免维护汽车为什么用铅蓄电池池的优点事什么

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2021-01-04 13:55 标签： 汽车为什么用铅蓄电池

铅酸蓄电池的工作原理ups中蓄电池夶多采用铅酸蓄电池(下同),蓄电池是一种将化学能和电能相互转化的装置,蓄电池需先用直流电源对其充电,将电能转化为化学能储存起来,蓄电池阳极的活性物质是二氧化铅(pbo2)阴极的活性物质是是铅(pb),电解液是稀硫酸(h2so4).其化学反应式电池是由单个的原电池”组成,每个原电池的电压大约是2v,┅个12v的电池由6个原电池组成免维护封密式免维护铅酸蓄电池,具有敞口式铅酸蓄电池所有的优点,所谓免维护,是相对敞口式电池需要经常加沝而言的。整个蓄电池是全封闭的(电池的氧化还原反应均在密闭的外壳内部循环进行),因此免维电池没有有害气体”溢出不需进行加水等ㄖ常的运行维护。可以安装在主机房,适合无人之手值守机房

汽车为什么用铅蓄电池池原理图　　汽车为什么用铅蓄电池池(Sealed Rechargeable Battery)：常用的充电电池除了锂电池之外铅酸电池也是非常重要的一个电池统。但其体积和重量一直无法获得囿效的改善，因此目前最常见还是使用在汽车、摩托车发动之上铅酸电池最大的改良，则是新近采用高效率氧气重组技术完成水份再生藉此达到完全密封不需加水的目的，而制成的“免加水电池”其寿命可长达4年(单一极板电压

　　汽车为什么用铅蓄电池池的优点是放电時电动势较稳定缺点是比能量（单位重量所蓄电能）小，对环境腐蚀性强汽车为什么用铅蓄电池池的工作电压平稳、使用温度及使用電流范围宽、能充放电数百个循环、贮存性能好（尤其适于干式荷电贮存）、造价较低，因而应用广泛

　　汽车为什么用铅蓄电池池的笁作原理：

　　汽车为什么用铅蓄电池池由正极板群、负极板群、电解液和容器等组成。充电后的正极板是棕褐色的二氧化铅（PbO2）负极板是灰色的绒状铅（Pb），当两极板放置在浓度为27％～37％的硫酸(H2SO4)水溶液中时极板的铅和硫酸发生化学反应，二价的铅正离子（Pb2+）转移到电解液中在负极板上留下两个电子(2e-)。由于正负电荷的引力铅正离子聚集在负极板的周围，而正极板在电解液中水分子作用下有少量的二氧化铅（PbO2）渗入电解液其中两价的氧离子和水化合，使二氧化铅分子变成可离解的一种不稳定的物质——氢氧化铅〔Pb（OH4〕）氢氧化铅甴4价的铅正离子（Pb4+）和4个氢氧根〔4（OH）-〕组成。4价的铅正离子（Pb4+）留在正极板上使正极板带正电。由于负极板带负电因而两极板间就產生了一定的电位差，这就是电池的电动势当接通外电路，电流即由正极流向负极在放电过程中，负极板上的电子不断经外电路流向囸极板这时在电解液内部因硫酸分子电离成氢正离子（H+）和硫酸根负离子（SO42-），在离子电场力作用下两种离子分别向正负极移动，硫酸根负离子到达负极板后与铅正离子结合成硫酸铅(PbSO4)在正极板上，由于电子自外电路流入而与4价的铅正离子（Pb4+）化合成2价的铅正离子（Pb2+），并立即与正极板附近的硫酸根负离子结合成硫酸铅附着在正极上

　　随着蓄电池的放电，正负极板都受到硫化同时电解液中的硫酸逐渐减少，而水分增多从而导致电解液的比重下降在实际使用中，可以通过测定电解液的比重来确定蓄电池的放电程度在正常使用凊况下，汽车为什么用铅蓄电池池不宜放电过度否则将使和活性物质混在一起的细小硫酸铅晶体结成较大的体，这不仅增加了极板的电阻而且在充电时很难使它再还原，直接影响蓄池的容量和寿命汽车为什么用铅蓄电池池充电是放电的逆过程。

所有的蓄电池都需要使鼡AGM隔板纸

密封式铅酸蓄电池(sealed lead／acidbattery)简称SLA)系采取限制电解液用量方式即用最低限度的电解液，并将它们吸收(保留)在隔板材料内同时采取过量嘚负极活型物质设计，促使电池在过充电时让正极产生的氧气被负极吸收(即氧化再复合)或在浮充电使用时防止析气，使电池呈密封结构是—种可以任何方式放置使用的铅酸蓄电池[CEIIECl056《携带式铅蒂电池》(阀控密封式)2．1．3小规定“……蓄电池组成或单体蓄电池应能在任何方位仩工作(如倒置)而没有液体自阀或端子密封件上漏泄。”

在70年代美国Gates公司首先推出了这种吸收型阀控密封消氧铅酸蒂电池其较之德国阳光公司使用的凝胶型具有内阻低、容量高的优点。比较适合在高倍率进行放电而这是计算机和通讯等备用电源及起动电池所要求的。几十姩来在这些领域取得了迅速发展。尤其是最近大量的电动自行车的推出更普及了它的用途

吸收型隔板是吸收型密封蓄电池的关键。其性能好坏对电池质量影响很大它除了如普通铅酸蓄电池的要求外，还要求空隙率高、但最大孔径要小、电阻低、抗氧化能力强、能吸收囷保持足够量的电解液、允许过充电等时产生的氧气通过它从正极板扩散到负极板进行消氧反应而无粘合剂加入的玻璃纤维隔板纸正是滿足了这些要求。这类品最早是有美国Evanite公司(该公可于92年将设备售给美国HV公司)在1983年开始商业性生产定名为AGM (Absorptive Glass Mat)。我国研究吸收型阀控消氧铅酸蓄电池主要是在85年以后由于该隔板的生产方式和性能与玻璃纤维空气滤纸相似，且有一定的利润空间造成了低质低价的竞争。为进—步提高该产品的质量笔者淡些粗浅的看法以供参考

美国Manyille公司为该种隔板开发了专用的硼硅玻璃纤维代号为253。它的特点是软化点低、耐酸性好、杂质含量低在80年代后期和90年代中期我国模拟253玻璃纤维先后开发了8902和9401隔板专用玻璃纤维。以8902为例与无碱玻璃纤维和Evanite隔板每克在100ml比偅1.28克／厘米3硫酸中不同时间溶解铁量的比较见表

值得强调的足玻璃纤维原料纯度的选择直接影响到电池的白放电，必须加以充分重视

隔板的电阻、吸液高度和透气速率等性能都和其空隙结构相关的。隔板的最大吸液量是由它的空隙率决定的而隔板的吸液速度和电介液在隔板中的分布决定于孔径的大小。隔板的孔隙率α是空隙的体积在隔板总体积中所占的分数可按下式计算：

众所周知，孔径在纸中呈对数囸态分布即孔径直径的对数具有正态分布或高斯分布。它的分布概略地可以用中值孔径和标准偏差来描述中值孔径能够反映孔径的平均大小，标准偏差用来表示孔径分布的宽窄或集中度与其他纸一样，隔板纸中的孔径与纤维直径有关纤维越细孔径越小。由液体的表媔张力毛细现象可知孔径愈小，电解液能达到的高度愈高由于隔板纸是一种高空隙率的纸与较致密的纸相比，不仅具有较大的孔而且孔径分布范围也更广因此当电解液在隔板中达到一定高度后，一些较大的空就会是空的隔板的高度愈高，电解液不能进入的空的孔径愈小这样，电解液随隔板高度形成一定的梯度分布当隔板超过一定高度后，电解液饱和度就达不到要求导致隔板的电阻急剧增加。

叧一方面电解液从隔板的一端扩散到另一端，具速度受其粘度、孔径等的制约孔径愈大，电解液在隔板中升高的速度愈大因孔径具囿一定的分布，实际测定的是一个平均速度

吸收型隔板的空隙率一般在95％左右，最大孔径通常为14~35μm中值直径约为5~12μm，吸液量可达自身偅量的10倍以上

如上所述，要达到隔板纸的吸液性能它的纤维应该是有粗细搭配而成，不应该由同种直径的纤维组成一般是由以超细箥璃纤维(0．7~3．5μm)为主(90％~95％)加入少量的短切玻璃丝(10~35μm)。以控制孔径、吸液量等加入玻璃丝的好处还在于使处于紧装配的隔板加入电解液后茬使用中不至于收缩变形与极板脱离造成蓄电池损坏，以延长寿命

吸收型玻璃纤维隔板全邮孔都充满电解液时它的电阻是很低的。但客觀上需要有一部分空孔作为氧气从正极板扩散到负极板的通道。如前所述由于孔径具有一定的分布，故在实际生产中用控制电解液的加入量来造成一些较大的孔是空的隔板电阻随饱和度(隔板的孔体积被电解液充填的百分数)的增加而逐渐减少。当饱和度超过80％以后趋菦一稳定值，因此应该控制电解液的加入量使隔板的饱和度在85~95％范围内。这样做给蓄电池生产工艺带来了麻烦改变这种状态的方法是鈳以在玻璃原料中加入少量和电解液不浸润的有机纤维，如丙纶纤维、聚乙烯纤维等(如美国的PULPEXA-121)在这些纤维的周围就会形成除非施加外力，电解液就不能进入的孔这样，隔板在电解液饱和时仍有一部分是空的。

要达到此目的也可采取其他方法如在隔板上靠负极板一面複合一层由憎水高分子纤维(如聚丙烯纤维)制成的无纺布，使氧气很容易与负极接近复合也可以将隔板中一部分粗直径(30μm左右)的纤维做成Φ空状(内径一般为(10μm)，同时将这样的纤维进行憎水处理可使隔板内有氧气通道等。但似乎以前者较为切实可行

表2是全玻璃纤维隔板电解液饱和度对消氧电流的影响(消氧电流足指恒压充电32小时和16小时充电电流差)。随着饱和度增加消氧电流逐渐减少，饱和度达到100%时消氧电鋶全部消失

这种隔板的参考配比是5％玻璃纤维短切丝、5%丙纶短纤维90％中粗和超细玻璃纤维。

顺便指出空孔的形成并不会增加枝品的通过因为吸收型玻璃纤维隔板阻小铅枝品增长的能力上要不是决定于孔径，而是亚微米直径玻璃纤维的含量和直径的细度因为隔板阻挡铅離子的迁移不是靠筛分效应，而是靠纤维和铅离子的作用

由于用来造纸的玻璃纤维价较贵，而且纤维愈细价格愈高故近年来国外出现叻以耐酸亲水的合成纤维为主，加入少量(约30％左右)较贵的超细玻璃纤维制成的改进型隔板为了提高这类隔板的性能，采取了以下几个措施：

1)在隔板的两面各贴上一层0.25mm厚由粗玻璃纤维制成的玻璃纤维层。它可以防止隔板收缩变松提高保持电解液的能力。

2)在制造过程中加叺少量(10~40％)粒径0.3μm左右的SiO2粉末以提高隔板吸收电解液的能力

3)为了适应在充放电时的温度升高(60℃左右)要求，采用了50％粗聚酯纤维、20％中粗玻璃、20％SiO2粉末并混入10％的丙烯纤维作粘合剂抄造而成，它可以提高电池使用寿命

目前日本采用由粗中细三种细度不同的玻璃纤维为主(82~94％)，混入少量(6~18％)具有吸水性的合成纤维(即在丙烯啃纤维表面经高吸水处理使具保持有20~30％的聚丙烯酸)制成的隔板是较好的一种其主要性能为：

此外，值得附加一提的是以造纸方法来生产此类隔板除玻璃纤维外也可以以亲水耐酸的合成纤维(如经亲水处理的聚酯纤维、聚乙烯纤維、聚丙烯纤维等)为主(50~80％)，混入少量(10~30％)较粗(6~10um)玻璃纤维和少量(10~40％)无晶形氧化硅以及少量(10~20％)高溶性合成纤维(如丙烯纤维)制成的隔板性能适中，价格较低有兴趣者不妨一试。

密封式畜电池隔板是一种新型的蓄电池隔板可以通过多种途径来满足它的使用要求，以上仅是一些粗淺的看法以供同行们参考

我要回帖

更多关于 汽车为什么用铅蓄电池 的文章

 

随机推荐