǎn)物；β－pbO2在488℃以上生成，極板固化、干燥后優(yōu)先轉(zhuǎn)化為

4BS，極板具有較長的使用壽命，但初容量低.

3、和膏：

采用砂型鉛膏，加水過程一定要快，防止金屬鉛大量氧化。鉛粉中的鉛應(yīng)在固化過程中完成氧化，以保證極板良

好的性能和機械強度?？焖偌铀崾遣辉试S的，否則會導致鉛膏溫度急劇上升，影響相組成。

4、極板固化：

在控制相對濕度、溫度和時間的條件下，使極板失去水份和形成可塑性物質(zhì)，進而凝結(jié)成微孔均勻的固態(tài)物質(zhì)。

作用：

a、鉛膏中的鉛進一步氧化，在正負極中殘余的鉛分別減少到2％和5％左右，化成后可望獲得堅固的活性物質(zhì)和良

好的外觀。

b、在固化過程度中，鉛膏物質(zhì)繼續(xù)進行堿式硫酸鉛的結(jié)晶過程度，在較低溫度下生產(chǎn)3BS，溫度高于80℃時有利

于4BS的生成，通過固化使板柵表面生成氧化鉛的腐蝕膜，增強板柵與活性物質(zhì)的結(jié)合。固化不良的危害：脫粉、掉

塊、產(chǎn)生表面裂紋。

5、電池化成

a、化成目的：在極板上形成活性物質(zhì)的過程，對于涂膏式極板和管式極板，是用電化學方法在正極上形成二氧化

鉛，在負極上生成海綿狀鉛。

b、化成方式：極板化成和電池化成。極板化成是將極板放在專門的化成槽內(nèi)，多片正負極板相間地連接起來與直

流電源相間，灌入電解液通電。電池化成是指，不需要專門化成槽，而是生極板裝配成電池，灌入電解液通直流電。

三、雜質(zhì)的危害

雜質(zhì)能夠使電池的氧析出，增大自放電，危害比較大的是鐵、錳、砷、氯、銅等。如一價鐵離子在電池參加的副

反應(yīng)如下：

正極：pbO2＋3H＋＋HSO4－＋2Fe2＋=pbSO4＋2H2O＋2Fe3＋

負極：pb＋HSO4－＋2Fe3＋=H＋＋2Fe2＋

機理：一些可變價態(tài)的鹽類，它們的低價態(tài)可以在正極被氧化，同時二氧化鉛還原；被氧化的高價態(tài)可通過對流、擴散達到負極，在負極進行還原過程；同進負極活性質(zhì)被還原，還原態(tài)的離子又藉助于擴散、對流達到正極重新被氧化，如此反復循環(huán)。