铅酸蓄电池原理与构造(一)

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1、铅酸蓄电池的原理与构造(一)铅酸蓄电池的原理与构造（一）6推荐所谓蓄电池即是贮存化学能量，于必要时放出电能的一种电气化学设备。构成铅蓄电池之主要成份如下：　阳极板(过氧化铅.PbO2)--->活性物质阴极板(海绵状铅.Pb)--->活性物质电解液(稀硫酸)--->硫酸(H2SO4)+水(H2O)电池外壳隔离板其它(液口栓.盖子等)一、铅蓄电池之原理与动作铅蓄电池内的阳极(PbO2)及阴极(Pb)浸到电解液(稀硫酸)中，两极间会产生2V的电力，这是根据铅蓄电池原理，经由充放电，则阴阳极及电解液即会发生如下的变化：(阳极)(电解液)(阴极)PbO2+2H2SO4+Pb--->PbSO4+2H2O

2、+PbSO4(放电反应)(过氧化铅)(硫酸)(海绵状铅)　(阳极)(电解液)(阴极)PbSO4+2H2O+PbSO4--->PbO2+2H2SO4+Pb(充电反应)(硫酸铅)(水)(硫酸铅)1.放电中的化学变化蓄电池连接外部电路放电时，稀硫酸即会与阴、阳极板上的活性物质产生反应,生成新化合物『硫酸铅』。经由放电硫酸成分从电解液中释出，放电愈久，硫酸浓度愈稀薄。所消耗之成份与放电量成比例，只要测得电解液中的硫酸浓度，亦即测其比重，即可得知放电量或残余电量。2.充电中的化学变化由于放电时在阳极板，阴极板上所产生的硫酸铅会在充电时被分解还原成硫酸,铅及过氧化铅,因此电池内电解液的浓度逐渐增加,亦即

3、电解液之比重上升，并逐渐回复到放电前的浓度，这种变化显示出蓄电池中的活性物质已还原到可以再度供电的状态，当两极的硫酸铅被还原成原来的活性物质时，即等于充电结束，而阴极板就产生氢，阳极板则产生氧，充电到最后阶段时，电流几乎都用在水的电解，因而电解液会减少，此时应以纯水补充之。　二、电动车用蓄电池的构造电动车用蓄电池,必须具备以下条件:◎高性能◎耐震.耐冲击◎寿命长◎保养容易由于玻璃纤维管式铅蓄电池是累积多次实验结果而制成，故具有多项优点。1.极板根据蓄电池容量选择适当规格极板及数量组合而成。于充放电时,两极活性物质随着体积的变化而反复膨胀与收缩。两极活性物质中，阴极板之海绵状铅的结合力较强，而

4、阳极板之过氧化铅的结合力弱，因而在充放电之际，会徐徐脱落，此即为铅蓄电池寿命受到限制的原因。期使蓄电池使用期限延长，能耐震并耐冲击，则阳极板的改良即成当急要务。玻璃纤维管式的阳极板:此乃以玻璃纤维制的软管接在铅合金制的栉状格子(蕊金)上，在软管和蕊金间充填铅粉之后，将软管密封，使其发生变化，产生活性化物质，由于活性化物质不会脱落，与电解液接触亦良好,是一种非常好的极板材料。使用具有这种极板的蓄电池是电动车唯一的选择。编织式软管乃以9microm(μ)的玻璃纤维编成管袋状，弹性好，可耐膨胀或收缩，而且对电解液的渗透度也非常良好，此软管乃是最佳产品，长久以来，实用绩效良好.糊状式极板:就是将稀硫

5、酸炼制之糊状铅粉涂覆在铅合金制的格子上，俟其干燥后所形成之活性物质。这种方式一直被采用在铅蓄电池的阴极板上，同时亦使用在汽车，小货车的蓄电池阳极板上。　2.隔离板能防止阴、阳极板间产生短路，但不会妨碍两极间离子的流通。而且经长时间使用，也不会劣化，或释放杂质。铅蓄电池一般都使用胶质隔离板。3.电池外壳耐酸性强，兼具机械性强度。电动车用的蓄电池外壳乃使用材质强韧之合成树脂经特殊处理制成，其机械性强度特别强，上盖亦使用相同材质，以热熔接着。4.电解液电解液比重以20℃的值为标准，电动车用的蓄电池完全充电时之电解液标准比重为1.280。5.液口栓液口栓的功能为排出充电时所产生的气体及补充纯水，测定

6、比重。三、蓄电池的容量电动车用蓄电池的容量以下列条件表示之：◎电解液比值　　　　　　1.280/20℃◎放电电流　　　　　　　5小时的电流◎放电终止电压　　　　　1.70V/Cell◎放电中的电解液温度　　30±2℃1.放电中电压下降放电中端子电压比放电前之无负载电压（开路电压）低，理由如下：(1)V=E-I.RV：端子电压(V)　　I：放电电流(A)E：开路电压(V)　　　R：内部阻抗(Ω)(2)放电时，电解液比重下降，电压也降低。(3)放电时，电池内部阻抗即随之增强，完全充电时若为１倍，则当完全放电时，即会增强２～３倍。用于起重时之电瓶电压之所以比用于行走时的电压低，乃是由于起重用之油压

7、马达比行走用之驱动马达功率大，因此放电流大，则上式的I.R亦变大。2.蓄电池之容量表示在容量试验中，放电率与容量的关系如下：5HR....1.7V/cell3HR....1.65V/cell1HR....1.55V/cell严禁到达上述电压时还继续继续放电，放电愈深，电瓶内温会升高,则活性物质劣化愈严重，进而缩短蓄电池寿命。因此，堆高机无负重扬升时的电池电压若已达1.75v/cell(24cell的42v,1