酸性蓄電池的結(jié)構(gòu)與工作原理是什么?
酸性蓄電池的結(jié)構(gòu)
凡是以呈酸性水溶液作為電解質(zhì)的蓄電池統(tǒng)稱為酸性蓄電池,其中最為典型的是鉛酸蓄電池。酸性蓄電池主要優(yōu)點(diǎn)是工作電壓較高,使用溫度寬,高低速率放電性能良好,原料來源豐富,價(jià)格低廉。其缺點(diǎn)是能量密度較低,使其體積、重量較大。
酸性蓄電池主要由容器、極板和隔板三部分組成。酸性蓄電池的容器是用來儲(chǔ)盛電解液和支撐極板的,所以它必須具有防止酸液漏泄、耐腐蝕、堅(jiān)固和耐高溫等特性。根據(jù)材料不同,常用的鉛酸蓄電池容器有玻璃槽、鉛襯木槽、塑料槽和硬橡膠槽四種。
酸性蓄電池工作原理
鉛蓄電池的兩組極板插入稀硫酸溶液里發(fā)生化學(xué)變化就產(chǎn)生電壓。通入直流電時(shí)(充電),在正極板上的氧化鉛變成了棕褐色的二氧化鉛(PbO2),在負(fù)極板上的氧化鉛就變成灰色的絨狀鉛(Pb,也叫海綿狀鉛)。鉛蓄電池放電時(shí),正負(fù)極板上的活性物質(zhì)都吸收硫酸起了化學(xué)變化,逐漸變成了硫酸鉛(PbSO4),當(dāng)正負(fù)極板上的活性物質(zhì)都變成了同樣的硫酸鉛后,蓄電池的電壓就下降到不能再放電了。此時(shí)需要對(duì)蓄電池充電,使其恢復(fù)成原來的二氧化鉛和絨狀鉛,這樣,蓄電池又可以繼續(xù)放電。在蓄電池中產(chǎn)生的化學(xué)變化是可逆的,用方程式表示如下:
由上式可以看出,充電時(shí)電解液稀硫酸的密度會(huì)增加;放電時(shí)由于生成水,密度降低。酸性蓄電池的電動(dòng)勢,主要與電解液密度有關(guān)。密度高,電動(dòng)勢也高。用經(jīng)驗(yàn)公式表示有下述關(guān)系:
式中:
E——蓄電池的電動(dòng)勢,V;
d——電解液的密度。
酸性蓄電池使用方法
充電方法
初次充電。新的或長期庫存的蓄電池,在使用前需經(jīng)過初次放電,其步驟如下:
①先將加水蓋旋出,除去蓋上小孔的封口,使其空氣通暢。
?、诩雍门渲频碾娊庖海涿芏葹?.285(注意配制電解液時(shí),應(yīng)把硫酸徐徐注入蒸餾水中),加至隔板以上10~15mm。
?、垭娊庖杭尤牒螅瑢㈦姵仂o置2~3h即可將電池的正負(fù)極與電源的正負(fù)極接好,準(zhǔn)備放電。
④初步充電按表2-59中所規(guī)定的電流和時(shí)間進(jìn)行。第一階段電流充電使每個(gè)小電池的端電壓上升至2.4V,然后改用第二階段電流充電,直到電壓和電解液比在3h內(nèi)基本不再變動(dòng)為止。
經(jīng)常性充電方法。酸性蓄電池的經(jīng)常性充電分兩個(gè)階段進(jìn)行,充電電流和時(shí)間見表2-59。第一階段充電,使蓄電池電壓上升至每個(gè)電池2.4V左右,然后轉(zhuǎn)入第二階段充電,直到電解液密度達(dá)到1.285并上下均勻一致,則充電完畢。
電解液的調(diào)整與補(bǔ)充
蓄電池在充電過程中,因發(fā)生氣體使電解液中的水分減少而液面有所降低。硫酸雖然亦有少許的飛濺,但是損失極少,故補(bǔ)充液面至原來高度時(shí),只許加水,切不可加酸。若充電完畢后電解液密度低于原來值,應(yīng)按制造廠的要求,可補(bǔ)加密度1.35~1.40的稀硫酸來調(diào)整,若密度高于原來值,可加蒸餾水來調(diào)整。
調(diào)整電解液密度的工作應(yīng)在正常充電后進(jìn)行。然后再用普通充電電流的一半,再充電30分鐘或1小時(shí),以便使電解液混合均勻,若測得密度仍有差別則應(yīng)按以上方法反復(fù)進(jìn)行直到蓄電池組的密度達(dá)到規(guī)定為止。