铅酸电池介绍参数

1、铅酸蓄电池基础技术知识蓄电池是一种直流电源，是化学能转变为电能的一种装置。1860年法国普兰 特发明铅酸蓄电池，经过一百多年生产应用得到了不断改进，广泛应用于工业、 农业、交通运输、邮电通讯科研等领域。随着汽车、摩托车、电动车、邮电通 讯和计算机事业迅速发展，铅酸蓄电池的需求量逐年增加。本次讲座包括铅酸蓄电池基本原理、极板生产、电池组装、测试技术标准等， 通过学习让大 家初步了解电池.极板基本知识，对本职工作起促进作用。本讲座 涉及技术参数与凯鹰公司现 有控制参数不一定相同，仅作参照。1、铅酸电池充电放电工作原理是什么？我们把铅酸蓄电池作为一个电化学反应体系，它是：PbO2 H2SO4 Pb正

2、极 电解液负极蓄电池在充.放电工作中进行如下反应：PbO2+2H2SO4+Pb = PbSO4+2H2O+PbSO4从反应的结果看，正极和负极做功后，均生成硫酸铅。不难看出这个放电反应的 产物是双极生成硫酸铅。负极：Pb+H2SO4-2e-fPbSO4+2H+正极：PbO2+H2SO4+2H+2e-fPbSO4+2H2O由负极上失去的两个电子经外电路流向正极。正极上 二氧化铅从外电路得到两 个电子后,Pb4+离子变成Pb2+离子。2、怎样按法拉第定律计算蓄电池活性物质量？双极硫酸盐化理论证明，蓄电池正、负极放电后生成硫酸铅，充电后又 分别转化 为PbO2和Pb。要知道多少活性物质产生多少电量，

3、用多少电量使硫酸铅转化为 活性物质，法拉第定律进行计算。电极上生成或消耗1克当量的任何物质，所需 或产生的电量为96500C (库伦)。蓄电池是以安时表示电量的。安时与法拉第 之间的关系为：1F=96500C=96500：3600=26.8 (Ah)每安时需要多少克物质，由此引出电化当量，以式表示：& ;nbs p;电化当量二克当量/26.8 (g/Ah)负极：Pb失去2个电子，由零价变成2价，Pb的克当量为207.2/2=103.6，电 化当量为 103.6/26.8=3.87 (g/Ah)。正极：PbO2得到2个电子，由4价变成2价，PbO2的克当量239/2=119.6，电 化学当量为

4、119.6/26.8=4.46 (g/Ah)。上 述计算电化当量仅是理论值。蓄电池在实际使用中利用率较低，通常40%左 右，最高达5560% ，相当大一部分电量没有发挥，提高蓄电池利用率是制造 技术的一大难题。3、什么是蓄电池的额定容量？蓄电池的额定容量是在放电容许的范围内，以指定的放电电 流、终止电压、电 解液温度及电解液密度条件下，在完全充足电后所能提供的电量。制造厂 家把 蓄电池的额定容量作为蓄电池型号的主要标志。一只蓄电池的额定容量：6-QA-120的蓄 电池，规定在20h率放电电流为6A，电解液密度1.280，终止电 压1.75V，电解液温度为25C时的额定容量为120Ah，计算公式

5、：C=It=6X20=120Ah国家标准以C20、C10、C5、C1等表示20h率、10h率、5h率、1h率等额 定容 量。蓄电池若电解液温度不是25C,应进行修正，在1040C范围内，可按下式进 行 换算：Ce=1-0.01 (t-25)式中Ce20h率蓄电池实测容量(Ah)t 一放电终止时中间单格蓄电池电解液温度(C)；0.01每升高或降低1C时的温度修正系数。4、用铅钙合金制作板栅有什么优点，对其 缺点怎么办？用600C温度配制的铅钙(Pb-Ca)合金能生成Pb3Ca。Ca含量小于0.01%,可 获 得较细小的结晶。优点是析氢过电位比含Sb的合金高约200mV，导电率高20%； 比单用纯

6、Pb机械强度高。用在浮充条件下(邮电通讯电源)的变形度比纯Pb 低。Pb-Ca合金的缺点是Ca易氧化、烧损。用作正板栅，腐蚀生成的PbO2膜中含 有CaSO4，成为PbSO4的结晶核，使PbSO4量增多，导电性和渗透性变差。此 种合金电池不宜在高温下使用，温度高达60C，腐蚀严重，缩短电池使用寿命。 在和PbO2物质结合处，形成钝化膜，虽能起到一定的缓蚀作用，但它使正极充电 接受能力变差，尤其对深度放电的电池比较明显。因此，用Pb-Ca合金制备的电 池不宜作深循环条件下使用，但用作固定通讯电源、电厂高压启动电源，有很 长的使用年限。用在摩托车小型密封电池的Pb-Ca合金中，添加铝(Al) 0.

7、02%、锡(Sn) 0.2%， 有较好的化学稳定性。铝在熔铅表面形成一层防氧化膜，阻止钙的损失。铝 还 有减少其他元素生成浮渣的作用，使合金成分保持相对稳定。5、板栅在铸型中常出现的质量问题有哪些，用什么办法处理？扳栅在铸型中常出现的质量问题有栅筋收缩、栅筋铸不满、黑斑、细筋。栅筋收缩。收缩部位有在极耳、有在板框。原因是局部温度过高，铅液冲 入模腔后局部冷却很慢，结晶粗糙。一折即断，不耐腐。处理办法：调整模具温度，局部脱模剂不宜太厚，用专用刀具轻刮一刮， 使表面软木层变薄，效果比较好。栅筋铸不满。原因是横腔内排气不畅，或排气道槽设计开凿不合理或有梗 阻现象。此外，模具合拢松紧不一，也会产生铅液

8、断流，不易铸满。处理方法：调整或开通气道，使合金液冲型后，排气顺畅，模具合拢劲力 一致。此外，铅液温度和模具温度控制得当。脱模剂喷涂均匀。发暗黑斑。原因是合金来源不清楚，使用了劣质杂铅，或合金配制不 良等，铅液中形成一层粘稠物夹杂在里面,成型后出现黑斑点。处理方法：更新合金液，重 新配制新的合金。细筋。细筋部位有在水口附近，有在边框，也有在极耳附近，厚型板栅表 现较多。原因是模温过高，脱模剂炭化，板栅筋条成型时冷却不均匀，冷却快的 部位夺取了冷却慢的部位铅，性趁形成局部细筋。处理办法：降低模温，刷去旧软木层，重新喷涂。对粗筋扳栅在浇口下出现较 普遍，可采取局部加筋条的办法解决。6、铅粉是怎样制

9、造的？铅粉是由铅球在球磨机内磨制而成的一种低度氧化铅粉末。方法是把铅 熔化， 铸成铅球或铅条切成小块，输入铅粉机内球磨。在一定温度条件下，氧化成细粉 末，再经过鼓风和抽风气流将铅粉带出，经集粉器收集而得。铅粉是蓄电池产 生电能的基本材料，其质量差异对电池性能和使用寿命颇有影响。铅粉是按一 定氧化度和视密度进行生产的。一般规定氧化度7080%，视密度1.21.5g/cm3。 制造铅粉的球磨机，国内多采用风选式和鼓 风式两种机型。已有电池厂家引用 巴顿式铅粉机制粉。一台日产4t的铅粉机，机内容球量1.8t，转速31r/min， 机温160170C(夹层温)，细度全通过100目，鼓风风压10.613

10、.3kPa (80100mmHg)，抽风量略大于鼓风量使机内气流成负压状态。各控制参数是以 设备规格不同而区别。在磨粉过程中，鼓风气流是从主机空心主轴一端通人机内 风管，气压集中在被磨下的细铅粉末上，使其扬翻起来。抽风气流再从主机轴 另一端将铅粉抽出，经 风选分离器把90%以上的铅粉沉降下来。气流带走的尘 埃再经脉冲除尘器净化。负极 铅膏中都有哪些添加剂，它们的作用是什么？添加剂是负极铅膏必不可少的添料，用来改善负极多孔金属铅的工作特性，防 止钝化。不同添加剂有不同特性，按电池用途选择。负极铅膏常用的添加剂是 腐植酸、木素、硫酸钡、松香、1-2酸、甘油等，以及提高正极放电效率的活 性剂。腐植酸

11、。也称胡敏酸，是一种高度活性集团。在工作状态下，电池负极板 因腐植酸存在，多孔金属铅生成PbSO4后能均匀地分布，预防多孔金属铅收缩、 再结晶、钝化，保持活度。硫酸钡。BaSO4是一种无机添加剂，晶体同PbSO4相似，均属 斜方晶体。 在多孔金属铅中，BaSO4起结晶核的作用。金属铅放电中以它为结晶核心，PbSO4 在它周围进行结晶，有阻止PbSO4自身凝集，保持铅粒子活度，对预防钝化，保 持孔率，效果较好。木素。木素与腐植酸的作用近似，被吸附在铅结晶表面，阻止铅粒子变得 细小，富有多孔性。松香。松香在110C的热风气流中熔融在铅的表面，形成一层防氧化膜， 预防多孔金属铅受潮氧化，起憎水作用。

12、还有羟基萘酸(俗称1-2酸)、硼酸水 溶液等，均起防氧化作用。它们通称为阻氧剂。甘油。甘油是控制负极金属铅过度膨胀的添加剂。它在金属铅粒子之间起 交联作用，使其稳定排列，适应于长寿命、浮充作用状态的电池。固定通讯用 蓄电池就是其中一种。涤纶纤维。起补强作用，迟 延活性物质脱落。添加剂的种类较多，还有碳黑、木素磺酸钠、栲胶等。不同电池负极 铅膏加的 种类数量差别较大，可作选择性的添加。8、正极铅膏中都有哪些添加剂，它 们的作用是什么？正极活性物质使用的添加剂选择的范围较小。碳素材料。正极铅膏中使用的碳素材料一般有乙炔黑、石墨、多并苯及碳 纤维等。在各种碳素材料中，石墨是最耐氧化的，在正极活性物质

13、中加入0.5% 的高纯石墨(过200目筛)，能使正极活性物质保持高的孔隙率并增强导电性， 从而可提高电池的初始容量及得到较好的充电接受能力。磷酸。一般在正极铅膏中加入0.6%左右的磷酸具有以下作用：改善板栅与 腐蚀产物的结合力，减轻了板栅合金腐蚀和铅钙合金板栅深放电时阻挡层的形 成。降低了正极活性物质PbO2的软化速度、减少其脱落，从而可提高蓄电池的 循环寿命。加入磷酸的量要控制得 好，如果加量多了，会对蓄电池的容量、起动能力等性能产生负作用。化学合成纤维为增加正极板的强度、防止铅膏脱落，在正极铅膏中要加入 睛纶或丙纶等合成纤维。合成纤维的加入量一般占铅粉重量的0.05%左右，粗 细为310丹

14、尼尔(丹尼尔：1000m长纤维的克 数)，长为35mm。要控制合成纤 维的加入量，加量太少，起不到增强极板强度的作用，反 之加量太多，会给极 板涂填增加困难。硫酸镁硫酸镁(MgSO4)是一种成孔剂，它 具有良好的胶结性能。在正极 铅膏中加入0.03%左右的硫酸镁后，硫酸镁与铅膏中的氧化铅作 用，生成一种 氧化铅水合物，象石膏一样胶合，这种物质在极板干燥时，在铅膏中生成结晶结 构，因此它具有良好的粘接作用，当凝固作用完全结束时在放置的过程中，能从 活性物质中浸析出来(溶解于水)，脱离铅膏，留下空隙，提高了极板的空隙率。 9生极板在涂填中易出现哪些质量问题，用什么办法解决？常见的生极板质量问题主要

15、有重量不一、铅膏偏重、弯曲、膏不饱满、压制劲 力过大、砂眼等。有的会影响蓄电池性能。解决的办法是：重量不一、偏重、偏厚。主要是涂膏量超过公差范围，局部偏重、偏厚。 在极板 组合后，极板群肥大，装入电池槽内过紧。这会出现早期短路，硫酸难 于渗入到极板群中，影响电池的容量。解决的办法：对涂膏式极板，控制涂膏 斗子的档板压力，使压力均衡。弯曲、膏不饱满、砂眼。原因是涂膏斗内涂辊和低辊对应距离不均；板栅 推进被压延伸长形成的一种弯曲。解决办法：调整两辊对应距离；缩短推进辊子宽度，使板栅 边框不被压延。压力过大，是指生极板在涂填之后，辊压力过大。压力大，膏中水分过多 地挤出，铅膏被压得过紧，降低铅膏孔率

16、，蓄电池放电时酸液向极板内渗透力受 到限制，放电量低。解决办法：固定辊子间隙进行辊压。10生极板涂上铅膏后为什么必须进行固化，其原理是什么？生极板固化是指涂制铅膏后的极板再氧化，使湿态铅膏变干态铅膏，以保持与板 栅良好的结合，不裂纹，不掉格。要 达到上述目的，掌握固化条件是重要环节。通常固化温度在4050C，相对 湿度在90%以上，时间3648小时。这样控制，可使铅膏中约占18%的金属铅， 下降到2%左右。固化原理是：铅膏中铅粒子，在水分子的催化作用下，进行电化学腐蚀。铅粒 子在氧化的同时，板栅筋 条铅也发生表面氧化，它们之间相互渗透，相互挤压， 促进了铅膏与板栅的结合。电化学腐 蚀的表达式：

17、& ;nbs p; H2O; Pb Pb2+2ePb2+2 (OH) -Pb ( OH) 2Pb (OH) 2PbO+H2O固化中环境温度不宜太底，如低于20C，铅膏与板栅结合不牢，一碰即掉。这 是因为铅粒子没能得到充分的氧化，胶凝作用差。固化时间长短要视生极板的 厚度而定。固化温度 50C主要生成 3PbOPbSO4H2O (3-BS)，温度在 70C 3PbOPbSO4H2O (3-BS)、 4PbOPbSO4H2O ( 4-BS) 各占一半，温度在 90C主要生成 4PbOPbSO4H2O (4-BS)。11生极板在化成中电流密度大小对极板化成质量有什么影响？生极板化成电流密度 是指一个

18、单位面积上施加的电流值，实际生产中多指一种 型号一片阳生极板所用的电流值，以安培为计量单位。确定单片电流值是以极 板大小尺寸、结构、活性物质、设备功率、环境 等条件进行综合考虑的。化成 电流不宜过大，也不宜过小。电流过大，极板活性物质转化不彻底，温升高， 氢氧气体大，活性物质被冲刷，出现疏松、裂纹等不良现象。电流过小，化 成 时间长，极板在化成槽内浸泡时间过长，硫酸铅难以转化。通常起动蓄电池极板 电流密度 在广2A/dm2,化成周期1820h，充入电量三倍于额定容量。工业蓄电 池和大型极板电流密度在0.31.2A/dm2。极板表面积是一片极板的两个平面之 和。化成通常分两个阶段进行，第一阶段充电电流值较大，第二阶段电流值较 小。也有分三个阶段化成的，第一阶段电流值较小，第二阶段电流值较大，第 三阶段电流值又较小。12正极的二氧化铅物质形态对蓄电池质量有何影响，与哪些工艺因素有关？ 正极活性物质二氧化铅的电性能和抗老化使用寿 命与其自身两种形态，即a PbO2和BPbO2的含量有一定的影响aPbO2生成于碱性条件，利于电池寿命; BPbO2生成于酸性条件，利于电池容量。其形成条件，与铅膏密度、化成酸密度、 化成温度及