早在1801年,一位名叫尼古拉高瑟罗特(Nicolas Gautherot)的法国科学家就观察到,在电解试验中,即使断开主电池,也有极少量的电流。1859年,一位名叫Gatson的科学家研制出了铅酸电池,这是第一种用反向电流充电的电池。
这是铅酸电池的最初版本,后来卡米尔阿方斯福雷对它做了很多改进。最后,亨利七世在1886年发明了实用的铅酸电池。因此,本文简要介绍了铅酸蓄电池的结构、工作原理和主要类型。
基本结构
铅酸电池分为可充电电池和二次电池。虽然能量与体积和能量与重量的比率最小,但铅酸电池有能力提供增加的浪涌电流。这对应于铅酸电池的大功率重量比。
这些电池使用过氧化铅和海绵铅将化学能转化为电能。这些主要用于变电站和电力系统,因为它们提高了电池电压水平和最低的成本。
在铅酸蓄电池的结构中,极柱和容器是关键部件。各组件的详细功能简述如下,其结构图如下:
1.容器
组件由硬橡胶、涂铅木材、玻璃、沥青成分制成的硬橡胶、陶瓷材料或锻造塑料制成,放置在顶部以消除任何类型的电解液排放。容器底部有四根筋,两根放在正极板上,另一根放在负极板上。
此外,棱镜作为两个板的基底,它还保护板不会短路。用于制造容器的零件应不含硫酸、弯曲或渗透,也不含任何会导致电解质损坏的杂质。
2.电线杆
铅酸电池中的电极以不同的方式构造,它们都由类似类型的板栅组成,板栅由活性成分和铅组成。对于栅极来说,建立电流的传导性并将相同量的电流分散到有源元件是非常重要的。如果分布不均匀,活动组件将会松动。
铅酸蓄电池中的电极板有两种,即植物板/异形板和浮雕板/粘合板。
模压极板主要用于静态电池,重量大,价格贵。然而,它们具有长的耐久性,即使在连续充放电期间也不容易损失活性成分,并且具有最小的重量比。
糊工艺板多用于制作负极板,不用于制作正极板。负极活性组分有些复杂,在充放电过程中发生了细微的变化。
3.活动组件
充放电过程中积极参与电池内化学反应过程的成分称为活性成分,包括:
过氧化铅——形成正极活性成分。
引线3354的材料形成负极活性成分。
稀硫酸——主要用作电解液。
4、隔板
这些是由多孔橡胶、涂层铅木和玻璃纤维制成的薄板。分离器位于电极之间,以提供有效的绝缘。它们的一侧有凹槽形状,而其他边缘有光滑的表面。
5、电池边缘
它有直径为17.5毫米和16毫米的正负边。
操作原理
由于硫酸是用作电池的电解液,当它溶解时,其中的分子以SO4(负离子)和2H(正离子)的形式分散,它们会自由移动。当这些电极浸在溶液中,并提供DC电源时,正离子将移动并向电池的负极边缘移动。同样,负离子也会向电池正极一侧移动。
每个氢离子和硫酸根离子从阴极和阳极收集一个和两个电子和负离子,它们与水反应。产生氢气和硫酸。上述反应产生的产物与氧化铅反应形成过氧化铅。这意味着在充电过程中;铅阴极元素本身保持为铅,而铅阳极形成为深棕色的过氧化铅。
当没有DC电源时,如果用电压表连接电极,就会显示出电极间的电位差。当电极之间有导线连接时,电流会通过外部电路从负极板流向正极板,这意味着电池具有提供电能的能力。
麦
铅酸电池有五种,下面依次介绍。
1.满液式3354这是一种传统的发动机点火式,带牵引电池。电解液在电池部分自由移动。使用这种类型的人可以访问每个电池,当它干涸时,他们可以向它加水。
2.密封型3354这种铅酸电池只是对浸入式电池的微小改变。虽然人们无法触及电池中的每一块电池,但内部设计几乎与浸没式电池相似。这种类型的主要变化是有足够量的酸来承受整个电池寿命期间化学反应的平稳流动。
3.VRLA 3354型这些被称为阀控式铅酸蓄电池,也称为密封电池。数控程序允许在充电过程中安全释放氧气和H2气体。
4.AGM 3354型这是一种吸收式玻璃磨砂电池,它允许电解液停留在极板材料附近。这种电池增强了放电和充电过程的性能。这些特别适合动力运动和发动机起动应用。
5.凝胶型3354这是一种湿式铅酸电池,这种电池中的电解液与二氧化硅有关,二氧化硅会使材料变硬。与其他类型的电池相比,该电池的充电电压最小,而且灵敏度也更高。
化学反应
电池内的化学反应主要发生在放电和充电过程中。当电池完全放电后,正极和负极分别为PbO2和Pb。当这些通过电阻连接时,电池将放电,充电时电子将具有相反的路径。H2离子移动到阳极,变成原子。它与PbO2接触形成白色PbSO4。
类似地,硫酸根离子移动到阴极并在到达时形成SO4。它与铅阴极反应生成硫酸铅。它的化学式如下:
2H=H2O中央银行
PbO H2SO4=PbSO4 2H2O
2H=pbso 42H2O
在充电期间,阴极和阳极连接到DC电源的负极和正极边缘。正H2离子向阴极移动,它们获得两个电子并形成H2原子。它与硫酸铅发生化学反应,生成铅和硫酸。
硫酸铅2H2O 2H=硫酸铅2H2O 4
两个过程的组合方程如下图所示:
注:此处向下箭头表示放电,向上箭头表示充电过程。
生命周期
铅酸蓄电池的最佳工作温度为25C,即77f,温度范围的增大会缩短使用寿命。根据这一规律,温度每升高80 ,电池的半衰期就会缩短,而铅酸蓄电池在25下工作的寿命是10年.然而,在33下运行时,它的寿命只有5年。
主要应用
铅酸电池被广泛使用。以下是其中的一些:
它用于应急照明,并为污水泵提供动力。
用于电动机。
潜水艇。
核潜艇。
摘要
铅酸蓄电池是一种电极主要由铅及其氧化物制成,电解液为硫酸溶液的电池。它具有价格低廉、成分简单、可循环使用、性能稳定、安全稳定等优点,因此应用广泛。
标签:电池电极铅