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干粉蓄電池的工作原理是什么

鉅大LARGE  |  點擊量:10123次  |  2018年08月02日  

干粉蓄電池又稱干荷蓄電池,初次使用的時候,再添加電解液。它的原理跟普通蓄電池的原理是一樣,唯一不同就是它的正極和負極的活性物質(zhì)是以干燥狀態(tài)下儲存,這樣做的目的就是增加新蓄電池的儲存性能,防止在儲存過程中漏液,并且,由于是在干燥狀態(tài)下儲存,活性物質(zhì)很難發(fā)生變質(zhì),另外,就是初次使用的時候,不必再充電,充電解液之后能立即使用。


鉛酸蓄電池正極活性物質(zhì)是二氧化鉛,負極活性物質(zhì)是海綿鉛,電解液是稀硫酸溶液,其放電化學反應為二氧化鉛、海綿鉛與電解液反應生成硫酸鉛和水,Pb(負極)+PbO2(正極)+2H2SO4====2PbSO4+2H2O(放電反應)其充電化學反應為硫酸鉛和水轉化為二氧化鉛、海綿鉛與稀硫酸。2PbSO4+2H2O====Pb(負極)+PbO2(正極)+2H2SO4(充電反應)鉛酸蓄電池單格額定電壓為2.0V,一般串聯(lián)為6V、12V用于汽車、摩托車啟動照明使用,單體電池一般串聯(lián)為48V、96V、110或220V用于不同場合。電池內(nèi)正、負極板間采用電阻極低、雜質(zhì)少成分穩(wěn)定離子能通過的橡膠、PVC、PE或AGM隔板。鉛酸蓄電池充、放電化學反應的原理方程式如下:


正極:PbO2+2e+HSO4-+3H+==PbSO4+2H2O


負極:Pb+HSO4-==PbSO4+H++2e


總反應:PbO2+2H2SO4+Pb==2PbSO4+2H2O

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充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%

從以上的化學反應方程式中可以看出,鉛酸蓄電池在放電時,正極的活性物質(zhì)二氧化鉛和負極的活性物質(zhì)金屬鉛都與硫酸電解液反應,生成硫酸鉛,在電化學上把這種反應叫做“雙硫酸鹽化反應”。在蓄電池剛放電結束時,正、負極活性物質(zhì)轉化成的硫酸鉛是一種結構疏松、晶體細密的結晶物,活性程度非常高。在蓄電池充電過程中,正、負極疏松細密的硫酸鉛,在外界充電電流的作用下會重新變成二氧化鉛和金屬鉛,蓄電池就又處于充足電的狀態(tài)。正是這種可逆轉的電化學反應,使蓄電池實現(xiàn)了儲存電能和釋放電能的功能。


化學能轉換成電能的裝置叫化學電池,一般簡稱為電池。放電后,能夠用充電的方式使內(nèi)部活性物質(zhì)再生——把電能儲存為化學能;需要放電時再次把化學能轉換為電能。將這類電池稱為蓄電池(StorageBattery),也稱二次電池。


所謂蓄電池即是貯存化學能量,于必要時放出電能的一種電氣化學設備。


蓄電池(StorageBattery)是將化學能直接轉化成電能的一種裝置,是按可再充電設計的電池,通過可逆的化學反應實現(xiàn)再充電,通常是指鉛酸蓄電池,它是電池中的一種,屬于二次電池。它的工作原理:充電時利用外部的電能使內(nèi)部活性物質(zhì)再生,把電能儲存為化學能,需要放電時再次把化學能轉換為電能輸出,比如生活中常用的手機電池等。


它用填滿海綿狀鉛的鉛基板柵(又稱格子體)作負極,填滿二氧化鉛的鉛基板柵作正極,并用密度1.26--1.33g/mlg/ml的稀硫酸作電解質(zhì)。電池在放電時,金屬鉛是負極,發(fā)生氧化反應,生成硫酸鉛;二氧化鉛是正極,發(fā)生還原反應,生成硫酸鉛。電池在用直流電充電時,兩極分別生成單質(zhì)鉛和二氧化鉛。移去電源后,它又恢復到放電前的狀態(tài),組成化學電池。鉛蓄電池能反復充電、放電,它的單體電壓是2V,電池是由一個或多個單體構成的電池組,簡稱蓄電池,最常見的是6V,其它還有2V、4V、8V、24V蓄電池。如汽車上用的蓄電池(俗稱電瓶)是6個鉛蓄電池串聯(lián)成12V的電池組。

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對于傳統(tǒng)的干荷鉛蓄電池(如汽車干荷電池、摩托車干荷電池等)在使用一段時間后要補充蒸餾水,使稀硫酸電解液保持1.28g/ml左右的密度;對于免維護蓄電池,其使用直到壽命終止都不再需要添加蒸餾水。[1]


化學原理


方程式如下:


總反應:Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)可逆符號2PbSO4(s)+2H2O(l)


放電時:負Pb(s)-2e-+SO42-(aq)=PbSO4(s)


正PbO2(s)+2e-+SO42-(aq)+4H+(aq)=PbSO4(s)+2H2O(l)


總Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)=2PbSO4(s)+2H2O(l)


充電時電解池


陰極PbSO4(s)+2e-=Pb(s)+SO42-(aq)


陽極PbSO4(s)+2H2O(l)-2e-=Pbo2(s)+SO42-(aq)+4H+(a


注(充電時陰極為放電時負極)


物理構成


構成鉛蓄電池之主要成份如下:


陽極板(過氧化鉛.PbO2)--->活性物質(zhì)


陰極板(海綿狀鉛.Pb)--->活性物質(zhì)


電解液(稀硫酸)--->硫酸(H2SO4)+蒸餾水(H2O)


電池外殼、蓋(PPABS阻燃)


隔離板(AGM)


安全閥


正負極柱,正負極柱等


物理量聯(lián)系

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