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蓄电池是电池中的一种。蓄电池的作用是能把有限的电能储存起来,在合适的地方使用。蓄电池的工作原理就是把化学能转化为电能。
它用填满海绵状铅的铅板作负极,填满二氧化铅的铅板作正极,并用22~28%的稀硫酸作电解质。在充电时,电能转化为化学能,放电时化学能又转化为电能。电池在放电时,金属铅是负极,发生氧化反应,被氧化为硫酸铅;二氧化铅是正极,发生还原反应,被还原为硫酸铅。电池在用直流电充电时,两极分别生成铅和二氧化铅。移去电源后,它又恢复到放电前的状态,组成化学电池。铅蓄电池是能反复充电、放电的电池,叫做二次电池。它的电压是2V,通常把三个铅蓄电池串联起来使用,电压是6V。汽车上用的是6个铅蓄电池串联成12V的电池组。铅蓄电池在使用一段时间后要补充硫酸,使电解质保持含有22~28%的稀硫酸。
蓄电池的种类:铅酸蓄电池:铅酸蓄电池的维护就比较麻烦一些,他需要添加蒸馏水和调节电解液的浓度。除了上面提到的免维护蓄电池的保养项目外,还需注意以下两个方面:一是检查调整电解液的高度和浓度,电解液的高度要在较高(MAX)和较小(MIN)之间,过低会减小蓄电池的容量,使板产生硫化,过高会溢出到蓄电池表面腐蚀桩、导线以及车身。电解液的浓度对蓄电池的工作状况有很大的影响,冬天电解液的硫酸浓度要调整到1.28克/毫升,注意浓度测量和调整时一定要在蓄电池充满电的情况下进行;二是要清理疏通排气管,保持排气管通气良好,把充电过程中发生的废气及时排出,否则会导致电解液从加液孔溢出,严重的甚至能导致蓄电池炸裂。
对于传统的干荷铅蓄电池(如汽车干荷电池、摩托车干荷电池等)在使用一段时间后要补充蒸馏水,使稀硫酸电解液保持1.28g/ml左右的密度;对于免维护蓄电池,其使用直到寿命终止都需要添加蒸馏水。总反应:Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)可逆符号2PbSO4(s)+2H2O(l) 放电时:负Pb(s)-2e-+SO42-(aq)=PbSO4(s) 正PbO2(s)+2e-+SO42-(aq)+4H+(aq)=PbSO4(s)+2H2O(l)总Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)=2PbSO4(s)+2H2O(l)
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电解液在铅酸蓄电池的化学反应中,起到离子间导电的作用,并参与蓄电池的化学反应。电解液由纯硫酸(H:S0.)与蒸馏水按一定比例配制而成,其密度一般为1.24~1.30g/cm’。根据季节和地区选择电解液密度。液面应高出板(隔板)上平面10-15mm。4.铅酸蓄电池的壳体 壳体用于盛放电解液和板组,应该耐酸、耐热、耐震。壳体多采用硬橡胶或聚丙烯塑料制成,为整体式结构,底部有凸起的肋条以搁置板组。壳内由间壁分成3个或6个互不相通的单格,各单格之间用铅质联条串联起来,(图示)。壳体上部使用相同材料的电池盖密封,电池盖上设有对应于每个单格电池的加液孔,用于添加电解液和蒸馏水,以及测量电解液密度、温度和液面高度。加液孔盖上的通风孔可使蓄电池化学反应中产生的气体顺利排出。
恒定电压充电法在充电过程中,充电电压保持不变,叫做恒定电压充电法,简称恒压充电法或等压充电法。由于恒压充电开始至后期,电源电压保持一定,所以在充电开始时充电电流相当大,大大超过正常充电电流值。但随着充电的进行,蓄电池端电压逐渐升高,充电电流逐渐减小。当蓄电池端电压和充电电压相等时,充电电流减至小甚至为零。由此可见,采用恒压充电法的优点在于,可以避免充电后期充电电流过大而造成板活性物质脱落和电能的损失。但其缺点是,在刚开始充电时,充电电流过大,电活性物质体积变化收缩太快,影响活性物质的机械强度,致使其脱落。而在充电后期充电电流又过小,使板深处的活性物质得不到充电反应,形成长期充电不足,影响蓄电池的使用寿命。所以这种充电方法一般只适用于无配电设备或充电设备较简陋的场合,如汽车上蓄电池的充电,1号至5号干电池式的小蓄电池的充电均采用等压充电法。采用等压充电法给蓄电池充电时,所需电源电压:酸性蓄电池每个单体电池为2.4~2.8V左右,碱性蓄电池每个单体电池为1.6~2.0V左右。