關鍵詞：蓄電池鉛酸蓄電池再生硫化蓄電池構造鉛酸蓄電池充電原理

鉛酸蓄電池充電原理



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。



構成鉛酸蓄電池之主要部分如下：



正極板過氧化鉛.PbO2- 活性物質



負極板海綿狀鉛.Pb - 活性物質



電解液稀硫酸 - 硫酸H2SO4 + 水 H2O 約37%



電池外殼



隔離板



其它液口栓.蓋子等[1]



原理



鉛蓄電池內的陽極PbO2及陰極Pb浸到電解液稀硫酸中，兩極間會產生2V的電力，這是根據鉛蓄電池原理，經由充放電，則陰陽極及電解液即會發生如下的變化：



陽極 電解液 陰極



PbO2 + 2H2SO4 + Pb - PbSO4 + 2H2O + PbSO4 放電反應



過氧化鉛 硫酸 海綿狀鉛



PbO2 中Pb的化合價降低，被還原，負電荷流動海綿狀鉛中Pb的化合價升高，正電荷流動。



陽極 電解液 陰極



PbSO4 + 2H2O + PbSO4 - PbO2 + 2H2SO4 + Pb 充電反應 必須在通電條件下



硫酸鉛 水 硫酸鉛



個硫酸鉛中鉛的化合價升高，被氧化，正電荷流入正極第二個硫酸鉛中鉛的化合價降低，被還原，負電荷流入負極。 [2]



1. 放電中的化學變化



蓄電池連接外部電路放電時，稀硫酸即會與陰、陽極板上的活性物質產生反應,生成新化合物『硫酸鉛』。經由放電硫酸成分從電解液中釋出，放電愈久，硫酸濃度愈稀薄。所消耗之成份與放電量成比例，只要測得電解液中的硫酸濃度，亦即測其比重，即可得知放電量或殘余電量。



2. 充電中的化學變化



由于放電時在陽極板，陰極板上所產生的硫酸鉛會在充電時被分解還原成硫酸,鉛及過氧化鉛,因此電池內電解液的濃度逐漸增加, 亦即電解液之比重上升，并逐漸回復到放電前的濃度，這種變化顯示出蓄電池中的活性物質已還原到可以再度供電的狀態，當兩極的硫酸鉛被還原成原來的活性物質時，即等于充電結束，而陰極板就產生氫，陽極板則產生氧，充電到階段時，電流幾乎都用在水的電解，因而電解液會減少，此時應以純水補充之。



構造



電動車用蓄電池,必須具備以下條件:



◎ 



◎ 耐震.耐沖擊



◎ 壽命長



◎ 保養容易



由于玻璃纖維管式鉛蓄電池是累積多次實驗結果而制成，故具有多項優點。



1.極板



根據蓄電池容量選擇適當規格極板及數量組合而成。于充放電時,兩極活性物質隨著體積的變化而反復膨脹與收縮。兩極活性物質中，陰極板之海綿狀鉛的結合力較強，而陽極板之過氧化鉛的結合力弱，因而在充放電之際，會徐徐脫落，此即為鉛蓄電池壽命受到限制的原因。期使蓄電池使用期限延長，能耐震并耐沖擊，則陽極板的改良即成當急要務。



玻璃纖維管式的陽極板: 此乃以玻璃纖維制的軟管接在鉛合金制的櫛狀格子蕊金上，在軟管和蕊金間充填鉛粉之后，將軟管密封，使其發生變化，產生活性化物質，由于活性化物質不會脫落，與電解液接觸亦良好,是一種非常好的極板材料。使用具有這種極板的蓄電池是電動車的選擇。編織式軟管乃以9micromμ的玻璃纖維編成管袋狀，彈性好，可耐膨脹或收縮，而且對電解液的滲透度也非常良好，此軟管乃是產品，長久以來，實用績效良好。



糊狀式極板: 就是將稀硫酸煉制之糊狀鉛粉涂覆在鉛合金制的格子上，俟其 干燥后所形成之活性物質。這種方式一直被采用在鉛蓄電池的陰極板上，同時亦使用在汽車，小貨車的蓄電池陽極板上。



2.隔離板



能防止陰、陽極板間產生短路，但不會妨礙兩極間離子的流通。而且經長時間使用，也不會劣化，或釋放雜質。鉛蓄電池一般都使用膠質隔離板。



3.電池外殼



耐酸性強，兼具機械性強度。電動車用的蓄電池外殼乃使用材質強韌之合成樹脂經特殊處理制成，其機械性強度特別強，上蓋亦使用相同材質，以熱熔接著。



4.電解液



電解液比重以20℃的值為標準，電動車用的蓄電池完全充電時之電解液標準比重為1.280。



5.液口栓



液口栓的功能為排出充電時所產生的氣體及補充純水，測定比重。



使用維護



電解液



鉛酸蓄電池的能提供電能主要的組份是正、負極板賀電解液。電解液的比重與液量對提供電能同樣重要。蓄電池液面高度應以高于極板10—15mm為宜，缺液時根據不同情況，及時補充蓄電池液或蒸餾水，否則將縮短蓄電池的使用壽命 市售干荷電蓄電池未加電解液，使用時需按說明書，補充電解液汽車一般加比重為：1.28左右的稀硫酸,在初次加酸后，靜置20分鐘，讓硫酸充分的擴散，并同正、負極板發生反應。然后，測試電解液的比重，補足到高于液面的酸量。如果測試比重的結果變化不大，可以使用。如果比重偏低，說明該電池因某種原因缺電，應補充電一定時間，以保證電池的壽命。



蓄電池液比重與蓄電池狀況請參照下表：



充足的電池 放電量為30% 放電量為



1.2750-1.285 1.170-1.190 1.050-1.070



但在檢測時，一旦出現兩單格間電解液比重差超過0.040，這表示蓄電池電解液失效或內極板已損壞，這時應更換蓄電池。



蓄電池使用中電解液消耗過快，一般是由于轎車行駛中的震動使電解液濺出，或因電解液大量蒸發所致。如果發現蓄電池電解液消耗過快，應進行如下方面的檢查：



1檢查蓄電池殼有無破裂，塞子是否旋緊，蓋子四周封口膠有無裂縫。如屬上述原因，應修理或更換外殼，修復后應添加電解液。 2檢查節壓器是否失調或限額電壓是否超過標準。如果是，應對節壓器進行檢修和調整。因為限額電壓過高可使充電電流過大，蓄電池長時間處于過充電狀態下，會引起蓄電池溫度升高，電解液沸騰，產生大量的氣泡向外蒸發，使電解液消耗過快。 在調整好節壓器后可向蓄電池內添加蒸餾水，因為蒸發損失的是水分。



外部維護



保持蓄電池外殼干燥、清潔，避免產生漏電。 保持蓄電池蓋的透氣孔清潔暢通。



保管



超過一個月不用汽車時，應斷開蓄電池負極電纜。 蓄電池接頭部位腐蝕、生銹、有污垢，會增大接觸抵抗，造成電流通過困難，在這種狀態下發電會增加燃油消耗，所以請用開水澆洗，清除后，安裝牢固正、負極電纜，涂抹上防銹脂。