鉛酸蓄電池基礎(chǔ)知識

1、鉛酸蓄電池基礎(chǔ)知鉛酸蓄電池基礎(chǔ)知識匯總識匯總第一章，概念篇第一章，概念篇一一.電池分類電池分類1、原電池原電池（一次電池） 原電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能的裝置。氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)分別 在原電池的負(fù)極和正極上發(fā)生，從而在外電路中產(chǎn)生電流。 普通的干電池為原電池。2、蓄電池蓄電池（二次電池） 放電到一定程度后，經(jīng)過充電又能復(fù)原續(xù)用的電池。3、儲備電池儲備電池 一種應(yīng)急的備用電源，平時密封保存，需用時予以激活，在最短的 時期內(nèi)供電。4、燃料電池燃料電池 是一種將存在于燃料與氧化劑中的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的發(fā)電裝置。二二.電池基本概念電池基本概念開路電壓：開路電壓：電池不放電時，電池兩極之間的電位差。工

2、作電壓：工作電壓：也叫負(fù)荷電壓或放電電壓，是指電池接入負(fù)荷工作時， 電池兩極之間的電位差。工作電壓小于開路電壓工作電壓小于開路電壓 U=IR+ir終止電壓終止電壓：是指電池放電時電壓下降到不宜再繼續(xù)放電時的最低工作電壓。不同放電制度下終止電壓不同，一般在高倍率、低溫條件下放電時終止電壓規(guī)定的要低一些。電壓電壓電池的定義電池的定義 電池的定義：化學(xué)能與電能相互轉(zhuǎn)換的裝置稱為電化學(xué)電池。在充電過程中將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能儲存起來，在放電過程中，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，供電氣使用。1、理論容量理論容量 為最高理論值2、實(shí)際容量實(shí)際容量 一定條件下所能輸出的電量，它等于放電電流與放電時間的乘積，單位AH. 3

3、、額定容量額定容量 國家標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的在一定條件下應(yīng)該放出的最低限度的容量。4、額定儲備容量額定儲備容量 常用于汽車蓄電池，不分蓄電池規(guī)格大小，一律以25A電流放電到終止電壓 為1.75V時的放電時間，以分種計。 容量容量放電速率放電速率常用時率和倍率表示。常用時率和倍率表示。時率：時率：以放電時間表示放電速率。 以某電流放電至規(guī)定的終止電壓所經(jīng)歷的時間。 如20小時率為60AH，即C20=60AH倍率倍率：是指電池放電電流數(shù)值為額定容量數(shù)值的倍數(shù)。 如0.1C20、3C20 自放電自放電自放電：自放電：存儲期容量降低的現(xiàn)象。 主要發(fā)生在負(fù)極，電解液存在金屬雜質(zhì)，會在負(fù)極形成腐蝕微電池 ，若存在

4、易氧化的雜質(zhì)，正極也會自放電。自放電率：自放電率：用單位時間容量降低的百分?jǐn)?shù)表示。 自放電原因：1.環(huán)境溫度過高； 2.電池活性物質(zhì)本身含有的雜質(zhì)； 3.電解液的硫酸不純。內(nèi)阻內(nèi)阻電流通過電池內(nèi)部時受到阻力，使電池電壓降低。電流通過電池內(nèi)部時受到阻力，使電池電壓降低。全內(nèi)阻：全內(nèi)阻：為歐姆內(nèi)阻和極化內(nèi)阻之和。歐姆內(nèi)阻：歐姆內(nèi)阻：由電極材料、電解液、隔膜及各部分零件的接觸電阻組成。與電池的尺寸、結(jié)構(gòu)、裝配松緊程度等都有關(guān)系。極化內(nèi)阻：極化內(nèi)阻：正、負(fù)極進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)時極化引起的電阻。與活性物質(zhì)本性、電極結(jié)構(gòu)、制造工藝有關(guān)，尤其與電池的工作條件有關(guān)，放電電流和溫度影響很大，極化內(nèi)阻隨電流密度增加而

5、增大，為非線性變化，低溫下全內(nèi)阻也會增加。低倍率放電時，全內(nèi)阻對電池性能影響不大，高倍率放電時，全內(nèi)阻明顯增大，影響較大。因內(nèi)阻存在，放電時端電壓低于開路電壓，充電式相反。因內(nèi)阻存在，放電時端電壓低于開路電壓，充電式相反。隔膜電阻是影響電池高倍率放電和低溫性能的主要因素之一。隔膜電阻是影響電池高倍率放電和低溫性能的主要因素之一。 電池能量電池能量在一定放電制度下，電池所能給出的電能，單位為 瓦時（WH）理論能量 W理=C理E實(shí)際能量 W實(shí)=C實(shí)U平 （平均工作電壓）常用比能量比能量比較不同的電池。比能量比能量是指電池單位質(zhì)量或單位體積所能輸出的能量。單位： WH/kg WH/L電池功率電池功率

6、在一定放電制度下，單位時間內(nèi)電池所能給出能量的大小，單位為 瓦（W）比功率：比功率：是指單位質(zhì)量電池所能給出的功率。單位： W/kg KW/kg比功率大表示可以承受大電流放電，也是電池的重要指標(biāo)之一。比功率隨比能量的增加而降低。比功率隨比能量的增加而降低。輸出效率輸出效率容量輸出效率容量輸出效率：放電輸出的電量與充電輸入的電量之比。 影響因素為副反應(yīng)。能量輸出效率：能量輸出效率：放電輸出的能量與充電輸入的能量之比。 影響因素為電池內(nèi)阻電池壽命電池壽命使用期限：使用期限：可供使用的時間，包括存放時間。使用周期：使用周期：可重復(fù)使用的次數(shù)。鉛酸電池300-500次。壽命終止原因：壽命終止原因：1、

7、容量逐漸下降 2、內(nèi)部短路運(yùn)行制度運(yùn)行制度運(yùn)行方式：運(yùn)行方式：1、充放電制：、充放電制：多用于移動式、小容量便攜式等，如一組使用、一組備用。2、連續(xù)浮充：、連續(xù)浮充：只要電池電壓低于供電電壓就進(jìn)行充電。3、定期浮充：、定期浮充：定期充電的一種方式。 連續(xù)浮充壽命較充放電制高連續(xù)浮充壽命較充放電制高1-2倍。倍。充電充電恒流充電：恒流充電：適用于串聯(lián)的電池組，落后的電池易于恢復(fù)，最好用于小電流長時間充電模式。缺點(diǎn)：開始階段電流過小，后期過大，時間長，析出的氣體多，對板極沖擊大，效率不高。免維護(hù)的電池不宜使用此方法，可用于長時間小電流的活化充電。變型：分段恒流充電。變型：分段恒流充電。充電充電恒壓

8、充電恒壓充電優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：是簡單、析氣體量小、時間短、能耗低、效率高。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：1、初期若電池放電過深，充電電流過大，電池可能會因過流而損壞。 2、若充電電壓選擇較低，后期電流過小，不適宜串聯(lián)數(shù)量多的電池組。 3、端電壓難補(bǔ)償，對落后的電池完全充電很難完成。恒壓限流充電：恒壓限流充電：充電電源與電池之間串聯(lián)電阻。快速充電：快速充電：以脈沖方式充電，并伴隨瞬時間大電流放電，使電極去極化。智能充電：智能充電：動態(tài)跟蹤電池狀態(tài)，調(diào)整電流、電壓進(jìn)行充電。均衡充電：均衡充電：全組電池不均衡，應(yīng)采用均衡充電消除差別，達(dá)到全電池組的均衡， 用小電流（約20h率的電流）進(jìn)行1h-3h的過充電，不能頻繁進(jìn)行。溫

9、度對容量的影響溫度對容量的影響 對電解液性能的影響 -50度時，H2SO4的粘度是常溫時的幾千倍 -40度時， H2SO4的電阻率為常溫的7倍左右內(nèi)阻的分布內(nèi)阻的分布 80AH 極板 17.8% 電解液 62.2% 隔板 20% 總和 1.19 毫歐 160AH 極板 32% 電解液 51% 隔板 17% 總和 0.72 毫歐 16000AH 極板 57% 電解液 29% 隔板 14% 總和 0.014 毫歐 電池放電后內(nèi)阻緩慢增加，接近放電終期時急劇增加，達(dá)到開始時的電池放電后內(nèi)阻緩慢增加，接近放電終期時急劇增加，達(dá)到開始時的2-3倍倍失效模式失效模式對壽命影響因素對壽命影響因素 1、干涸失

10、效 2、殼體滲漏 3、極板腐蝕變形 4、不可逆硫酸鹽化 1、放電深度 50% / 1000次，100% / 120次 2、過充電 3、溫度 10-35度范圍，隨溫度增加壽命延長，高于50度壽命縮短 4、酸濃度 酸濃度增加壽命降低 5、放電電流密度 大電流會造成正極活化物質(zhì)脫落熱失控?zé)崾Э?定義：定義：鉛酸電池在充電時，電流和溫度均升高且互相促進(jìn)的現(xiàn)象； 條件：條件：電解液較少，充電電流特別是末期電流較大； 原因：原因：充電末期時電流比較大，電解液溫度升高，氫氧過電位均降低；氣體的生成和析出使氣體復(fù)合通道增多，用于分解水的分解電流同步增大；二者均促使水分解加快。高溫高壓氣體生成的速率大于安全閥排

11、氣速度和氣體復(fù)合速度之和，使電池內(nèi)部溫度迅速升高； 結(jié)果：結(jié)果：溫度升高和電流的增大互相促進(jìn)，使電池內(nèi)部溫度可以高達(dá)120以上，軟化ABS外殼（ABS熔點(diǎn)為160 ），從而發(fā)生電池的膨脹； 預(yù)防：預(yù)防：充電電流不大于0.2C，末期定電壓充電或智能充電，正常充電時間不長于12小時；第二章，鉛酸蓄電池概述第二章，鉛酸蓄電池概述鉛酸蓄電池主要由正負(fù)極板、隔板、硫酸電解液、電池槽體等主鉛酸蓄電池主要由正負(fù)極板、隔板、硫酸電解液、電池槽體等主要部件組成。各種鉛蓄電池根據(jù)其用途的不同，各有不同的要求，要部件組成。各種鉛蓄電池根據(jù)其用途的不同，各有不同的要求，從而在結(jié)構(gòu)上也有差異。對于閥控密封型還有安全閥，

12、接線端子。從而在結(jié)構(gòu)上也有差異。對于閥控密封型還有安全閥，接線端子。一一.鉛酸蓄電池的基本結(jié)構(gòu)鉛酸蓄電池的基本結(jié)構(gòu)正負(fù)極板是由板柵和活性物質(zhì)構(gòu)成的。正負(fù)極板是由板柵和活性物質(zhì)構(gòu)成的。板柵的作用為支承活性物質(zhì)。板柵的作用為支承活性物質(zhì)。傳導(dǎo)電流，使電流分布均勻。傳導(dǎo)電流，使電流分布均勻。板柵的材料：起動型鉛蓄電池一般采用低銻多元合金，免維護(hù)電池采用板柵的材料：起動型鉛蓄電池一般采用低銻多元合金，免維護(hù)電池采用鉛鈣合金。鉛鈣合金。正負(fù)極活性物質(zhì)比例正負(fù)極活性物質(zhì)比例鉛酸蓄電池設(shè)計上正負(fù)極活性物質(zhì)利用率一般按鉛酸蓄電池設(shè)計上正負(fù)極活性物質(zhì)利用率一般按3033計算計算，正負(fù)極正負(fù)極活性物質(zhì)比例為活性物

13、質(zhì)比例為1：1，實(shí)際應(yīng)用中，負(fù)極活性物質(zhì)利用率一般比正極高，實(shí)際應(yīng)用中，負(fù)極活性物質(zhì)利用率一般比正極高，對于閥控鉛酸蓄電池，考慮到氧再化合的需要，負(fù)極活性物質(zhì)設(shè)計過，對于閥控鉛酸蓄電池，考慮到氧再化合的需要，負(fù)極活性物質(zhì)設(shè)計過量，一般宜為量，一般宜為1：1012。1.正負(fù)極板正負(fù)極板 汽車起動型電池隔板是由聚丙?。ㄆ嚻饎有碗姵馗舭迨怯删郾。≒P）、聚乙烯（）、聚乙烯（PE）、聚氯乙烯（）、聚氯乙烯（PVC）等材料制成的，它的主要作用是：）等材料制成的，它的主要作用是： 防止正負(fù)極板短路。防止正負(fù)極板短路。 使電解液中正負(fù)離子順利通過。使電解液中正負(fù)離子順利通過。 阻緩正負(fù)極板活性物質(zhì)的脫落

14、，防止正負(fù)極板因震動而損傷阻緩正負(fù)極板活性物質(zhì)的脫落，防止正負(fù)極板因震動而損傷。因此要求隔板要有孔率高，孔徑小，耐酸不分泌有害雜質(zhì)，有一定強(qiáng)度，在因此要求隔板要有孔率高，孔徑小，耐酸不分泌有害雜質(zhì)，有一定強(qiáng)度，在電解液中電阻小，具有化學(xué)穩(wěn)定性的特點(diǎn)：電解液中電阻小，具有化學(xué)穩(wěn)定性的特點(diǎn)：隔膜的選擇隔膜的選擇 閥控鉛酸蓄電池中隔膜采用的是玻璃纖維棉，應(yīng)該具有如下特征：閥控鉛酸蓄電池中隔膜采用的是玻璃纖維棉，應(yīng)該具有如下特征： 優(yōu)良的耐酸性能和抗氧化能力；優(yōu)良的耐酸性能和抗氧化能力； 厚度均勻一致，外觀無針孔、無機(jī)厚度均勻一致，外觀無針孔、無機(jī)械雜質(zhì)；械雜質(zhì)； 孔徑小且孔率大；孔徑小且孔率大； 優(yōu)

15、良的吸收和保留電解液能力；優(yōu)良的吸收和保留電解液能力； 電阻?。浑娮栊。?具有一定的機(jī)械強(qiáng)度，以保證工藝操作要求；具有一定的機(jī)械強(qiáng)度，以保證工藝操作要求； 雜質(zhì)含量低，尤其是鐵、銅的含量要低。雜質(zhì)含量低，尤其是鐵、銅的含量要低。2.隔板隔板 電解液是蓄電池重要組成部分，它的作用是： 傳導(dǎo)電流 參加電化學(xué)反應(yīng)電解液是由濃硫酸和凈化水配制而成的，電解液的純度和密度對電池容量和壽命有重要影響。閥控電池電解液中硫酸含量一般按理論量的1.5倍設(shè)計，電解液比重一般為130g/m1左右。 汽車用蓄電池采用電解液密度為1.2800.005g/cm3(25)稀硫酸。3.電解液電解液電池槽、蓋是盛正、負(fù)極板和電解

16、液的容器，主要由聚丙烯（電池槽、蓋是盛正、負(fù)極板和電解液的容器，主要由聚丙烯（PP）、）、ABS樹樹脂等材料制成脂等材料制成。殼蓋結(jié)構(gòu)和材料選擇殼蓋結(jié)構(gòu)和材料選擇閥控電池殼蓋結(jié)構(gòu)設(shè)計主要是強(qiáng)度設(shè)計，散熱設(shè)計和蓋上的極柱密封設(shè)計。強(qiáng)閥控電池殼蓋結(jié)構(gòu)設(shè)計主要是強(qiáng)度設(shè)計，散熱設(shè)計和蓋上的極柱密封設(shè)計。強(qiáng)度設(shè)計要求電池外壁在緊裝配和承受內(nèi)氣壓時外壁不應(yīng)有明顯的氣脹變形，對于度設(shè)計要求電池外壁在緊裝配和承受內(nèi)氣壓時外壁不應(yīng)有明顯的氣脹變形，對于PP外殼，應(yīng)加鋼殼加固，對于外殼，應(yīng)加鋼殼加固，對于2V系列電池，系列電池，ABS和和PVC外殼，壁厚一般要達(dá)到外殼，壁厚一般要達(dá)到810mm。散熱設(shè)計要求電池外

17、殼散熱面積大、材料導(dǎo)熱性好且壁厚越薄越好。散熱設(shè)計要求電池外殼散熱面積大、材料導(dǎo)熱性好且壁厚越薄越好。殼體結(jié)構(gòu)相對比較簡單，只需考慮強(qiáng)度和蓋子封裝配合即可。殼體結(jié)構(gòu)相對比較簡單，只需考慮強(qiáng)度和蓋子封裝配合即可。 殼蓋密封和極柱密封結(jié)構(gòu)殼蓋密封和極柱密封結(jié)構(gòu) 電池殼蓋密封分為熱封和膠封，熱封是最可靠的密封方式，電池殼蓋密封分為熱封和膠封，熱封是最可靠的密封方式，PP材料采用熱材料采用熱封，封，ABS和和PVC材料一般采用膠封，膠封關(guān)鍵是要采用合適的環(huán)氧樹脂。材料一般采用膠封，膠封關(guān)鍵是要采用合適的環(huán)氧樹脂。 極柱密封技術(shù)是閥控電池生產(chǎn)的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，不同的廠家采用的方式不完極柱密封技術(shù)是閥控電池

18、生產(chǎn)的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，不同的廠家采用的方式不完全相同。全相同。4.電池槽蓋電池槽蓋5.安全閥安全閥 安全閥是閥控電池的一個關(guān)鍵部件，安全閥質(zhì)量的好壞直接影響電池使用壽安全閥是閥控電池的一個關(guān)鍵部件，安全閥質(zhì)量的好壞直接影響電池使用壽命，命，均勻性和安全性。根據(jù)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和閥控電池的使用情況，安全閥應(yīng)滿足如下和安全性。根據(jù)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和閥控電池的使用情況，安全閥應(yīng)滿足如下技術(shù)條件：技術(shù)條件： 單向開閥；單向開閥； 單向密封，可防止空氣進(jìn)入電池內(nèi)部；單向密封，可防止空氣進(jìn)入電池內(nèi)部； 同一組電池各安全閥之間的開閉壓力之差不應(yīng)超過平均值的同一組電池各安全閥之間的開閉壓力之差不應(yīng)超過平均值的20； 壽命不應(yīng)低

19、于壽命不應(yīng)低于15年；年； 濾酸，可防止酸和酸霧從安全閥排氣口排出；濾酸，可防止酸和酸霧從安全閥排氣口排出； 隔爆，電池外部遇明火時電池內(nèi)部不應(yīng)引爆；隔爆，電池外部遇明火時電池內(nèi)部不應(yīng)引爆； 抗震，在運(yùn)輸和使用期間，安全閥不會因震動和多次開閉而松動失效；抗震，在運(yùn)輸和使用期間，安全閥不會因震動和多次開閉而松動失效； 耐酸；耐酸； 耐高、低溫。耐高、低溫。 蓄電池除上述主要部件外，還有接線端子、連接條等零部件。蓄電池除上述主要部件外，還有接線端子、連接條等零部件。6.其他其他二，二，VRLA(閥控密封式鉛酸蓄電池閥控密封式鉛酸蓄電池)電池的發(fā)展史電池的發(fā)展史 1859年，法國人Plante發(fā)明了

20、鉛酸蓄電池，至今已有140多年的歷史。 1938年，美國人A.Dassler提出了密封鉛酸蓄電池的氣體復(fù)合理，為VRLA電池奠定理論基礎(chǔ). 1957年，德國陽光公司發(fā)明了觸變性 SiO2凝膠的膠體密封鉛酸蓄電池。 1971年，美國Gates公司發(fā)明了吸收式AGM隔板，實(shí)現(xiàn)了鉛酸蓄電池“密封”的突破. 閥控鉛酸電池缺點(diǎn)閥控鉛酸電池缺點(diǎn) 1、嚴(yán)格控制充電制度 2、對熱失控敏感 3、充電時易造成個別電池落后 4、較高溫度下，需額外的充電時間和過電流 5、擱置時間短工作原理工作原理 閥控式密封鉛酸蓄電池在充放電過程中的化學(xué)反應(yīng)如下 放電時正極板的二氧化鉛和負(fù)極板的海綿狀鉛與電解液中的硫酸反應(yīng)生成硫酸鉛

21、電解液中的硫酸濃度降低 充電時硫酸鉛通過氧化還原反應(yīng)分別恢復(fù)成二氧化鉛和海綿狀鉛電解液中的硫酸濃度增大 在充電末期電池充滿電后繼續(xù)充入的電量將導(dǎo)致電解液中水的分解，為防止因過充電導(dǎo)致水分解而引起電解液的減少要實(shí)現(xiàn)電池的密封電池密閉設(shè)計的關(guān)鍵解決問題是實(shí)現(xiàn)充電過程產(chǎn)生的氧氣能夠迅速與負(fù)極板上充電狀態(tài)下的活物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)變成水結(jié)果基本沒有水份的損失 正極 充電PbSO4+2H2O PbO2 + H2SO4 + 2H+ + 2e- （1） 放電 充電充電 副反應(yīng) H2O 1/2 O2+2H+ + 2e- （2）負(fù)極 充電PbSO4+2H+2e- Pb+H2SO4 （3） 放電 充電副反應(yīng) 2H+-+2

22、e- H2 （4） PbSO4+2H2O PbO2+Pb+2H2SO4 (1+3)放電放電v充電充電v充電充電充電充電l 正極 PbSO4+H2O 充電70% PbO2 + O2l (隔膜）擴(kuò)散l 負(fù)極 PbSO4 Pb . O2l H2Ol H2SO4 + PbO 電池技術(shù)特性電池技術(shù)特性 放電容量與放電電流關(guān)系放電電流越小放電容量越大反之放電電流越大放電容量越小 （圖2） 圖2 UPS電池在25時從額定放電到高倍率放電的定電流 放電特性 放電容量與溫度關(guān)系溫度降低放電容量減少 （圖3） 圖3 顯示各種放電時間率 下溫度和放電容量的 關(guān)系 電池外殼鼓脹原因電池外殼鼓脹原因l安全閥壓力過高；l

23、電池經(jīng)常處于均衡充電狀態(tài)；l浮充電壓過高；l使用環(huán)境溫度過高。 1 1、開路電壓、開路電壓 2.13-2.18V/2.13-2.18V/單體（單體（25 25 ） 2 2、浮充電壓、浮充電壓 2.25V/2.25V/單體（單體（25 25 ） 溫度補(bǔ)充系數(shù)：溫度補(bǔ)充系數(shù)：3.5mV/3.5mV/單體單體/ 3 3、均充電壓、均充電壓 2.35V/2.35V/單體（單體（25 25 ） 溫度補(bǔ)充系數(shù)：溫度補(bǔ)充系數(shù)：5mV/5mV/單體單體/ 周期為周期為3 36 6個月個月 充電持續(xù)時間：充電持續(xù)時間：12 h12 h 4 4、終止電壓、終止電壓 根據(jù)電池服務(wù)的系統(tǒng)確定根據(jù)電池服務(wù)的系統(tǒng)確定l不

24、同放電速率放電，將放出不同的容量，這主要與蓄不同放電速率放電，將放出不同的容量，這主要與蓄電池內(nèi)部活性物質(zhì)的利用有關(guān)。電池內(nèi)部活性物質(zhì)的利用有關(guān)。l高倍率放電，即大電流放電時，活性物質(zhì)利用率低，高倍率放電，即大電流放電時，活性物質(zhì)利用率低，放出的容量少，相反，低倍率即小電流放電時，活性放出的容量少，相反，低倍率即小電流放電時，活性物質(zhì)利用高，放出的容量多。物質(zhì)利用高，放出的容量多。l但當(dāng)放電電流非常小時，電池的活性物質(zhì)反應(yīng)非常充但當(dāng)放電電流非常小時，電池的活性物質(zhì)反應(yīng)非常充分，尤其在負(fù)極會生成異常致密的反應(yīng)產(chǎn)物幾乎是分，尤其在負(fù)極會生成異常致密的反應(yīng)產(chǎn)物幾乎是不可逆的不可逆的PbSOPbSO4

25、 4 ，這對電池的容量、壽命影響非常大，這對電池的容量、壽命影響非常大，會導(dǎo)致電池的早期容量損失。會導(dǎo)致電池的早期容量損失。l同一放電速率，終止電壓越低，放出的容量越多，但同一放電速率，終止電壓越低，放出的容量越多，但終止放電不能太低，否則對蓄電池的使用壽命會造成終止放電不能太低，否則對蓄電池的使用壽命會造成影響。影響。 浮充電壓不均衡性原因l電池組各單體的密封反應(yīng)效率不同；l電池組各單體的安全閥開閉閥壓力不同；l電池的新舊混用；l電池組各單體電解液的濃度不同；l電池隔膜的吸附電解液的能力不同。 A A：電池正負(fù)極柱：電池正負(fù)極柱 極柱焊接處殘留氣孔或雜質(zhì)極柱焊接處殘留氣孔或雜質(zhì) B B：電池

26、安全閥：電池安全閥 安全閥未擰緊；安全閥的密封橡膠老化；安全閥未擰緊；安全閥的密封橡膠老化；電池組的充電電流過大或充電時間過長；電池內(nèi)電池組的充電電流過大或充電時間過長；電池內(nèi)部電解液過量部電解液過量 C C：電池的側(cè)面或底部：電池的側(cè)面或底部 外部硬物劃傷外部硬物劃傷 D D、電池的殼蓋密封不嚴(yán)、電池的殼蓋密封不嚴(yán) 殼蓋處粘膠或熱封問題殼蓋處粘膠或熱封問題電池外殼鼓脹原因電池外殼鼓脹原因l安全閥壓力過高；l電池經(jīng)常處于均衡充電狀態(tài)；l浮充電壓過高；l使用環(huán)境溫度過高。l溫度升高，電池放電容量增加；l環(huán)境溫度越高，使用壽命越短；l溫度每升高10，其浮充使用壽命將減少一半。溫度對電池容量、使用壽

27、命的影響溫度對電池容量、使用壽命的影響l失水干涸；l不可逆硫酸鹽化；l自放電過大；l熱失控；l內(nèi)部微短路 ；l導(dǎo)電連接不緊；l外殼破裂或變形；l板柵腐蝕嚴(yán)重。 電池容量不足的原因電池容量不足的原因溫度對電池的影響溫度對電池的影響l 自放電率加大；l 板柵腐蝕；l 漏液；l 外殼鼓脹；l 熱失控。影響性能、影響壽命影響性能、影響壽命1）、電池極柱旁有少量白色晶體電池極柱旁有少量白色晶體 電池極柱旁有少量白色晶體，主要原因是電池表面電池極柱旁有少量白色晶體，主要原因是電池表面存在殘留電解液，而出廠時由于封裝比較及時，內(nèi)部存在殘留電解液，而出廠時由于封裝比較及時，內(nèi)部存有一定的水蒸氣，從而在電池表面

28、形成比較稀薄的存有一定的水蒸氣，從而在電池表面形成比較稀薄的硫酸膜，與極柱中的鉛發(fā)生反應(yīng)形成白色結(jié)晶體覆蓋硫酸膜，與極柱中的鉛發(fā)生反應(yīng)形成白色結(jié)晶體覆蓋在極柱周圍。或者是水蒸氣凝結(jié)在極柱表面，與極柱在極柱周圍?；蛘呤撬魵饽Y(jié)在極柱表面，與極柱中的鈣發(fā)生反應(yīng)，形成碳酸鈣中的鈣發(fā)生反應(yīng)，形成碳酸鈣的結(jié)晶體覆蓋在極柱周的結(jié)晶體覆蓋在極柱周圍。圍。 判斷該現(xiàn)象是否是電池漏液的方法：漏酸的位置判斷該現(xiàn)象是否是電池漏液的方法：漏酸的位置首先擦拭干凈，然后涂抹少量的凡士林，經(jīng)過一段時首先擦拭干凈，然后涂抹少量的凡士林，經(jīng)過一段時間，仍有此現(xiàn)象，屬漏液。若沒有，則不屬于漏液。間，仍有此現(xiàn)象，屬漏液。若沒有，

29、則不屬于漏液。 2）、電池為何會出現(xiàn)鼓包或變形）、電池為何會出現(xiàn)鼓包或變形 1、安全閥壓力過高或是安全閥阻塞時，當(dāng)電池體、安全閥壓力過高或是安全閥阻塞時，當(dāng)電池體內(nèi)壓力增加到一定程度時閥門不能正常開啟，勢必會內(nèi)壓力增加到一定程度時閥門不能正常開啟，勢必會造成電池的鼓包或變形。造成電池的鼓包或變形。 2、浮充電壓過高，充電電流大，導(dǎo)致正極板析、浮充電壓過高，充電電流大，導(dǎo)致正極板析O2加快而來不及在負(fù)極復(fù)合，同時電池體內(nèi)的溫度也加快而來不及在負(fù)極復(fù)合，同時電池體內(nèi)的溫度也上升較快，在排氣不及時壓力達(dá)到一定時，電池會出上升較快，在排氣不及時壓力達(dá)到一定時，電池會出現(xiàn)鼓包變形?，F(xiàn)鼓包變形。 3、VR

30、LA電池屬于貧液式設(shè)計，對氣體的化合留電池屬于貧液式設(shè)計，對氣體的化合留有通道，而如果出現(xiàn)有通道，而如果出現(xiàn)“富液富液”現(xiàn)象現(xiàn)象,就會阻擋就會阻擋O2擴(kuò)散到擴(kuò)散到負(fù)極，降低負(fù)極，降低O2的復(fù)合率，電池內(nèi)部壓力增大。的復(fù)合率，電池內(nèi)部壓力增大。4）、電池的爬酸、漏液）、電池的爬酸、漏液現(xiàn)現(xiàn)象：象：1極柱周圍有白色晶體，明顯發(fā)黑腐蝕，有硫酸極柱周圍有白色晶體，明顯發(fā)黑腐蝕，有硫酸液滴；液滴； 2如電池臥放，地面有酸液腐蝕的白色粉末；如電池臥放，地面有酸液腐蝕的白色粉末； 3極柱銅芯發(fā)綠，螺旋套內(nèi)液滴明顯；或槽蓋之間有極柱銅芯發(fā)綠，螺旋套內(nèi)液滴明顯；或槽蓋之間有液滴液滴 原原因：因：1某些電池螺套松

31、動，密封圈受壓減小導(dǎo)某些電池螺套松動，密封圈受壓減小導(dǎo)致滲液；致滲液；2密封膠老化導(dǎo)致密封處有紋裂；密封膠老化導(dǎo)致密封處有紋裂；3電池嚴(yán)電池嚴(yán)重過充電過放電，不同型號電池混用，電池氣體復(fù)合重過充電過放電，不同型號電池混用，電池氣體復(fù)合效率差；效率差；4灌酸時酸液濺出，造成假漏液灌酸時酸液濺出，造成假漏液 處理措施：處理措施：1、對可能是假漏液的電池進(jìn)行擦拭對可能是假漏液的電池進(jìn)行擦拭，留待后期觀察；，留待后期觀察；2、對漏液電池的螺套進(jìn)行加固，繼、對漏液電池的螺套進(jìn)行加固，繼續(xù)觀察；續(xù)觀察；3、改進(jìn)電池密封結(jié)構(gòu)、改進(jìn)電池密封結(jié)構(gòu) 5）、電池為什么有時）、電池為什么有時“放不出電放不出電” 電池

32、放電電流超出額定電流，造成放電時間不足，電池放電電流超出額定電流，造成放電時間不足，而實(shí)際容量達(dá)到；而實(shí)際容量達(dá)到； 浮充電壓不足，會造成電池長期欠電，電池容量不浮充電壓不足，會造成電池長期欠電，電池容量不足，并可能導(dǎo)致電池硫酸鹽化；足，并可能導(dǎo)致電池硫酸鹽化； 電池間連接條松動，接觸電阻大，造成放電時連接電池間連接條松動，接觸電阻大，造成放電時連接條上壓降大，整組電池電壓下降較快；條上壓降大，整組電池電壓下降較快； 放電時環(huán)境溫度過低，電池容量達(dá)不到要求；放電時環(huán)境溫度過低，電池容量達(dá)不到要求； 7）、）、為什么新舊電池、不同類型電池不要混用為什么新舊電池、不同類型電池不要混用？ 由于新舊電

33、池、不同型號電池的內(nèi)阻大小不一，由于新舊電池、不同型號電池的內(nèi)阻大小不一，電池在充放電時差異明顯，如串聯(lián)使用時會造成單只電池在充放電時差異明顯，如串聯(lián)使用時會造成單只電池過充電或欠充電；如果并聯(lián)使用時，則會造成充電池過充電或欠充電；如果并聯(lián)使用時，則會造成充放電偏流，各組電池的電流不一致。放電偏流，各組電池的電流不一致。 新舊電池、不同型號的電池，因內(nèi)阻大小不一，新舊電池、不同型號的電池，因內(nèi)阻大小不一，電池組的均一性會受到一定程度的影響，所以最好不電池組的均一性會受到一定程度的影響，所以最好不要混用在一起。要混用在一起。第三章，鉛粉第三章，鉛粉1、什么是鉛粉、什么是鉛粉v鉛粉是表面覆蓋著一層

34、氧化鉛的金屬鉛顆粒粉狀物，它是由純鉛經(jīng)過特定的熱氧化過程而形成的。v鉛粉在鉛酸蓄電池中的作用作用主要有兩個方面，一方面是作為組成極板活性物質(zhì)的主體材料；另一方面是作為極板實(shí)現(xiàn)電化學(xué)反應(yīng)的母體。2、鉛粉的性質(zhì)、鉛粉的性質(zhì)v鉛粉是由氧化鉛（ PbO）和金屬鉛（Pb ）所組成的顆粒粉狀物，其顆粒的直徑一般為50um左右，氧化鉛的含量一般占7080% ，純鉛占 2030%，其顏色根據(jù)氧化鉛的含量、顆粒的大小不同呈藍(lán)黑藍(lán)黑、灰綠灰綠到土黃色土黃色，鉛粉呈土黃色時的氧化鉛含量較高。v鉛粉的性質(zhì)鉛粉的性質(zhì)包括鉛粉的結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)、粒度分布粒度分布、堆積密度堆積密度以及鉛粉的氧化度氧化度、吸水量吸水量和吸酸值吸酸值

35、等，鉛粉性質(zhì)的優(yōu)劣直接影響到鉛酸蓄電池的電氣性能。2.1鉛粉的結(jié)構(gòu)鉛粉的結(jié)構(gòu)v鉛粉是由氧化鉛和金屬鉛所組成并且以氧化鉛為主體。氧化鉛在鉛粉中是以層狀結(jié)構(gòu)層狀結(jié)構(gòu)出現(xiàn)，并且有兩種存在形態(tài)，一種是四方晶系四方晶系形態(tài)形態(tài)，另一種是斜方晶系形態(tài)斜方晶系形態(tài)。在一定條件下這兩種結(jié)構(gòu)形態(tài)能發(fā)生相互轉(zhuǎn)變，溫度較低時易轉(zhuǎn)變?yōu)樗姆骄敌螒B(tài) ，而溫度較高時易轉(zhuǎn)變?yōu)樾狈骄敌螒B(tài) ，其轉(zhuǎn)化溫度為 480度左右。一般情況下，在鉛酸蓄電池極板用鉛粉中的氧化鉛是四方晶系形態(tài)的 。2.2鉛粉的氧化度鉛粉的氧化度 鉛粉的氧化度是指鉛粉總量中氧化鉛所占的重量百分?jǐn)?shù)，即： 鉛粉的氧化度 鉛粉是由金屬鉛表面包有一層氧化鉛所構(gòu)成，當(dāng)

36、熱氧化過程中氧化鉛層增加到一定程度時，鉛粉內(nèi)部的金屬鉛就很難進(jìn)一步氧化，也就是說生成了一層“保護(hù)膜”，阻止了內(nèi)部深層金屬鉛的進(jìn)一步氧化。因此，目前鉛粉機(jī)生產(chǎn)的鉛粉，無論生產(chǎn)工藝如何變化，金屬鉛都不可能全部被氧化，即鉛粉的氧化度不可能達(dá)到 100%。鉛粉的氧化度是表示鉛粉顆粒成分的重量參數(shù)，所以在生產(chǎn)過程中對鉛粉氧化度的控制一定要適當(dāng)。目前在蓄電池企業(yè)中，一般將鉛粉的氧化度控制在 7080%的范圍內(nèi)，且常將氧化度較高的鉛粉用于正極板，而將鉛粉氧化度較低的鉛粉用于負(fù)極板。 鉛粉氧化度超過 80%時，過去是不宜使用的，認(rèn)為使用這種鉛粉易使極板產(chǎn)生裂紋、脫皮、酥松及壽命縮短等缺陷，但近年來經(jīng)過生產(chǎn)實(shí)踐

37、證明，氧化度不超過85% 的鉛粉也是可以使用的，而且可以提高極板活性物質(zhì)的利用率和提高蓄電池的初期容量。當(dāng)鉛粉氧化度偏高時，只要在和膏、涂板和鉛膏配方上適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行調(diào)整，可以避免以上的質(zhì)量缺陷。例如，在和膏時適當(dāng)?shù)亟档土蛩嵋旱拿芏然驖B雜部分氧化度較低的鉛粉等。 一般情況下，鉛粉的氧化度偏高氧化度偏高，會增加蓄電池的放電容量，但對負(fù)極板來講，鉛粉氧化度偏高，在化成后極板的干燥過程中，由于活性物質(zhì)體積收縮過甚而引起極板產(chǎn)生表面 裂紋，從而影響蓄電池的容量和使用壽命。 如果鉛粉的氧化度偏低氧化度偏低，和膏時制成的鉛膏松散、粘附性差，不易涂板，同時在化成充電過程中易造成極板彎曲變形及活性物質(zhì)脫落，同樣也

38、會造成蓄電池容量下降和壽命縮短。鉛粉氧化度的測定方法鉛粉氧化度的測定方法 （1）配制 5%的醋酸溶液20ml ，放入 體積300ml的燒瓶中（2）稱取鉛粉試樣0.500g ，放入裝有醋酸溶液的燒瓶中，輕輕搖晃使鉛粉充分溶解于溶液中（約10min ）。 （3）將燒瓶內(nèi)的溶液用水稀釋至體積為 80100ml。 （4）用 1+1氫氧化銨溶液調(diào)整燒瓶內(nèi)溶液的 PH值為56 。 （5）分別向燒瓶內(nèi)加入20% 的醋酸鈉溶液5ml 、 30%的六次甲基四胺溶液3ml、0.5%的二甲酚橙指示劑3滴，輕輕搖晃使其充分混合。 （6）用0.05M 的 EDTA（乙二銨四乙酸二鈉）標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至溶液由紫紅色變?yōu)榱咙S色

39、為止。 （7）按下式計算氧化鉛含量： 式中 VEDTA 標(biāo)準(zhǔn)溶液的用量（ml）； T EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液對氧化鉛的滴定度（g/ml ）；2.3鉛粉的堆集密度（表觀密度）鉛粉的堆集密度（表觀密度）v 鉛粉存在著兩種密度，一是真實(shí)密度一是真實(shí)密度，它是指金屬鉛和氧化鉛組合物質(zhì)本身具有的密度，其密度值受金屬鉛和氧化鉛的比例影響。由于金屬鉛的密度為11.3g/cm3 ，而氧化鉛的密度為 9.4g/cm3，因此，鉛粉的氧化度越高，鉛粉的真實(shí)密度越小，反之其真實(shí)密度越大。v 另外一種是鉛粉自然堆集密度自然堆集密度，與鉛粉真實(shí)密度不同的是鉛粉的堆集密度包含了鉛粉顆粒與顆粒之間空隙的體積，所以堆集密度的大小受到

40、鉛粉粗細(xì)的比例及鉛粉中未氧化的金屬鉛的數(shù)量的影響。鉛粉的堆集密度又稱表觀密度或視密度，以 g/cm3表示，它是鉛粉氧化度、顆粒大小及顆粒結(jié)構(gòu)等多種因素的綜合性能。一般情況下鉛粉的堆集密度大，表示鉛粉的氧化度低，顆粒較大，反之如果鉛粉的堆集密度小，則表示鉛粉的氧化度高，顆粒較小。另外，氧化度相同時堆集密度小，則說明鉛粉的顆粒比較小. 因此，鉛粉的堆集密度過大，表示鉛粉顆粒較粗，和膏時不易被氧化，制成的鉛膏其視密度也相應(yīng)較大，用這種鉛膏涂板，會使極板孔率減少，化成時正極板容易發(fā)生彎曲變形，且組成的蓄電池初期容量會較低；而鉛粉的堆集密度過小，表示鉛粉的氧化度偏高，用來和膏時會使氧化度更高極板易開裂，

41、影響蓄電池的使用壽命。因此，鉛粉的堆集密度和鉛粉的氧化度二者應(yīng)配合合理，才能保證蓄電池的質(zhì)量。一般情況下對鉛粉氧化度為70%80%的鉛粉，其堆集密度控制1.41.7g/cm3 的范圍為宜，但具體的控制指標(biāo)還要根據(jù)工廠的實(shí)際情況而定。鉛粉堆集密度的測定方法鉛粉堆集密度的測定方法 將一定量的鉛粉試樣輕放入 目的振動篩，通過振動篩的振動使鉛粉自由通過篩孔沉落到一個容積為 的鋼杯內(nèi)，鋼杯上沿距振動篩的距離一般不超過 ，待鉛粉自然堆集滿鋼杯后，用鋼尺沿鋼杯口輕輕刮平，用符合精度要求的天平稱重，并按下式求得鉛粉的堆集密度值：2.4鉛粉的孔隙率鉛粉的孔隙率 鉛粉的孔隙率是指鉛粉中的孔隙所占鉛粉實(shí)際體積的百分

42、數(shù)即： 顆粒粗大的鉛粉堆集起來，其體積相對小，表觀密度相對大，孔隙率及分散度也相對小，如果將這些大顆粒的鉛粉粉碎成小顆粒狀，再將小顆粒鉛粉堆集起來，則由于孔隙率及分散度增大了，所以鉛粉的體積也增大，表觀密度相對變小，如果大小顆粒的鉛粉滲雜，則小顆粒的鉛粉充填在大顆粒的鉛粉的孔隙中，也會使得混合鉛粉的堆集密度變大。所以，鉛粉的孔隙率、鉛粉的氧化度、鉛粉的表觀密度以及鉛粉的分散度之間存在密切的關(guān)系。2.5鉛粉的分散度鉛粉的分散度 鉛粉的分散度是表示鉛粉顆粒大小或顆粒分配率的參數(shù)，一般情況下，鉛粉的分散度越大，則表示鉛粉顆粒越細(xì)；分散度越小，則表示鉛粉顆粒就越粗。對于鉛粉的分散度一般是通過篩析的方法

43、進(jìn)行測定的。所謂篩析就是用標(biāo)準(zhǔn)篩（這種篩子是用銅絲編制的，所形成的網(wǎng)眼粗細(xì)均勻，它規(guī)定篩網(wǎng)每英寸長度上有 80個孔，就叫做 80目篩，有 個100孔就叫做 100目篩），將不同目數(shù)的篩子配成一套，目數(shù)最多的在最下面，目數(shù)最少的在最上面依次重疊起來，測量分散度時把已稱量重量的鉛粉倒在標(biāo)準(zhǔn)篩的最上層篩子內(nèi)，將整套篩子連續(xù)振動一定時間后，在每個篩層都會留有一定數(shù)量的鉛粉，這樣就可求得鉛粉中所含不同顆粒度的百分率，這些不同的數(shù)據(jù)就是該鉛粉的分散度。一般要求鉛粉不通過 100目篩的篩余物要小于或等于7% ，要全部通過 80目的篩2.6鉛粉的吸水率鉛粉的吸水率 鉛粉吸水量的測定方法： 稱取100g 鉛粉試

44、樣，裝入干燥的燒杯內(nèi)，用裝有蒸餾水的滴定管緩緩滴在鉛粉上，并不斷地用玻璃棒仔細(xì)攪拌，直到鉛粉成團(tuán)的稠狀并無多余的水滲出時為止，記下耗水量，按下式計算出吸水量Q： 式中 Q吸水率（mk/kg ）； V滴定消耗水的體積（ ml）； 100鉛粉的重量（g）； 鉛粉的吸水率與鉛粉的氧化度、表觀密度以及鉛粉的分散度有關(guān)，一般情況下： （1）當(dāng)鉛粉顆粒大小相同時，對分散率較小的鉛粉來說，吸水率隨著鉛粉氧化度的增加而增加；而對分散度較大的鉛粉來說，吸水率隨著氧化度的增加而減小。 （2）當(dāng)氧化度相同時，鉛粉的吸水率隨顆粒的減小而增加； （3）對氧化度高的鉛粉（ 80%以上），吸水率幾乎與顆粒尺寸無關(guān)。 （4）

45、 75%左右的鉛粉吸水率一般在 11%14%的范圍，吸水率較高的鉛粉，和膏以后鉛膏的塑性好，易涂板。2.7鉛粉的吸酸值鉛粉的吸酸值v 鉛粉的吸酸值是表示鉛粉與稀硫酸反應(yīng)的程度，它是衡量鉛粉活性的一種方式。一般說來，鉛粉的吸酸值愈大，表明鉛粉的氧化度愈高；反之，表示鉛粉的氧化度愈低。 鉛粉吸酸值的測定：稱取鉛粉試樣（ 201g），放入500ml的燒杯中，用移液管吸取經(jīng)過測定的 1.100g/ml的稀硫酸溶液 放入燒杯中，充分?jǐn)嚢枵袷?510min后置于（25 2）恒溫槽中恒溫 20min，然后取出用濾紙過濾后，用移液管吸取濾液 25ml置于燒杯中，加入 12滴甲基橙指示劑，用 0.5mol/l的

46、 NaOH溶液滴定，濾液由淡紅色至淡黃色時終止。通過滴定前后所消耗NaOH的 液量，可計算出每克鉛粉所吸收的硫酸克數(shù)，此值就是該鉛粉的吸酸值。一般情況下，每克鉛粉的吸酸值為 0.10.3g。第四章第四章.板柵板柵板柵俗稱格子體，是由鉛基合金通過澆鑄或拉網(wǎng)而成的板柵俗稱格子體，是由鉛基合金通過澆鑄或拉網(wǎng)而成的板柵在蓄電池中的作用：板柵在蓄電池中的作用：1.作為活性物質(zhì)的載體起著骨架的支撐和粘附活性物質(zhì)的作用。作為活性物質(zhì)的載體起著骨架的支撐和粘附活性物質(zhì)的作用。2.作為電流傳導(dǎo)體起著集流、匯流和輸流的作用；作為電流傳導(dǎo)體起著集流、匯流和輸流的作用；3.作為極板的均流體起著使電流均勻分布到活懷物質(zhì)

47、中的作用。作為極板的均流體起著使電流均勻分布到活懷物質(zhì)中的作用。1.板柵的作用板柵的作用2.板柵的形成應(yīng)具備下列條件板柵的形成應(yīng)具備下列條件1.板柵的構(gòu)造應(yīng)有利于與活性物質(zhì)的牢固結(jié)合板柵的構(gòu)造應(yīng)有利于與活性物質(zhì)的牢固結(jié)合，即通過化學(xué)或機(jī)械的作用，使得，即通過化學(xué)或機(jī)械的作用，使得板柵和活性物質(zhì)之間存在著良好的板柵和活性物質(zhì)之間存在著良好的“粘附力粘附力”。2.制造板柵的材料要求制造板柵的材料要求電阻小電阻小，以便提高極板的導(dǎo)電能力和使電流均勻分布的能，以便提高極板的導(dǎo)電能力和使電流均勻分布的能力。力。3.板柵的結(jié)構(gòu)不妨礙活性物質(zhì)的膨脹，收縮板柵的結(jié)構(gòu)不妨礙活性物質(zhì)的膨脹，收縮，不能使極板發(fā)生變

48、形、活性物質(zhì)脫，不能使極板發(fā)生變形、活性物質(zhì)脫落和產(chǎn)生龜裂或翹曲。落和產(chǎn)生龜裂或翹曲。4.板柵材料應(yīng)有板柵材料應(yīng)有良好的抗蝕性良好的抗蝕性，它的結(jié)構(gòu)和組織應(yīng)能抵抗充電或擱置期間電解液，它的結(jié)構(gòu)和組織應(yīng)能抵抗充電或擱置期間電解液的腐蝕。的腐蝕。5.板柵材料應(yīng)板柵材料應(yīng)易于加工或鑄造易于加工或鑄造。6.板柵材料應(yīng)具備板柵材料應(yīng)具備充分的硬度和機(jī)械強(qiáng)度充分的硬度和機(jī)械強(qiáng)度，以滿足極板的制造、加工要求。，以滿足極板的制造、加工要求。7. 成本低廉成本低廉3主要材料是金屬鉛（主要材料是金屬鉛（Pb）相對原子量為相對原子量為207.21，鉛的密度為，鉛的密度為11.3437g/cm3；熔點(diǎn)為；熔點(diǎn)為327

49、.43鉛基合金鉛基合金純純鉛柔軟、機(jī)械強(qiáng)度差，鑄造及加工成型不好鉛柔軟、機(jī)械強(qiáng)度差，鑄造及加工成型不好，以優(yōu)化板柵的成型，以優(yōu)化板柵的成型及板柵的特性，在純鉛中摻雜不同金屬元素所形成的合金統(tǒng)稱鉛基及板柵的特性，在純鉛中摻雜不同金屬元素所形成的合金統(tǒng)稱鉛基合金合金4，鉛基合金板柵的優(yōu)缺點(diǎn)，鉛基合金板柵的優(yōu)缺點(diǎn)鉛銻合金鉛銻合金較純鉛有以下優(yōu)點(diǎn)：較純鉛有以下優(yōu)點(diǎn)：1.抗張強(qiáng)度、延展性、硬度及晶粒強(qiáng)化均明顯優(yōu)于純鉛抗張強(qiáng)度、延展性、硬度及晶粒強(qiáng)化均明顯優(yōu)于純鉛(機(jī)械強(qiáng)度機(jī)械強(qiáng)度)2.熔點(diǎn)及收縮率低于純鉛，澆鑄性能好熔點(diǎn)及收縮率低于純鉛，澆鑄性能好，即熔化時有良好的流動性，容易充滿，即熔化時有良好的流動

50、性，容易充滿模具型腔，鑄造易成型，能夠適合機(jī)械化大規(guī)模生產(chǎn)。模具型腔，鑄造易成型，能夠適合機(jī)械化大規(guī)模生產(chǎn)。3.比純鉛更低的熱膨脹系數(shù)比純鉛更低的熱膨脹系數(shù)，因此，在循環(huán)充放電時，板柵不易變形。，因此，在循環(huán)充放電時，板柵不易變形。4.伸縮變形小伸縮變形小，增強(qiáng)了板柵與活性物質(zhì)之間的，增強(qiáng)了板柵與活性物質(zhì)之間的“粘附力粘附力”，使活性物質(zhì)不易脫，使活性物質(zhì)不易脫落，有利于蓄電池的深充深放能力及循環(huán)充放壽命。落，有利于蓄電池的深充深放能力及循環(huán)充放壽命。5.腐蝕較純鉛更均勻腐蝕較純鉛更均勻，且，且Sb對板柵腐蝕膜中的對板柵腐蝕膜中的PbO2的生長有顯著的抑制作用的生長有顯著的抑制作用。鉛銻合金缺

51、點(diǎn)：鉛銻合金缺點(diǎn)：1.鉛銻合金的鉛銻合金的電阻比純鉛稍大電阻比純鉛稍大2.鉛銻合金板柵中的鉛銻合金板柵中的銻，易溶解進(jìn)入電解液，移向負(fù)極，加速了蓄電池的自放銻，易溶解進(jìn)入電解液，移向負(fù)極，加速了蓄電池的自放電。電。3.由于銻的存在，由于銻的存在，降低了氫的析出電降低了氫的析出電位，相對增加了氫的析出，從而加速了電位，相對增加了氫的析出，從而加速了電解液中水的分解損失，而且，失水量隨著含銻量的增加而增加。解液中水的分解損失，而且，失水量隨著含銻量的增加而增加。4.鉛銻合金鉛銻合金抗電化學(xué)腐蝕能力不如純鉛抗電化學(xué)腐蝕能力不如純鉛。鉛鈣合金的優(yōu)點(diǎn)：鉛鈣合金的優(yōu)點(diǎn)：1.Pb-Ca合金的析氫過電位比Pb

52、-Sb合金提高約0.2V，接近于純鉛，從而有效地抑制了蓄電池的自放電和充電時負(fù)極的析氫量。2.沉淀硬化型鉛鈣合金，顯著提高了板柵材料的機(jī)械強(qiáng)度，減緩了板柵的膨脹變形。3.Pb-Ca合金的導(dǎo)電能力優(yōu)于Pb-Sb合金。例如含鈣0.09%r Pb-Ca合金電阻率為22*10-4.cm,其導(dǎo)電性能比Pb-Sb(7%)合金提高20倍。因此，使用Pb-Ca合金板柵的蓄電池，其低溫性能明顯優(yōu)于Pb-Sb合金。4.Pb-Ca合金不存在銻向負(fù)極轉(zhuǎn)移問題，因此，過充電流小，水損緩慢，有利用蓄電池的密封。（自放電小）鉛鈣合金鉛鈣合金鉛鈣合金鉛鈣合金由于鉛銻合金存在蓄電池有自放電大及析氫、失水大等缺點(diǎn)，因此，在免維護(hù)

53、蓄電池由于鉛銻合金存在蓄電池有自放電大及析氫、失水大等缺點(diǎn)，因此，在免維護(hù)蓄電池及閥控密封蓄電池的負(fù)極板柵中目前一般采用的是鉛鈣合金板柵。及閥控密封蓄電池的負(fù)極板柵中目前一般采用的是鉛鈣合金板柵。鉛鈣合金的缺點(diǎn)鉛鈣合金的缺點(diǎn)：1.由于鈣易氧化，高溫鑄造時易燒損，故不易獲得成分穩(wěn)定的合金。由于合金的配制、熔化要求在惰性氣氛保護(hù)之下，所以設(shè)備和操作較為復(fù)雜。2.Pb-Ca合金不適于做深放電循環(huán)蓄電池的正極板柵材料，因?yàn)楹辖鹪陉枠O溶解過程中鈣溶解成CaSO4，成為PbSO4新的結(jié)晶中心。腐蝕膜中的PbSO4的增加，膜的滲透性也差，膜更致密，可阻礙腐蝕的深入發(fā)展，致使蓄電池深放電后接受再充電能力變差，

54、不適于深度循環(huán)放電使用的蓄電池。3.合金的硬度大，有時會影響板柵的鑄造成型。4.鉛鈣合金在鑄板生產(chǎn)時產(chǎn)生的浮渣若處理不當(dāng)可能會發(fā)生燃燒和爆炸，而且鉛鈣合金與鉛銻合金的渣灰不能混合放置，易反應(yīng)生成有毒物質(zhì)。 (鉛鈣合金的缺點(diǎn)之一是鈣極易氧化或燒損，在沒有惰性氣體保護(hù)的條件下，鉛鈣合金和鉛鈣錫合金都難以進(jìn)行正常的澆鑄。在550條件下，含鈣量達(dá)0.09%的鉛鈣錫合金液，經(jīng)過3H，鈣損失達(dá)成0.05%，鈣含量降至0.04%以下時，鉛鈣合金板柵的硬度接近純鉛，難以滿足工藝的需要。防止鈣的氧化可采用兩種方法：一種是合金鍋用惰性氣體保護(hù)或采用密閉裝置；另一種是采用鋁作為鉛鈣錫合金液的保護(hù)劑)五五板柵工藝流程

55、板柵工藝流程(2)板柵制造過程的質(zhì)量控制板柵制造過程的質(zhì)量控制板柵的制造過程同時也是板柵的質(zhì)量形成的過程，因此，板柵的制造過程同時也是板柵的質(zhì)量形成的過程，因此，板柵的設(shè)計、合金材料板柵的設(shè)計、合金材料的質(zhì)量與配比、合金熔化過程的損失、合金的溫度、鑄造設(shè)備及鑄模質(zhì)量、鑄模的質(zhì)量與配比、合金熔化過程的損失、合金的溫度、鑄造設(shè)備及鑄模質(zhì)量、鑄模溫度、脫模劑的配制、噴模刮模的方法和程度、合金的冷卻速度、板柵厚度的均溫度、脫模劑的配制、噴模刮模的方法和程度、合金的冷卻速度、板柵厚度的均勻性、剪切方法、檢查水平、貯存方式等都影響板柵質(zhì)量的因素勻性、剪切方法、檢查水平、貯存方式等都影響板柵質(zhì)量的因素，應(yīng)對

56、這些因素，應(yīng)對這些因素實(shí)施有效的控制。實(shí)施有效的控制。(1)制造流程制造流程合金配制合金配制熔化熔化模具溫調(diào)模具溫調(diào)噴噴模模澆鑄澆鑄修剪修剪檢查檢查 儲存儲存板柵的結(jié)構(gòu)設(shè)計對鉛酸蓄電池的電性能影響很大，如目前汽車用鉛酸蓄電池普遍使用垂直矩形板柵，其結(jié)構(gòu)外框較粗厚，內(nèi)部橫豎筋條較細(xì)?。ㄆ浜穸燃s為外框的1/3或2/3），并且橫豎筋條是相互垂直沿線性均勻分布。這種結(jié)構(gòu)的板柵不利于電流在極板中的分布，由于橫筋和豎筋的截面積相差不大，不利于電流沿豎筋方向極耳匯流，同時以極耳為中心一相同豎向距離上的電流分布不均衡，從而導(dǎo)致豎向等位線出現(xiàn)較大的歐姆壓降，使得極板的內(nèi)阻增加，損耗電能。由于這種板柵結(jié)構(gòu)橫筋過密

57、，吃膏量不高，因此所制得的正極板的活性物質(zhì)與板柵的重量比偏低，降低了蓄電池的比能量。另外，矩型板柵由于橫豎小筋條比四框細(xì)，加之要澆鑄過程中，由于模具溫度均衡性，合金液流動性及冷卻速度等諸原因，可能使得小筋條或局部小筋條更偏細(xì)，實(shí)際中也難以檢查到，因此，這種小筋條偏細(xì)的板柵，在蓄電池使用中易腐蝕斷裂，影響產(chǎn)品性能。同時，這種板柵在單面涂板機(jī)上涂板時，壓輥易把板柵壓成一定程度的微凹形，使得極板兩面鉛膏涂填厚度不均，底下的一面依稀可見小筋條，嚴(yán)重時完全露筋，這種極板在使用時由于小筋條裸露在外，受硫酸的腐蝕速度加快，故耐腐蝕能力下降。同時極板兩面鉛膏厚度不一，使得在充電過程中活性物質(zhì)有膨脹收縮程度不一

58、，易引起極板的彎曲。因此，板柵結(jié)構(gòu)設(shè)計影響蓄電池的質(zhì)量，目前，行業(yè)上已使用了一些改進(jìn)型板柵及新型板柵，如斜筋型板柵，放射型板柵、拉網(wǎng)型板柵等都在匯流效果及板柵電位分布等方面有所提高和改進(jìn)。1.板柵設(shè)計的影響板柵設(shè)計的影響在板柵制造時，所使用的合金材料的質(zhì)量和配比應(yīng)符合設(shè)計與工藝的要求，合金配比若出現(xiàn)影響到板柵的質(zhì)量。A,合金的質(zhì)量購買的母合金或配制的合金中各金屬的含量配比是影響板柵鑄造質(zhì)量的重要因素，特別是合金中的非金屬雜質(zhì)含量的影響，如果合金中含有過量的非金屬夾雜，易在合金晶粒間形成雜晶界雜晶界，這時板柵在澆鑄后外觀無任何異常，但在貯存的 “時效”過程中，在板柵筋條的交界處會產(chǎn)生細(xì)小的裂紋。

59、B,合金的蒸發(fā)與燒損由于在板柵澆鑄時，熔鉛鍋的溫度高達(dá)500600，使得合金中各種金屬均產(chǎn)生不同程度的金屬蒸氣揮發(fā)損失及氧化燒損損失，特別是As , Ca等金屬的蒸發(fā)和燒損較為嚴(yán)重。例如，AS在受熱時會燃燒產(chǎn)生AS4O6的白煙，在615時升華生成四原子分子AS4（白砒）的有毒蒸氣。距含AS量為0.1%0.2%的鉛銻合金熔鍋1m處的煙霧區(qū)內(nèi)測量，可測得空氣中AS的含量為0.0080.010mg/m3 ，在鉛鍋的撈出的浮渣中測量，AS2O3含量為0.14%。又例如，Ca的化學(xué)性質(zhì)活潑，極易氧化，要高溫的情況下更易氧化和燒損，在板柵的澆鑄過程中，盡管有保護(hù)劑和保護(hù)措施，但一般情況下的損耗為10%15

60、%，在凝固重熔時，其損耗率可達(dá)25%左右。而配制合金時，耗損率特別大，如果沒有得力的保護(hù)措施和得當(dāng)?shù)墓に嚕踔量梢允购辖鹬械腃a喪失殆盡。由此可見，板柵的澆鑄過程中，As和Ca在合金鉛鍋內(nèi)的蒸發(fā)和燒損是比較大，同理，也存在其他金屬的蒸發(fā)與燒損。由于金屬的蒸發(fā)與燒損，使得原先配比好的合金組份發(fā)生改變而易對板柵的重量產(chǎn)生影響。另外，由于鉛鍋溫度較高，使得鉛和銻也不同程度的受到氧化而形成鉛、銻氧化物，使浮渣增加。一般情況下，鉛、銻熔渣損失在 1.0%2.0%,燒減損失在0.2%0.6%。同時，生成的浮渣會滲雜要液態(tài)合金中，在鑄件冷卻過程中又析出，造成板柵出現(xiàn)白斑。因此，在板柵的澆鑄過程中，應(yīng)對合金液