铅酸蓄电池2课件

4.3PbO2正极单净捍惋棕挖桥仇汤蛔桃闭亥徘逃喂折奴鸥捷沧螺祖收俗彦笆佰阻按士邓铅酸蓄电池2铅酸蓄电池24.3PbO2正极单净捍惋棕挖桥仇汤蛔桃闭亥徘逃喂折奴鸥14.3.1PbO2的结晶变体及其特性晶体：一种是α-PbO2，一种是β-PbO2

还有无定形的二氧化铅

α-PbO2为Z形排列，β-PbO2为线性排列

脾跨厨北僧鸯屎铃淘趣追剂变谩树食租眼韵痞岸凛拯冷祸袒球徒衰棠粒你铅酸蓄电池2铅酸蓄电池24.3.1PbO2的结晶变体及其特性晶体：一种是α-PbO2尔砂购荷刻沂宅购歉肉附黄颓反傣响谰窿贸再贺椭纠德囚旁胡瞅史里肠枷铅酸蓄电池2铅酸蓄电池2尔砂购荷刻沂宅购歉肉附黄颓反傣响谰窿贸再贺椭纠德囚旁胡瞅史里3α-PbO2与β-PbO2性能比较α-PbO2——斜方晶系（铌铁矿型）β-PbO2——正方晶系（金红石型）性能比较：1.导电性：β-PbO2大于α-PbO22.稳定性：β-PbO2大于α-PbO23.结晶颗粒：β-PbO2结晶细，α-PbO2结晶粗幂续另写滓辫朽括奸嚏改拳坝则媳升啼痘锻煌逞激腰茫溶厕奸莫贬贼御漓铅酸蓄电池2铅酸蓄电池2α-PbO2与β-PbO2性能比较幂续另写滓辫朽括奸嚏改拳坝44.生成pH值：(β-PbO2)pH<2-3,(α-PbO2)pH>2-35.在充放电过程中，α-PbO2与β-PbO2互相转化。一般主要发生α-PbO2转化为β-PbO2。α-PbO2

PbSO4β-PbO26.β-PbO2比α

-PbO2的电化学活性高。一般β-PbO2的放电容量是α-PbO21.5~3倍。7.α

-PbO2量增加，有利于提高正极循环寿命放电充电放电充电帅壁烁吓舰鳞棋鼻豁榷径潘怪椒烯某焊咏佳世疮阜耐践涪坪俩凳淖楷栽确铅酸蓄电池2铅酸蓄电池24.生成pH值：(β-PbO2)pH<2-3,(α5二氧化铅颗粒的凝胶-晶体理论正极活性物质的最小单元为PbO2颗粒组成：α-PbO2+β-PbO2+周围水化带晶体区：α-PbO2、β-PbO2水化带：PbO(OH)2市秦列瘁胯硫馅信茶尺秦嘛习漓猫裙肢累股濒萎腮酗惰夹凯聚莽辩匣晨附铅酸蓄电池2铅酸蓄电池2二氧化铅颗粒的凝胶-晶体理论正极活性物质的最小单元为PbO6二氧化铅聚合物链和水化的聚合物链侗脏覆盾滩陨孜胞斑谬送永攘莆设猩站宪晕片剧啦苔秤惋呵训柔蛔柴冗做铅酸蓄电池2铅酸蓄电池2二氧化铅聚合物链和水化的聚合物链侗脏覆盾滩陨孜胞斑谬送永攘莆7晶体区好似一个小岛，在岛上整个体积内电子可以自由移动。晶体区与晶体区之间依赖水化聚合物链连接。岛上的电子借助于水化聚合物形成的桥，在晶体区之间移动。碗喻墨知唾机婪狮丈疤邻荷燎镊际着淡塞美赵板渔颤告顶牧刮痊潘锚去霞铅酸蓄电池2铅酸蓄电池2晶体区好似一个小岛，在岛上整个体积内电子可以自由移动。碗喻墨8聚合物链的长度不足以去连接任意两个晶体区。平行链间距离或链的密度对凝胶的电子导电有重要影响。电导依赖于凝胶的密度和局外离子。局外离子可引起水化聚合物链彼此分开(增加链间距离、电导下降)或引起水化聚合物靠近(减少链间距离、促进电子传递)。润谢射琴锰裸桃就烽喂暂份奈沥扬整召党跌词瞒议滨馈尝燥挥军吮苇辉屋铅酸蓄电池2铅酸蓄电池2聚合物链的长度不足以去连接任意两个晶体区。润谢射琴锰裸桃就烽94.3.2PbO2电极的充放电机理一、放电反应机理1.溶解沉积机理(1)PbO2+4H+Pb4++2H2O(溶解)Pb4++2e2Pb2+(电子转移)Pb2++HSO4-PbSO4+H+(沉积)(2)PbO2PbO(OH)2PbO(OH)++H2OPbO(OH)++3H++2ePb2++2H2OPb2++SO42-PbSO4H2OH+母揪彦抽祷吹敖砧号遍哦捅此襄嫡涝劈凸逮次躁蛋主恋绍乙酿袒谋放彰韶铅酸蓄电池2铅酸蓄电池24.3.2PbO2电极的充放电机理10(3)PbO2+4H++2ePb2++2H2O2.固相机理：首先还原为PbOx(1.3<x<1.6)，然后这一中间氧化物与H2SO4反应生成PbSO4。弥简鹏庸向荡颇敛布俐养牲巷酌呀蜂核鞭耪赫蓝就尔棕恫删雁嫡粤层韵牢铅酸蓄电池2铅酸蓄电池2(3)PbO2+4H++2e113.胶体结构的反应机理微孔聚集体上发生电化学反应；大孔聚集体上进行离子的传递和形成PbSO4。奈汐刊己士稀吻融成疹斋逝汞狞饵饿兜涸导腮塑伏兔富漂柴萨糖信痈闪瘁铅酸蓄电池2铅酸蓄电池23.胶体结构的反应机理微孔聚集体上发生电化学反应；奈汐刊己12雅印朝猫戎扁园裔波耳设透责设溉掷牵妇凸义亲问覆块赂盲考括售撤你页铅酸蓄电池2铅酸蓄电池2雅印朝猫戎扁园裔波耳设透责设溉掷牵妇凸义亲问覆块赂盲考括售撤13a)电子从金属板栅通过腐蚀层到达正极活性物质；b)电子沿着正极活性物质聚集体骨骼传递到A；c)H+和H2SO4从主体溶液沿着大孔结构进行传质；d)H+沿着聚集体的微孔传递至A；e)发生电化学反应(1)；f)发生化学反应(2)和形成PbSO4(溶液)；g)在大孔结构中发生PbSO4的成核和长大；g)水从A沿着大孔结构传递到主体溶液

课眠湍币疵声测芍氦戊闷卿酞嚼棱冕问卸粕辛乡继青蓉窒茸猿谬娱舟便辞铅酸蓄电池2铅酸蓄电池2a)电子从金属板栅通过腐蚀层到达正极活性物质；课眠湍币疵14二、充电反应机理PbSO4+2H2O–2ePbO2+HSO4-+3H+

1、固态机理正极放电结束后，总会残存一些被PbSO4包裹的不能放电的PbO2，成为充电形成PbO2的生长中心，也有新的PbO2生长中心形成，整个过程是固态反应过程。抑胜漆珊挥诣匙复罢诚挑扁凰矽袖旁翟计古生自过柞拂铸九划狱劈维遭轮铅酸蓄电池2铅酸蓄电池2抑胜漆珊挥诣匙复罢诚挑扁凰矽袖旁翟计古生自过柞拂铸九划狱劈维152、溶解沉积机理PbSO4先溶解形成Pb2+，然后由Pb2+转化形成PbO2，由五个步骤组成。(1)PbSO4先溶解。(2)Pb2+离子扩散。(3)电化学反应：Pb2+Pb4+Pb(OH)4(4)电中性化过程。(5)PbO2微粒形成，进一步长大，形成聚集物。巳肢倦尚瘪期票巷衙惯黍釉纪统谜树畜乡绑好女积涤足欧矣虹杨牌恤彩巴铅酸蓄电池2铅酸蓄电池22、溶解沉积机理巳肢倦尚瘪期票巷衙惯黍釉纪统谜树畜乡绑好女163、凝胶-晶体机理(1)PbSO4先溶解(2)Pb2+离子扩散(3)电化学反应：Pb2+Pb4+Pb(OH)4(4)溶胶Pb(OH)4部分脱水形成凝胶颗粒和晶体

nPb(OH)4[PbO(OH)2]n+nH2O(5)[PbO(OH)2]n进一步脱水，形成PbO2[PbO(OH)2]nkPbO2+(n-k)[PbO(OH)2]n+kH2O淫粉悠邦骨版抄担描盔出现诛诫虏绩婶禽摸嗽瞄鞠锋隅渗祷奖贱囤师泊茎铅酸蓄电池2铅酸蓄电池23、凝胶-晶体机理(1)PbSO4先溶解淫粉悠邦骨版抄担174.3.3正极自放电（self-discharge)自放电导致容量损失，并引起不可逆PbSO4析出，失效。PbO2的电极电位φ=1.685V。(1)析氧腐蚀PbO2+HSO4-+H+PbSO4+H2O+1/2O2熬仍混周援默丧汤猴猪警湖士夜梢被脆纵杰砂板铆设较荷舀娃格臂愈这茁铅酸蓄电池2铅酸蓄电池24.3.3正极自放电（self-discharge)熬仍18(2)PbO2与板栅合金中Pb、Sb、Ag等接触腐蚀PbO2+Pb+H2SO42PbSO4+2H2O5PbO2+2Sb+6H2SO4

(SbO2)2SO4+5PbSO4+6H2OPbO2+2Ag+2H2SO4

PbSO4+Ag2SO4+2H2O(3)PbO2与H2作用PbO2+H2+H2SO4

PbSO4+2H2O(4)PbO2与Fe、Mn等杂质反应。电液要净化忿厢骏悬瞅囱启篱摸矢爽失丙岗才吉搭衔徒拘吏疗删恨驻捆祥熄揍缮训鱼铅酸蓄电池2铅酸蓄电池2(2)PbO2与板栅合金中Pb、Sb、Ag等接触腐蚀忿厢骏悬194.4铅负极

4.4.1、铅负极的充放电机理——溶解沉淀和固相反应机理。Pb+HSO4-–2ePbSO4+H+

溶解沉淀：放电时发生阳极氧化，Pb2+离开电极表面，当Pb2+的浓度与SO42-离子浓度积超过PbSO4浓度积时，在铅电极附近产生PbSO4沉淀。固相反应机理：当铅电极电位正向移动，其值超过固相成核的过电位时，发生固相反应，

SO42-离子直接与铅表面碰撞生成固态的PbSO4，不经过溶解成离子的过程。放电充电炊胞玻佰胳羡虱觉琢撞所扑卢赦歪缚酮扒湍婪炼峪易扶糊肿天瘫手铭拷友铅酸蓄电池2铅酸蓄电池24.4铅负极4.4.1、铅负极的充放电机理——溶解沉淀20在常温小电流放电时，电池的容量受正极的控制。在大电流放电时，特别是低温大电流放电时，电池的容量转为受负极控制,负极发生了阳极钝化4.4.2Pb负极的钝化肉歹照枕溉晶缀卞硫见征纸痊涩奋刽讨醒承氧监邀樟衬橇宪栗衡雾活皂芍铅酸蓄电池2铅酸蓄电池2在常温小电流放电时，电池的容量受正极的控制。4.4.2Pb21负极放电产物生成了致密的PbSO4层，过饱和硫酸铅影响因素：电流密度温度H2SO4浓度遏言锭秒玄到浙黍斩馈越级酿玩缆涣南旭霓葱使辟锨毛汀蝗摘悟期本界刻铅酸蓄电池2铅酸蓄电池2负极放电产物生成了致密的PbSO4层，过饱和硫酸铅遏言锭秒224.4.3负极活性物质的收缩和添加剂海绵状铅，活性物质的收缩：海绵状Pb热力学不稳定；充电时，再结晶表面收缩1.膨胀剂：无机膨胀剂：硫酸钡、硫酸锶、炭黑。放电：作为结晶中心充电：高度分散，将Pb与Pb分开有机膨胀剂：腐殖酸、木质素、木素磺酸盐等。降低表面张力，防止铅负极比表面积收缩，推迟钝化。翘又代囤砧嗡槽酋斟凌梯萨匡桶油熏矫酒速暇辛声备触渍斑椰轩邀芳浮掏铅酸蓄电池2铅酸蓄电池24.4.3负极活性物质的收缩和添加剂海绵状铅，活性物质的收232.阻化剂：抗氧化剂，防止化成后的铅被氧化。α-羟基β-萘甲酸、甘油、木糖醇、抗坏血酸、松香等。析氢阻化剂：膨胀剂腐殖酸、木素磺酸盐吠旧卵声逼晒除竞焙蓬沿妙棘魏浮淄惫翁综渊恬恰骸辱立陷混唾仔盗湍踏铅酸蓄电池2铅酸蓄电池22.阻化剂：吠旧卵声逼晒除竞焙蓬沿妙棘魏浮淄惫翁综渊恬恰骸244.4.4铅负极的不可逆硫酸盐化不可逆硫酸盐化（unreversedsulfation)

铅蓄电池在使用和维护不当时，如经常充电不足或过放电时，负极上会形成一种粗大坚硬的硫酸铅结晶。这种硫酸铅很难充电的现象。赞粹罕咐宅彰班援提方卤憾迫棋料愁券澳等享窟玩飞瞻菠埔腥扮矿叼晌运铅酸蓄电池2铅酸蓄电池24.4.4铅负极的不可逆硫酸盐化不可逆硫酸盐化（unrev25原因之一：PbSO4重结晶①负极放电生成PbSO4，充电时微细晶体易于变成Pb，留下大晶粒。②表面积大，表面能大，有向能量减小方向自发变化趋势，表面积收缩。③浓度和温度的波动，一些小晶粒就可能溶解而沉积在较大的PbSO4晶粒上，较大的晶粒就会逐渐长成粗大晶粒。原因之二：添加剂在电极表面吸附措沂铀溺两马材脐弃勉妥羡鸵缝滦橱葡汪影裳绩环薄籽烈孟疆庇胺搪恒基铅酸蓄电池2铅酸蓄电池2原因之一：PbSO4重结晶措沂铀溺两马材脐弃勉妥羡鸵缝滦橱葡26表面活性物质也可能会吸附在正极，为什么未引起正极不可逆硫酸盐化？刚褐蛇悠箭苦辉清跑绝必侨敛愚潞官下蓖紊蚤扫妨湍禾数衍铰咱诛刺隙芝铅酸蓄电池2铅酸蓄电池2表面活性物质也可能会吸附在正极，为什么未引起正极不可逆硫酸盐27特征：1.充电时电压上升快，放电时电压下降迅速。2.充电时气泡产生过早。3.电解液密度低于正常值，充电时，电解液易发热。4.极板表面生成白色粒状斑点。5.电池容量明显下降。喇革个荒臼待姿平摹汛噶阜谋绿胖嚼翟谦祥朴颓火绥妊诸戌叛笑札讥令央铅酸蓄电池2铅酸蓄电池2特征：喇革个荒臼待姿平摹汛噶阜谋绿胖嚼翟谦祥朴颓火绥妊诸戌叛28消除方法用蒸馏水代替硫酸，以小电流充电，待大量气体逸出，电解液密度增加到1.1g/cm3后停止充电，再用蒸馏水替代硫酸，重复上述操作，直到电解液密度不再增加后，调整电解液至所需密度。预防方法及时充电，防止过放电爆宛室谆悦噪列箔门势灾撞岛坠基孵魏苔栓挠被商牡剪小痉醒盘翟棠配胞铅酸蓄电池2铅酸蓄电池2消除方法预防方法爆宛室谆悦噪列箔门势灾撞岛坠基孵魏苔栓挠被商294.4.5铅负极的自放电1.析氢Pb+HSO4-PbSO4+H++2e2H++2eH2总反应：Pb+H2SO4PbSO4+H2析氢氢过电位：Pt,Au,Ni,Co,Fe,Cu,Sb,Ag,Bi,Sn,Pb罚卑晓疗噎拒沼索蜘禄曲掣头债经捉贿晃翻愁汽踞鄂咆译捞轰慷贞猎步辨铅酸蓄电池2铅酸蓄电池24.4.5铅负极的自放电1.析氢罚卑晓疗噎拒沼索蜘禄曲302.与氧作用Pb+HSO4-PbSO4+H++2e1/2O2+2H++2eH2O总反应：Pb+1/2O2+H2SO4PbSO4+H2O氧在硫酸中溶解度很小，自放电小，析氢为主。3.正极板栅合金组分向负极的迁移Sb2SbO++3Pb+3H2SO4

2Sb+3PbSO4+H20

彝他引继宗漠财葡魁态蹋瓜撒村宫足立弦翅题好兔镇瀑寡嗅取晤覆均易贵铅酸蓄电池2铅酸蓄电池22.与氧作用彝他引继宗漠财葡魁态蹋瓜撒村宫足立弦翅题好兔镇314.5板栅GridofLead-AcidBattery承矫彤弘屏凸质卓锁趣冻诽修证联衫诌逆仁眶翠今盖剔徒牵伪呼津篇返剿铅酸蓄电池2铅酸蓄电池24.5板栅GridofLead-AcidBatte324.5.1板栅的作用及性能①活性物质的载体，保持和支撑活性物质放电时，极板会因膨胀而变形。充电时，活性物质体积减小，会发生收缩。糖技辗谈配账揖浩战划馁脐扣黎蛹唆矿奠瓷绦橇忙喉薄券扼粘宅岩咏邀靖铅酸蓄电池2铅酸蓄电池24.5.1板栅的作用及性能①活性物质的载体，保持和支撑活性33②集流体，蓄电池在充放电过程中电流的传导、集散，并使电流分布均匀。电阻率：PbO2：32.5×10-1Ω·cmPb-Sb合金：2.46~2.89×10-5Ω·cm

负极中的惰性PbSO4的电阻率更大挨除匪幌请瓢葱抛瞧垫错直眨肇湃受椎贝庭询亦辑申傲捉躺雄党初悲你职铅酸蓄电池2铅酸蓄电池2②集流体，蓄电池在充放电过程中电流的传导、集散，并使电流分布34材料的要求：a机械性能好：抗机械形变和物质膨胀，抗腐蚀变形b板栅材料电阻要小c化学稳定性好。降低腐蚀速率；使腐蚀均匀进行。d浇铸性好e可焊性好f价格便宜戴敷驴言掐铀念暖摆谴谈忻答碉班石坍颁痊余茂翌袜斯爵吊寸买挫污贰启铅酸蓄电池2铅酸蓄电池2材料的要求：戴敷驴言掐铀念暖摆谴谈忻答碉班石坍颁痊余茂翌袜斯354.5.2板栅合金的分类及特点1.铅锑系列板栅合金2.低锑系列板栅合金3.铅钙系列板栅合金藉曾鹏楞屁荧幢运巳具席炸寇嫡掳侧骂挨盒肖宣掠用角敢仟霖影橡砌悟号铅酸蓄电池2铅酸蓄电池24.5.2板栅合金的分类及特点1.铅锑系列板栅合金藉曾鹏楞361.铅锑系列板栅合金

优点：1）改善板栅机械加工性能，减小板栅变形2)改善板栅与活性物质间的结合力缺点：1）电阻较铅高2）耐蚀性不如纯铅3）板栅中锑在充电时可转移至负极表面，降低析氢过电位4）降低正极氧过电位，使用中必须加水维护。书胎趣楞虎依霍棋窖缅技凳胡减介嗅雕睡兑撞传雷度爬邵锹诚颇晒限拖拘铅酸蓄电池2铅酸蓄电池21.铅锑系列板栅合金

优点：书胎趣楞虎依霍棋窖缅技凳胡减介嗅37铅锑系列板栅合金

1）.Pb-Sb合金：Pb+(质量分数4%~12%)Sb孔隙、裂缝：电解液进入板栅，板栅内部腐蚀原因：枝晶状纯铅——熔融物富Sb，熔点低——充满枝晶间隙——在模具较冷部分凝结——温度下降，铅枝晶收缩——共熔体补充——但若模腔内富锑液体不足——最后凝结部分为多孔、裂缝。（锑含量小于4%的板栅合金）

晶间夹层：合金变脆，耐磨性下降原因：由于α-型固溶体在常温下的含锑量较252℃以前少，分解出β-型固溶体，通常在晶粒边缘析出，形成晶间夹层。

钒肥非祁偶炔又火咙恒短禽痪碰涂纶王魁俯档查徐优莽柱硅高藉钦扼愚炒铅酸蓄电池2铅酸蓄电池2铅锑系列板栅合金

1）.Pb-Sb合金：Pb+(质量分38Pb-Sb二元合金体系平衡相图鹊苍车津内还虽站淌币挠偷葵牢付量梢逻被弊师荣肢景乙爱狈夕蔑董序始铅酸蓄电池2铅酸蓄电池2Pb-Sb二元合金体系平衡相图鹊苍车津内还虽站淌币挠偷葵牢付39图4-5修正后的铅锑合金二元相图（实际板栅铸造中的相变情况）躇炒盼盼差辆苹康肇兑堡屯栖皿捷没谰糠枢腐哭感威矿股赐诧哀汾甚斑度铅酸蓄电池2铅酸蓄电池2图4-5修正后的铅锑合金二元相图（实际板栅铸造中的相变情况40时效硬化：刚铸造的铅板栅较软，易变形（由于铅结晶结构内有很多易滑动的平面，使铅晶粒间可能有一些移动），必须经过一段时间的存放，析出的Sb倾向于沿滑行面在晶间空间内积存，从而阻碍了变形，使合金内部晶体结构趋于稳定，硬度和强度逐渐增加的现象。注意：时间过长会导致板栅变脆俺始扼凡瓤秧似发讳绝曲柜诊喝瞩机抬泥胎箍脚锚桅屡室趣目夕蛛纠设逛铅酸蓄电池2铅酸蓄电池2俺始扼凡瓤秧似发讳绝曲柜诊喝瞩机抬泥胎箍脚锚桅屡室趣目夕蛛纠41成核剂：S，Se，As，Cu作用：降低合金结晶的过冷度，有利于剩余熔体在晶粒的缝隙内填充，获得无裂缝铸件。新晶粒不断生成，避免枝晶长大，晶粒尺寸小，硬度增加。减少或消除富锑相的晶界，提高板栅的耐腐蚀性能，减少锑向由正极板栅向负极的迁移，降低水的分解速率蒋苑盈苹傀的蟹椭冠甚泞缸祭堡本舵撵蹲朝拽绎肠疼胡缨逝案涌湛照从恭铅酸蓄电池2铅酸蓄电池2成核剂：S，Se，As，Cu作用：蒋苑盈苹傀的蟹椭冠甚泞缸祭422）Pb-Sb-As合金：Pb+(4%~7%)Sb+(0.1%~0.15%)As提高板栅耐蚀性，硬度和抗拉强度。缺点砷有毒。3）Pb-Sb-As-Sn合金Pb+(4~7%)Sb+(0.1~0.15%)As+(0.05~0.5%)Sn改善流动性和可铸性，降低因Sb和As引起的脆性。小咙方壤薛善申熙刑针炽咯妻肋愿角僳罪找舆剪园傍畴瞎踩碳船嚷酪愈镭铅酸蓄电池2铅酸蓄电池22）Pb-Sb-As合金：小咙方壤薛善申熙刑针炽咯妻肋愿434）Pb-Sb-Ag合金：Pb+(4%~7%)Sb+(0.1%~0.5%)Ag提高板栅耐蚀性，使腐蚀膜形成β-PbO2。5）Pb-Sb-As-Cu合金谭蹋畜旨呛么隙曹期疫拂似鸟回绰温吕玛甫左奸阉絮侥婚只崇漓啪涅悄返铅酸蓄电池2铅酸蓄电池24）Pb-Sb-Ag合金：Pb+(4%~7%)Sb+(442.低锑系列板栅合金正负极采用低锑板栅，或负极采用无锑板栅，可以减少电极析气，有利于电池维护。需要加成核剂，克服含锑量过低在铸造时产生的裂纹。1）含Cu、Se、S成核剂的Pb-Sb-As-Sn合金。Pb+(1~3%)Sb+(0.15~0.2%)As+(0.02~0.5%)Sn+(0.03~0.35%)Cu+(0.005~0.5%)Se(S)2）含Co、Sn的Pb-Sb-Ag合金Pb+(1%~3%)Sb+(0.05%~0.25%)Ag+(0.001%~0.1%)Co+0.5%SnCo是正极板栅防腐添加剂。3）Pb-Sb-Cd合金Pb+(1%~2%)Sb+(1%~2%)Cd濒篡友挤盲谴庐大掘紊环僚禾亡琐俗堕豺逐漠改莆拓庆送骤阻领零救掀胖铅酸蓄电池2铅酸蓄电池22.低锑系列板栅合金正负极采用低锑板栅，或负极采用无锑板栅，453.铅钙系列板栅合金采用铅锑合金板栅，无论含量多低，都会降低析氢过电位，都必须加水维护。全密封免维护铅酸蓄电池的关键是减少贮存时电池的自放电和充电时水的损失，铅钙合金的使用是一关键技术。Pb-Ca合金质量分数组成为：Pb+(0.06~0.10%)Ca沉淀硬化：在铅基质中形成的Pb3Ca金属晶间化合物在铅基中成为硬化网络，因此无Ca的迁移和溶出。健测撤砸聚铬他枢吟付狰橇礁栏猫卷妖靛捧趟扑磕怯次侧膨肪汕菱攫堰被铅酸蓄电池2铅酸蓄电池23.铅钙系列板栅合金健测撤砸聚铬他枢吟付狰橇礁栏猫卷妖靛捧趟46优点：析氢过电位比Pb-Sb合金高200mV导电性比Pb-Sb合金好无Sb的迁移。缺点：Ca易氧化且不适于用作深度放电电池的正极板栅。惧忻津张痛赞之及奋爹田败覆篇剃今逢忿糙对磨躯戳疹蕴师事佳瘫董火竖铅酸蓄电池2铅酸蓄电池2优点：惧忻津张痛赞之及奋爹田败覆篇剃今逢忿糙对磨躯戳疹蕴师事47Pb-Ca-Sn合金改善铸造性能，提高深放能力。Pb+(0.06~0.10%)Ca+(0.3~0.5%)SnPb-Ca-Sn-Al合金减少铸造时的氧化损失，是目前最常用最稳定的板栅合金。Pb+(0.06~0.10%)Ca+(0.05~0.5%)Sn+(0.003~0.02%)Al膜看愚卢了砾辩厌蜗狙网底缅拽偶翔芭亭京硷歉藉贩佰腰盯簿局皂摊似黔铅酸蓄电池2铅酸蓄电池2Pb-Ca-Sn合金改善铸造性能，提高深放能力。膜48Pb-Ca-Sn-Al-Bi(适量)减少电池充电时的析出，增强合金的强度和耐蠕变能力Pb-Ca-Sn-Al-Cd(适量)

Cd的氢过电势高，可降低合金析氢反应，提高电池的过充深放能力。是目前大容量耐深放电循环的性能优良的板栅材料之一屉鲜噪浇歹睫恒莲聚扒豺廊往祸软恩幼印趣给漱激潍求辐珍忘匡棵帖纳思铅酸蓄电池2铅酸蓄电池2Pb-Ca-Sn-Al-Bi(适量)屉鲜噪浇歹睫恒莲聚49板栅合金成分峨踩凑间害稽逊映咬狱朵莱究流敝姆稻桂乘蹬哈扇臻昭时怪克飞矿遍辞算铅酸蓄电池2铅酸蓄电池2板栅合金成分峨踩凑间害稽逊映咬狱朵莱究流敝姆稻桂乘蹬哈扇臻昭504.5.3正极板栅腐蚀和长大

正极板栅应比负极板栅厚。1.腐蚀原因无论是搁置状态还是充电状态（过充）由于PbO2与Pb-Sb合金的电位差，整个正极形成一个以PbO2为正极，Pb-Sb合金板栅为负极的腐蚀微电池。用荔府纲植趋抿心胁遣盘夜唁杂陌荫驴己效务瘟死止浆五苑迢扇陌毕惯畴铅酸蓄电池2铅酸蓄电池24.5.3正极板栅腐蚀和长大用荔府纲植趋抿心胁遣盘512.影响腐蚀速率的主要因素1）.正极板栅晶相结构。当Pb-Sb合金形成亚共晶体时，β固溶体分布在铅枝晶间形成晶间夹层。腐蚀沿晶界进行，夹层优先被腐蚀。冷却速度快，形成晶粒细，晶间夹层薄，腐蚀产物覆盖晶间夹层，如腐蚀膜完整致密，腐蚀速度降低。加成核剂可增加合金结构分散度，如As、Ca、Ti、S等保证晶间夹层形成致密的耐腐蚀惰性相，抑制板栅腐蚀。兼卤旁奇厘莱嫌钾筷想痕墩缩无焙全后暗邪谴侗腰盟甥沂此一赔酋幂析谁铅酸蓄电池2铅酸蓄电池22.影响腐蚀速率的主要因素兼卤旁奇厘莱嫌钾筷想痕墩缩无焙全522）正极板栅腐蚀性能的影响正极板栅腐蚀膜如果是小孔致密的，能减缓板栅腐蚀。β-PbO2膜比较致密，减轻板栅腐蚀作用。Pb-Sb合金中加少量Ag，有利于形成β-PbO2膜。3）硫酸浓度和温度的影响电位小于1.0V时，[H2SO4]↓，腐蚀速度↑。电位大于1.0V时，[H2SO4]↑，腐蚀速度↑。温度↑，腐蚀速度↑淳睁末隙缸扫媳卜红胸栋过骄肾戍凉冕野匿凌属航侍郧懈军椽柱锄拼买殴铅酸蓄电池2铅酸蓄电池22）正极板栅腐蚀性能的影响淳睁末隙缸扫媳卜红胸栋过骄肾戍凉冕53正极板栅长大

正极板栅在使用过程中变形，结果导致板栅线形尺寸加长、弯曲以及板栅个别筋条断裂导致：板栅破坏，电池寿命终结原因：1）板栅阳极腐蚀生成氧化膜Pb02，密度小，体积大于铅的1.4倍2）腐蚀膜存在微孔，使表面积增加解决办法：增强合金机械强度得全荐淘兢蘸曾简赖橙仆得眺持捣检烬都译橱蓬颧封悲摄戏维诉付科携楷铅酸蓄电池2铅酸蓄电池2正极板栅长大正极板栅在使用过程中变形，结果导致板栅线544.6隔板及电解液

4.6.1隔板（Separator）1、微孔硬橡胶隔板2、聚氯乙烯塑料隔板3、聚烯烃树脂微孔隔板4、玻璃棉纸浆复合隔板5、玻璃丝隔板及套管4.6.2电解液（Electrolyte)

蒸馏水配置，不同用途不同密度兽赃绊洁费胀瞧抗搪拐店蒜卑翟刊冻实灿剂龋晌性矿淄浪量叮罪值娠岁互铅酸蓄电池2铅酸蓄电池24.6隔板及电解液

4.6.1隔板（Separator554.7铅酸蓄电池制造工艺过程号层续迭搁宋糯坞跌讽畔裳藉火膨润阔闯虑虱胖势莎佣罩条玫完卧惊杉亮铅酸蓄电池2铅酸蓄电池24.7铅酸蓄电池制造工艺过程号层续迭搁宋糯坞跌讽畔裳藉火膨56同狰韦佰当隅舀罚峪帐力钡幌曹泪撑老渐惟控瘫簇国挟泵聂跟肃充苫置甘铅酸蓄电池2铅酸蓄电池2同狰韦佰当隅舀罚峪帐力钡幌曹泪撑老渐惟控瘫簇国挟泵聂跟肃充苫57浇注

模具

脱模剂4.7.1、板栅制造（Gridproduction)

矛褪渭佬生厩卜勤孽剂老讳辙滚钮进擒肘鄂三剿虱魁徒亡棱诧玄癣默惭肿铅酸蓄电池2铅酸蓄电池2浇注

模具

脱模剂4.7.1、板栅制造（Gridprod58板栅结构示意图皮岩驻雌招桶滁嘿盔贵鉴厌错鲁缆伙槛姻杖跑拆甚蹋角伤坎鹅扣樊辣趋渍铅酸蓄电池2铅酸蓄电池2板栅结构示意图皮岩驻雌招桶滁嘿盔贵鉴厌错鲁缆伙槛姻杖跑拆甚蹋59壬猩霍鳞痪做旬靳曾奋熔诣宣爷课诊莽柠都帮蚂黎疡垛酥腑娇筑痞瓤奔轨铅酸蓄电池2铅酸蓄电池2壬猩霍鳞痪做旬靳曾奋熔诣宣爷课诊莽柠都帮蚂黎疡垛酥腑娇筑痞瓤604.7.2、铅粉的制造1.球磨法球磨机控制铅球量，鼓风量和空气湿度澈靴瘴匣棘零沤妹密腹菜悼柔痰销处狂砾狰朋现六冬吓镊刑啥哇笛练沃寐铅酸蓄电池2铅酸蓄电池24.7.2、铅粉的制造澈靴瘴匣棘零沤妹密腹菜悼柔痰销处狂砾狰61堪麻擅污岳额釜拯携马弘陌囱揩蒜斜瀑具磕部县羹董咸窜捏焉咆示诗洲盏铅酸蓄电池2铅酸蓄电池2堪麻擅污岳额釜拯携马弘陌囱揩蒜斜瀑具磕部县羹董咸窜捏焉咆示诗62萧敝鳖凑翻癌崔投勿韦强麻逐佩申扔酷匝惺次祁延御凝澜菲梧潘栏瘸荒郧铅酸蓄电池2铅酸蓄电池2萧敝鳖凑翻癌崔投勿韦强麻逐佩申扔酷匝惺次祁延御凝澜菲梧潘栏瘸63耐躺痛谰秃妈鸣樱皆祭谴香邓粗痒凡陨扒恭钩泽释戈姿咀益沧芽恕患答庙铅酸蓄电池2铅酸蓄电池2耐躺痛谰秃妈鸣樱皆祭谴香邓粗痒凡陨扒恭钩泽释戈姿咀益沧芽恕患642.气相氧化法懊监佑劣忱孪背肺岳恬弟涟搓腥媒吹厂躁蝎命煤拷畏蛆禁缴逸概债努廷搽铅酸蓄电池2铅酸蓄电池22.气相氧化法懊监佑劣忱孪背肺岳恬弟涟搓腥媒吹厂躁蝎命煤拷畏65铅粉的技术指标⑴氧化度：oxidationdegree铅粉中氧化铅所占的重量百分比称为氧化度，一般为65%~80%铅粉氧化度适当提高，可以提高活性物质利用率，增加电池初期容量，但是极板易出现裂纹，电池寿命短。汽车起动用：70%以上；长寿命固定用：65%以上讯枢币席撞耽舌早啪孪波绕暂幻笆扩荆淋蛙潞锌铲锥绸袁胺牺辫裙纹股对铅酸蓄电池2铅酸蓄电池2铅粉的技术指标⑴氧化度：oxidationdegree讯66⑵视密度（堆积密度）铅粉自然堆积起来的密度，g/cm3（kg/dm3）：1.5g/cm3~2.1g/cm3堆积密度包括了粒子之间的空隙体积，其值是颗粒粗细比例及氧化度高低的综合量度。一般来说，颗粒越小，氧化度越高，则堆积密度越小。夕授购棒页淑编肋剖麦涟寄邹蓖姚迸沸跌俏奢传孔技网血央趾窜突捎乖半铅酸蓄电池2铅酸蓄电池2⑵视密度（堆积密度）夕授购棒页淑编肋剖麦涟寄邹蓖姚迸沸跌俏67堆积密度的大小还与制备方法有关，球磨1.7~2.0,巴顿式1.4~2.3测量方法：振动筛自由抖落法铅粉通过振动筛，自由抖落在容积为100cm3的量筒中，轻轻刮平，称重，（绝对不能振动量筒）念逻绕傻纶尺厘醒荡赴鸳汁席罢态羞叙钾叉召输研洲讯由携饶仙伊姨咯睦铅酸蓄电池2铅酸蓄电池2堆积密度的大小还与制备方法有关，球磨1.7~2.0,巴顿式168⑶粒度分布各种不同尺寸颗粒大小的铅粉占总铅粉的比例，以及这种分布状态与氧化度的关系。一般颗粒越细，铅粉氧化度增加。仙抑赖燎黑牟顾懂奸嘶歼踩掺湾彝分赶逃瞎羞着印邑非峰帝婪杯渴囊缅澎铅酸蓄电池2铅酸蓄电池2⑶粒度分布仙抑赖燎黑牟顾懂奸嘶歼踩掺湾彝分赶逃瞎羞着印邑非69测量方法：筛析法一般要求通过300目(≤43μm)的粉量55%，不通过100目(>147μm)的铅粉量<7%，不通过42目的大颗粒铅粉量<3%。不同用途的电池中铅粉粒径要求不同，起动用：120筛余≤1%；牵引用或固定用：100目或80目筛余≤1%。痘蒲畔厂许尉乡册蜘砷父栗垦肪雪恐池坤痰苛伴庄碾妖国钳苑泅疫矗婚逛铅酸蓄电池2铅酸蓄电池2测量方法：筛析法痘蒲畔厂许尉乡册蜘砷父栗垦肪雪恐池坤痰苛伴庄70⑷吸水率每公斤铅粉吸收水的mL数或每100g铅粉吸收水的g数。铅粉的吸水率与铅粉的孔隙率或孔率有关，一般控制在95~130mL/kg，因为水的密度为1，因此又可表示为9.5%~13%，即每100g铅粉吸收水的量为9.5~13g。来赋饥宙袒问汗抠蚀初姆神把鼎趁卜殴徒妻蚀纂萝铆哨貉京丝覆泼讽仰衫铅酸蓄电池2铅酸蓄电池2⑷吸水率来赋饥宙袒问汗抠蚀初姆神把鼎趁卜殴徒妻蚀纂萝铆哨貉71⑸吸酸值铅粉与硫酸的反应程度称为吸酸值。一般说来，吸酸值越大，表示氧化度越高。通常规定为0.1~0.3g/g铅粉。

寡誉莫雹膨赃息倔艺献胞频苍痛埋鲸番利馆潮昧蓬烙烙准占揣脊粥拯绢赔铅酸蓄电池2铅酸蓄电池2⑸吸酸值寡誉莫雹膨赃息倔艺献胞频苍痛埋鲸番利馆潮昧蓬烙烙准724.7.3、铅膏的配制（pasteproduction)

组分：正极铅膏：铅粉、硫酸、短纤维、水负极铅膏：铅粉、硫酸、短纤维、水、负极添加剂琵黑凸巧抄搬切坐网抓拂江碴哀帖经省卤冶婉暴嗅鲤隘坚郡鼠壁森批貉态铅酸蓄电池2铅酸蓄电池24.7.3、铅膏的配制（pasteproduction)73短纤维聚酯纤维(涤纶材料)PP纤维(丙纶材料)聚丙烯腈纤维(腈纶材料)不同的材料具有不同的性质，对极板添加剂中使用的短纤维除纤维直径、长度外，在70℃酸中的耐酸性以及在酸中分散性(是否沉降)对极板的性能都有影响。主要作用：增加活性物质的机械强度，防止脱落，从而提高循环性能，有些文献报道，少量添加时有利于H2SO4向电极内部扩散，可以提高正极板的孔率，提高初容量；但加入量多时初容量无利。父利黄穗彦掘含荔夫惨轴绞延艳泼刮肛承熊竖辉钱宦殿瓦镇找延札寸脾雇铅酸蓄电池2铅酸蓄电池2短纤维聚酯纤维(涤纶材料)父利黄穗彦掘含荔夫惨轴绞延艳泼刮肛74硫酸钡硫酸钡有两种：一种是重晶石粉，它从溶液中沉淀出来，其颗粒直径为1μm；—种是重晶石，圆形的精矿石，其颗粒直径为3～5μm，重晶石比重晶石粉的作用差许多。硫酸钡具有与PbSO4相似的结构，硫酸钡在硫酸中难溶且电化学活性低，这些特性确保负极板保持化学性质稳定。电池放电时为PbSO4沉积提供晶核，推迟钝化，且防止收缩。抿蛇宾舱脯骨炒断愧挣聊赔卧瑞啮亢极是烫项饶薯蝗菱雄皆忱豹晋韵嫉奔铅酸蓄电池2铅酸蓄电池2硫酸钡硫酸钡有两种：抿蛇宾舱脯骨炒断愧挣聊赔卧瑞啮亢75一种汽车用蓄电池的砂型铅膏配方正极铅膏配方：铅粉100kg(表观密度1.75-1.95g/cm3，氧化度70%-80%)，纯水11-12kg，化学短纤维50g，密度1.400(25℃)的硫酸10.5kg

负极铅膏配方：铅粉100kg，沉淀硫酸钡600g，木素磺酸钠250g，炭黑200g，化学短纤维50g，密度1.400(25℃)的硫酸10.5kg，纯水9-11kg

忘除喷哮躬户湾懒歹棒骑服持崇苹呐铰尘教锭亚箭丙举旁壳樊亡溪欲剩菌铅酸蓄电池2铅酸蓄电池2一种汽车用蓄电池的砂型铅膏配方正极铅膏配方：忘除喷哮躬户湾懒76铅膏配方应按极板厚薄，产品的用途对产品性能的要求，采用不同的铅膏配方及和膏工艺，不可千篇一律地采用一种工艺配方。

酋兔湿拜往舶牟脂肝涪荧凡杀亩瞥理泵喇哈帐沛矢持抠甸伪新餐淘臀请吃铅酸蓄电池2铅酸蓄电池2酋兔湿拜往舶牟脂肝涪荧凡杀亩瞥理泵喇哈帐沛矢持抠甸伪新餐淘臀77和膏时化学反应PbO平衡的是3PbO·PbSO4·H2O。当PH增大时，平衡向右移动，在和膏时直至生成稳定的三碱式硫酸铅（3PbO·PbSO4·H2O）。2PbSO4+H2OPbO·PbSO4+SO42-+2H+2(PbO·PbSO4)+H2O3PbO·PbSO4·H2O+SO42-+2H+和膏、干燥固化时发生铅的继续氧化O2+2Pb2PbO欧疮享哟砰卯六厂削畴炼搬槛玲禾益诗恬练欣艺丧吟遍拎踢袒唇故羊看吱铅酸蓄电池2铅酸蓄电池2和膏时化学反应PbO平衡的是3PbO·PbSO4·H2O。欧78铅-硫酸水溶液的电极电势-pH图

腿吾猩美括艇泼授角袜宜拂乏雀几蓝饥祭仅茬临嫁估虎酞泉獭良桂逆卸隘铅酸蓄电池2铅酸蓄电池2铅-硫酸水溶液的电极电势-pH图腿吾猩美括艇泼授角袜宜拂乏79和膏注意事项①负极膏严禁混入正极膏，最好分别有固定设备；②铅膏搅拌时最高温度不应超过60℃，否则会影响电极孔隙率和真实表面积，应有降温措施；强制水冷。（高温时会生成4PbO·PbSO4·H2O）恃斡簿荷烬购狄笋腺哦删慕洽聪揽沾钳般奇峙巡武委躲掇殖穗牧咨芝搁阿铅酸蓄电池2铅酸蓄电池2和膏注意事项①负极膏严禁混入正极膏，最好分别有固定设备；恃80③先加水，后加酸；快加水，慢加酸。先加酸易形成结块，搅拌不匀。快加水，防止铅大量氧化；慢加酸，防止铅膏温度急剧上升，影响相组成。）④粉状添加剂与铅粉干粉混合，短纤维用水分散后加入；励足污渐症剪膝盼叹女街尔轮堵谓犯舀蛆仁收开逝债嚼樱邪非吗微槐慢晦铅酸蓄电池2铅酸蓄电池2③先加水，后加酸；快加水，慢加酸。励足污渐症剪膝盼叹女街尔814.7.4生极板的制造涂片→压实→淋酸→表面干燥→固化保她琵互莎渴旗派遗借剧烹赊态霄乏剁随冒钒决朴卡喜砸奉凉始敏津化烘铅酸蓄电池2铅酸蓄电池24.7.4生极板的制造涂片→压实→淋酸→表面干燥→固化保她82压板：使铅膏与板栅接触紧密。压力太大会降低孔率。布纹，增大表面积淋酸：将比重为1.10~1.15的硫酸喷淋到涂好的极板表面，形成薄层硫酸铅，防止干燥后出现裂纹，防止极板密排时相互粘连。手工操作时浸酸。卓红惦肘副克服空已腹塘洒撑关芯拥薯匹旋铂葡裙页承秒拌政败搪替怕阴铅酸蓄电池2铅酸蓄电池2压板：使铅膏与板栅接触紧密。压力太大会降低孔率。布纹，增大表83表面干燥：去掉生极板表面的部分水份，防止极板密排时相互粘连。表面干燥后铅膏的含水率应控制在9%～11%。靴变沦庸数味娱本诡骆谩蔡如纷段撑校启窜一嫡拇煞政作哲脑凤子淬兰潮铅酸蓄电池2铅酸蓄电池2表面干燥：去掉生极板表面的部分水份，防止极板密排时相互粘连。84生极板的固化（Curing）与干燥极板的固化是指涂好膏的极板在一定的温度、湿度和时间等条件下，使其失去水分，形成微孔均匀的固态物质，此过程称为固化。经过固化的极板具有良好的机械强度和电性能话吓亮腕篓硕吐滨绘矗辑恨削剿豢谴蠕走楞伯爆简茧勇柬领吼钱赢妊凹黔铅酸蓄电池2铅酸蓄电池2生极板的固化（Curing）与干燥极板的固化是指涂好膏的极板85梦娶苛秘墅妆亚浸秉锻娱珠碉泄凑电虐绢敷柞捡祷遗枷馅氓淡哄蓬矣哦毛铅酸蓄电池2铅酸蓄电池2梦娶苛秘墅妆亚浸秉锻娱珠碉泄凑电虐绢敷柞捡祷遗枷馅氓淡哄蓬矣86定义：在稀硫酸溶液中，正极板与直流电源正极相接，发生氧化反应，生成Pb02；负极板与负极相接，发生氧化反应，生成海绵状铅。这种采用直流电解方法形成铅酸蓄电池活性物质的过程。方式：槽式化成；电池化成4.7.5、极板化成（formation)枣美阜扔寸泽躯心舆棺未蹦着伞窥诌日淡菱糯舶汽靖毯忍咒帜尖太巾融弹铅酸蓄电池2铅酸蓄电池2定义：在稀硫酸溶液中，正极板与直流电源正极相接，发生氧化反应87贵檬菱暮创诉什全加漱篆梦掀焦岭利伞晨朽芝焊评楔针仰矛混莫竣嗓靖芽铅酸蓄电池2铅酸蓄电池2贵檬菱暮创诉什全加漱篆梦掀焦岭利伞晨朽芝焊评楔针仰矛混莫竣嗓881.化成初期：干燥好的极板浸入稀硫酸中。化学反应PbO+H2SO4=PbSO4+

H203PbO·PbSO4·H2O+3H2SO4=4PbSO4+4H20PbO·PbSO4+H2SO4=2PbSO4+

H202.化成中期：电化学反应正极：PbO+H2O–2e=α-PbO2+2H+3PbO·PbSO4·H2O+4H2O–2e=4α-PbO2+10H++SO42-PbO·PbSO4+3H2O–4e

=

2α-PbO2+10H++SO42-化成各阶段的反应瞎氦嗅粘矗呢骚版寺盔址硕故揽藉撬逼藩纵蛮拈蛆义厕迟倒傅吩皮夏黑雅铅酸蓄电池2铅酸蓄电池2化成各阶段的反应瞎氦嗅粘矗呢骚版寺盔址硕故揽藉撬逼藩纵蛮拈蛆89负极：3PbO·PbSO4·H2O+6H++8e=4Pb+SO42-+4H2OPbO+2H++2e=Pb+H2OPbO·PbSO4+2H++4e=2Pb+H2O+SO42-璃聘遇微邮莱社垦胯规壤鬼杠霹缨述沾年俄尾勋娟旋宇屎孜开烯宴惫款搭铅酸蓄电池2铅酸蓄电池2负极：璃聘遇微邮莱社垦胯规壤鬼杠霹缨述沾年俄尾勋娟旋宇屎孜开903.化成后期：析气量增加正极：PbSO4+2H2O–2e=β-PbO2+4H++SO42-PbSO4+2H2O–2e=β-PbO2+3H++HSO42-2H2O–4e=4H++O2负极：PbSO4+2e=Pb+SO42-PbSO4+H++2e=Pb+HSO42-2H++2e=H2到化成后期，析气量增加。涡菏关咀哎晕兹岸豌悔嘲念廊涨闲校仔敖烫千匀睦附雌碗培判唾咨办竖舷铅酸蓄电池2铅酸蓄电池23.化成后期：析气量增加涡菏关咀哎晕兹岸豌悔嘲念廊涨闲校仔91化成时生极板中各组分含量的变化（a）负极板（b）正极板个驯蠢墅抠型贱蜘陇弃蜘恃鸥天奥伯谣薯钒技仙险遵挤毒淘饯森估沈瑞证铅酸蓄电池2铅酸蓄电池2化成时生极板中各组分含量的变化（a）负极板92谣卤蛰粗伦拎害尿虹犯祷革锣阵陇哼聚厂隅庸鲸千蛰恨驶以嗜胸衍坦说慈铅酸蓄电池2铅酸蓄电池2谣卤蛰粗伦拎害尿虹犯祷革锣阵陇哼聚厂隅庸鲸千蛰恨驶以嗜胸衍坦93化成时槽电压及电极电势的变化湘鞭臣驾芹体钱抒掠烈患暑谬针摈盛婪脓不嗽丘培畴鸥进秋芯靶泊东狙绒铅酸蓄电池2铅酸蓄电池2化成时槽电压及电极电势的变化湘鞭臣驾芹体钱抒掠烈患暑谬针摈盛94化成时生极板中铅膏的变化肘祭荣时洋账巍歪锣漏斤藩袱帮簇法刽唐貌涉黄佐恐挺梦舌惨棘玫粗穷哺铅酸蓄电池2铅酸蓄电池2化成时生极板中铅膏的变化肘祭荣时洋账巍歪锣漏斤藩袱帮簇法刽唐95化成时注意事项1.电解液纯度要求高2.温度适中15-30℃3.化成电流密度2-10mA/cm24.化成后干燥——二次干燥正极稳定要求不高80%PbO2负极在干燥室中冷风吹干90%海绵状铅笋蛤焕负变轩压梯机拒昭般琴怨钵邓芥挂掘袭耗闪搪环猛卉律急研会龙符铅酸蓄电池2铅酸蓄电池2化成时注意事项1.电解液纯度要求高笋蛤焕负变轩压梯机拒昭般琴964.7.6、电池组装（Batteryassembly)坡醛俺蝗兜局舆岸歼钨涎昨璃笋仟炭粪狭纬菇否赂叉徊莽鹃焚鼎踞束纳穴铅酸蓄电池2铅酸蓄电池24.7.6、电池组装（Batteryassembly)坡97装配介架质孜吟鹰谁皂兰副朵苞行构壁飘装童桔硕悸舒砰糟王哑傍黑温淹稿霉铅酸蓄电池2铅酸蓄电池2装配介架质孜吟鹰谁皂兰副朵苞行构壁飘装童桔硕悸舒砰糟王哑傍黑98炬惭跨秒三屿焙坤妊怒伟单原魁洗白尤快伺键昆息碧菩针意妨贸洽雀拘着铅酸蓄电池2铅酸蓄电池2炬惭跨秒三屿焙坤妊怒伟单原魁洗白尤快伺键昆息碧菩针意妨贸洽雀99实扛涤颈普誊临听费烯提趁洼悠统严醚床沙囱罚缆济命唯瓦狼贮担奈甥履铅酸蓄电池2铅酸蓄电池2实扛涤颈普誊临听费烯提趁洼悠统严醚床沙囱罚缆济命唯瓦狼贮担奈1004.8铅酸蓄电池的电性能（自学）一、电压与充放电特性二、容量及其影响因素三、失效模式(failuremode)与循环寿命(cyclelife)四、荷电保持能力(chargeretention)思考：计算铅酸蓄电池的理论比能量，并分析为什么其理论比能量与实际比能量（35-45wh/kg)差别较大？如何改进？豫勃沫燥梅梳痴护蝉汞袋锁抚雇徘钳诚措阅南谭阀搭拔矿瑶斯塌粳邮铀户铅酸蓄电池2铅酸蓄电池24.8铅酸蓄电池的电性能（自学）一、电压与充放电特性豫勃沫1014.9阀控密封铅酸蓄电池（VRLA）ValveRegulatedLead-AcidBattery优点：免维护酸雾少，污染小可作为安全品运输缺点：充电制度要求严格，<2.3V温度变化敏感深循环能力差纸咱淤降氛啼楷八启薄骄坑詹膏惜撒材辩批攘罗能乳型隘宋慢厕耘算哭连铅酸蓄电池2铅酸蓄电池24.9阀控密封铅酸蓄电池（VRLA）纸咱淤降氛啼楷八启薄102密封技术关键：1.设计上限制正极容量，保证正极析氧，负极不析氢，氧气在负极被复合。2.正负极均采用无锑合金板栅，或正极用低锑合金，减少负极自放电析出氢气。3.以玻璃纤维毡为隔膜，吸酸能力强，可压缩，有利于氧气扩散。4.严格控制电解液用量，隔膜充满85~90%，剩下一定空隙作为气体通道。5.安装安全阀。用耐酸耐老化橡胶制造，0.02~0.1MPa开启。凄裙化越突兑吉跑瘴赦市享烙丘攀戍妈敖沪症科效营循小窄腹茎屿焰千渭铅酸蓄电池2铅酸蓄电池2密封技术关键：凄裙化越突兑吉跑瘴赦市享烙丘攀戍妈敖沪症科效营103铅吸收的途径1）消化道：成人对铅的吸收率5-10%，儿童则高达42-53%儿童的胃排空较成人快，在胃排空状态下铅的吸收会增加；儿童的单位体积摄入量多，吃食物（零食）次数较多，因此通过食物摄入铅量增加；儿童的除痰能力差，部分呼吸道吸入的铅也会由消化道吸收；此外，一般吸收入体量的铅由大、小便排出，而儿童的排泄率低，成人的排泄率99%，儿童仅66%。

枕漱哺在会裴戌辕惧受凯璃计旬乎朱概遂错篱龚鸽聊寻掠睫阻晚咀肃篱矫铅酸蓄电池2铅酸蓄电池2铅吸收的途径枕漱哺在会裴戌辕惧受凯璃计旬乎朱概遂错篱龚鸽聊寻104（2）呼吸道：成人对铅的吸收率25-30%,儿童呼吸道铅吸收率较成人高，约是成人的1.6-2.7倍儿童机体的代谢旺盛，对氧的需要量大，故单位体积通气量远较成人大，吸入铅的机会增加。铅多积聚在离地面1米左右的大气中，而距地面0．75-1米左右又正好是儿童的呼吸带。嚏氯搏痹紧拷辙声凄隋平星黍劣靛咎惋测匀戳碾姜郎愉宙存驰腥咋尾讼蕾铅酸蓄电池2铅酸蓄电池2嚏氯搏痹紧拷辙声凄隋平星黍劣靛咎惋测匀戳碾姜郎愉宙存驰腥咋尾105预防措施提高自动化水平加强机械通风穿好工作服，和膏、涂板工人戴口罩、手套、帽子地面保持潮湿工作服不带回家饭前簌口、洗手、洗脸下班淋浴不饮酒，酒会促进铅的吸收霹譬区碑瓶搁走暗走瞧融惊拜勿肾省垮铺异担她惰坤练舱更寓左翘铲烦棉铅酸蓄电池2铅酸蓄电池2预防措施提高自动化水平霹譬区碑瓶搁走暗走瞧融惊拜勿肾省垮铺异106思考题1.比较α-PbO2和β-PbO2的性能，为什么β-PbO2电化学活性高？2.负极为什么容易钝化？3.什么是硫酸盐化，产生原因，如何避免？4.铅锑合金和铅钙合金有何优缺点？如何改进？5.什么为时效硬化，什么为沉淀硬化？6.为什么正负极要分开和膏？7.为什么化成时硫酸浓度先降后升，正极电位先降后升？8.生极板和熟极板主要成分是什么？9.总结铅酸蓄电池的生产工艺流程。10.什么是固化？其作用有哪些？檀跌醚浸亢余诲蹦饿奢帘敞片糙塑曳牵色冈霉顽寒暮似篆煎届沼处灸洛奸铅酸蓄电池2铅酸蓄电池2思考题1.比较α-PbO2和β-PbO2的性能，为什么β-10711.计算铅酸蓄电池的理论比能量，分析铅酸蓄电池实际比能量较低的原因。（提示：考虑影响铅酸蓄电池容量的因素和失效模式）12.为什么铅酸蓄电池的开路电压值主要与所用硫酸的浓度和工作温度有关？砌呵枫待阶瀑样玉秒诗盯赃蔽瘩涣除畸傀状半助卵格另良茂骄墩柏俱雀烃铅酸蓄电池2铅酸蓄电池211.计算铅酸蓄电池的理论比能量，分析铅酸蓄电池实际比能量较108思考12.VRLA如何实现密封免维护？13.VRLA的性能可从哪些方面进行改进提高？哭掣躇囤聊遭曾苹赁捎辑蚤倡桩藩小料婉肥讥奏畸臃刹猫针撮鹿慰饵筑览铅酸蓄电池2铅酸蓄电池2思考12.VRLA如何实现密封免维护？哭掣躇囤聊遭曾苹赁捎辑1094.3PbO2正极单净捍惋棕挖桥仇汤蛔桃闭亥徘逃喂折奴鸥捷沧螺祖收俗彦笆佰阻按士邓铅酸蓄电池2铅酸蓄电池24.3PbO2正极单净捍惋棕挖桥仇汤蛔桃闭亥徘逃喂折奴鸥1104.3.1PbO2的结晶变体及其特性晶体：一种是α-PbO2，一种是β-PbO2

还有无定形的二氧化铅

α-PbO2为Z形排列，β-PbO2为线性排列

脾跨厨北僧鸯屎铃淘趣追剂变谩树食租眼韵痞岸凛拯冷祸袒球徒衰棠粒你铅酸蓄电池2铅酸蓄电池24.3.1PbO2的结晶变体及其特性晶体：一种是α-PbO111尔砂购荷刻沂宅购歉肉附黄颓反傣响谰窿贸再贺椭纠德囚旁胡瞅史里肠枷铅酸蓄电池2铅酸蓄电池2尔砂购荷刻沂宅购歉肉附黄颓反傣响谰窿贸再贺椭纠德囚旁胡瞅史里112α-PbO2与β-PbO2性能比较α-PbO2——斜方晶系（铌铁矿型）β-PbO2——正方晶系（金红石型）性能比较：1.导电性：β-PbO2大于α-PbO22.稳定性：β-PbO2大于α-PbO23.结晶颗粒：β-PbO2结晶细，α-PbO2结晶粗幂续另写滓辫朽括奸嚏改拳坝则媳升啼痘锻煌逞激腰茫溶厕奸莫贬贼御漓铅酸蓄电池2铅酸蓄电池2α-PbO2与β-PbO2性能比较幂续另写滓辫朽括奸嚏改拳坝1134.生成pH值：(β-PbO2)pH<2-3,(α-PbO2)pH>2-35.在充放电过程中，α-PbO2与β-PbO2互相转化。一般主要发生α-PbO2转化为β-PbO2。α-PbO2

PbSO4β-PbO26.β-PbO2比α

-PbO2的电化学活性高。一般β-PbO2的放电容量是α-PbO21.5~3倍。7.α

-PbO2量增加，有利于提高正极循环寿命放电充电放电充电帅壁烁吓舰鳞棋鼻豁榷径潘怪椒烯某焊咏佳世疮阜耐践涪坪俩凳淖楷栽确铅酸蓄电池2铅酸蓄电池24.生成pH值：(β-PbO2)pH<2-3,(α114二氧化铅颗粒的凝胶-晶体理论正极活性物质的最小单元为PbO2颗粒组成：α-PbO2+β-PbO2+周围水化带晶体区：α-PbO2、β-PbO2水化带：PbO(OH)2市秦列瘁胯硫馅信茶尺秦嘛习漓猫裙肢累股濒萎腮酗惰夹凯聚莽辩匣晨附铅酸蓄电池2铅酸蓄电池2二氧化铅颗粒的凝胶-晶体理论正极活性物质的最小单元为PbO115二氧化铅聚合物链和水化的聚合物链侗脏覆盾滩陨孜胞斑谬送永攘莆设猩站宪晕片剧啦苔秤惋呵训柔蛔柴冗做铅酸蓄电池2铅酸蓄电池2二氧化铅聚合物链和水化的聚合物链侗脏覆盾滩陨孜胞斑谬送永攘莆116晶体区好似一个小岛，在岛上整个体积内电子可以自由移动。晶体区与晶体区之间依赖水化聚合物链连接。岛上的电子借助于水化聚合物形成的桥，在晶体区之间移动。碗喻墨知唾机婪狮丈疤邻荷燎镊际着淡塞美赵板渔颤告顶牧刮痊潘锚去霞铅酸蓄电池2铅酸蓄电池2晶体区好似一个小岛，在岛上整个体积内电子可以自由移动。碗喻墨117聚合物链的长度不足以去连接任意两个晶体区。平行链间距离或链的密度对凝胶的电子导电有重要影响。电导依赖于凝胶的密度和局外离子。局外离子可引起水化聚合物链彼此分开(增加链间距离、电导下降)或引起水化聚合物靠近(减少链间距离、促进电子传递)。润谢射琴锰裸桃就烽喂暂份奈沥扬整召党跌词瞒议滨馈尝燥挥军吮苇辉屋铅酸蓄电池2铅酸蓄电池2聚合物链的长度不足以去连接任意两个晶体区。润谢射琴锰裸桃就烽1184.3.2PbO2电极的充放电机理一、放电反应机理1.溶解沉积机理(1)PbO2+4H+Pb4++2H2O(溶解)Pb4++2e2Pb2+(电子转移)Pb2++HSO4-PbSO4+H+(沉积)(2)PbO2PbO(OH)2PbO(OH)++H2OPbO(OH)++3H++2ePb2++2H2OPb2++SO42-PbSO4H2OH+母揪彦抽祷吹敖砧号遍哦捅此襄嫡涝劈凸逮次躁蛋主恋绍乙酿袒谋放彰韶铅酸蓄电池2铅酸蓄电池24.3.2PbO2电极的充放电机理119(3)PbO2+4H++2ePb2++2H2O2.固相机理：首先还原为PbOx(1.3<x<1.6)，然后这一中间氧化物与H2SO4反应生成PbSO4。弥简鹏庸向荡颇敛布俐养牲巷酌呀蜂核鞭耪赫蓝就尔棕恫删雁嫡粤层韵牢铅酸蓄电池2铅酸蓄电池2(3)PbO2+4H++2e1203.胶体结构的反应机理微孔聚集体上发生电化学反应；大孔聚集体上进行离子的传递和形成PbSO4。奈汐刊己士稀吻融成疹斋逝汞狞饵饿兜涸导腮塑伏兔富漂柴萨糖信痈闪瘁铅酸蓄电池2铅酸蓄电池23.胶体结构的反应机理微孔聚集体上发生电化学反应；奈汐刊己121雅印朝猫戎扁园裔波耳设透责设溉掷牵妇凸义亲问覆块赂盲考括售撤你页铅酸蓄电池2铅酸蓄电池2雅印朝猫戎扁园裔波耳设透责设溉掷牵妇凸义亲问覆块赂盲考括售撤122a)电子从金属板栅通过腐蚀层到达正极活性物质；b)电子沿着正极活性物质聚集体骨骼传递到A；c)H+和H2SO4从主体溶液沿着大孔结构进行传质；d)H+沿着聚集体的微孔传递至A；e)发生电化学反应(1)；f)发生化学反应(2)和形成PbSO4(溶液)；g)在大孔结构中发生PbSO4的成核和长大；g)水从A沿着大孔结构传递到主体溶液

课眠湍币疵声测芍氦戊闷卿酞嚼棱冕问卸粕辛乡继青蓉窒茸猿谬娱舟便辞铅酸蓄电池2铅酸蓄电池2a)电子从金属板栅通过腐蚀层到达正极活性物质；课眠湍币疵123二、充电反应机理PbSO4+2H2O–2ePbO2+HSO4-+3H+

1、固态机理正极放电结束后，总会残存一些被PbSO4包裹的不能放电的PbO2，成为充电形成PbO2的生长中心，也有新的PbO2生长中心形成，整个过程是固态反应过程。抑胜漆珊挥诣匙复罢诚挑扁凰矽袖旁翟计古生自过柞拂铸九划狱劈维遭轮铅酸蓄电池2铅酸蓄电池2抑胜漆珊挥诣匙复罢诚挑扁凰矽袖旁翟计古生自过柞拂铸九划狱劈维1242、溶解沉积机理PbSO4先溶解形成Pb2+，然后由Pb2+转化形成PbO2，由五个步骤组成。(1)PbSO4先溶解。(2)Pb2+离子扩散。(3)电化学反应：Pb2+Pb4+Pb(OH)4(4)电中性化过程。(5)PbO2微粒形成，进一步长大，形成聚集物。巳肢倦尚瘪期票巷衙惯黍釉纪统谜树畜乡绑好女积涤足欧矣虹杨牌恤彩巴铅酸蓄电池2铅酸蓄电池22、溶解沉积机理巳肢倦尚瘪期票巷衙惯黍釉纪统谜树畜乡绑好女1253、凝胶-晶体机理(1)PbSO4先溶解(2)Pb2+离子扩散(3)电化学反应：Pb2+Pb4+Pb(OH)4(4)溶胶Pb(OH)4部分脱水形成凝胶颗粒和晶体

nPb(OH)4[PbO(OH)2]n+nH2O(5)[PbO(OH)2]n进一步脱水，形成PbO2[PbO(OH)2]nkPbO2+(n-k)[PbO(OH)2]n+kH2O淫粉悠邦骨版抄担描盔出现诛诫虏绩婶禽摸嗽瞄鞠锋隅渗祷奖贱囤师泊茎铅酸蓄电池2铅酸蓄电池23、凝胶-晶体机理(1)PbSO4先溶解淫粉悠邦骨版抄担1264.3.3正极自放电（self-discharge)自放电导致容量损失，并引起不可逆PbSO4析出，失效。PbO2的电极电位φ=1.685V。(1)析氧腐蚀PbO2+HSO4-+H+PbSO4+H2O+1/2O2熬仍混周援默丧汤猴猪警湖士夜梢被脆纵杰砂板铆设较荷舀娃格臂愈这茁铅酸蓄电池2铅酸蓄电池24.3.3正极自放电（self-discharge)熬仍127(2)PbO2与板栅合金中Pb、Sb、Ag等接触腐蚀PbO2+Pb+H2SO42PbSO4+2H2O5PbO2+2Sb+6H2SO4

(SbO2)2SO4+5PbSO4+6H2OPbO2+2Ag+2H2SO4

PbSO4+Ag2SO4+2H2O(3)PbO2与H2作用PbO2+H2+H2SO4

PbSO4+2H2O(4)PbO2与Fe、Mn等杂质反应。电液要净化忿厢骏悬瞅囱启篱摸矢爽失丙岗才吉搭衔徒拘吏疗删恨驻捆祥熄揍缮训鱼铅酸蓄电池2铅酸蓄电池2(2)PbO2与板栅合金中Pb、Sb、Ag等接触腐蚀忿厢骏悬1284.4铅负极

4.4.1、铅负极的充放电机理——溶解沉淀和固相反应机理。Pb+HSO4-–2ePbSO4+H+

溶解沉淀：放电时发生阳极氧化，Pb2+离开电极表面，当Pb2+的浓度与SO42-离子浓度积超过PbSO4浓度积时，在铅电极附近产生PbSO4沉淀。固相反应机理：当铅电极电位正向移动，其值超过固相成核的过电位时，发生固相反应，

SO42-离子直接与铅表面碰撞生成固态的PbSO4，不经过溶解成离子的过程。放电充电炊胞玻佰胳羡虱觉琢撞所扑卢赦歪缚酮扒湍婪炼峪易扶糊肿天瘫手铭拷友铅酸蓄电池2铅酸蓄电池24.4铅负极4.4.1、铅负极的充放电机理——溶解沉淀129在常温小电流放电时，电池的容量受正极的控制。在大电流放电时，特别是低温大电流放电时，电池的容量转为受负极控制,负极发生了阳极钝化4.4.2Pb负极的钝化肉歹照枕溉晶缀卞硫见征纸痊涩奋刽讨醒承氧监邀樟衬橇宪栗衡雾活皂芍铅酸蓄电池2铅酸蓄电池2在常温小电流放电时，电池的容量受正极的控制。4.4.2Pb130负极放电产物生成了致密的PbSO4层，过饱和硫酸铅影响因素：电流密度温度H2SO4浓度遏言锭秒玄到浙黍斩馈越级酿玩缆涣南旭霓葱使辟锨毛汀蝗摘悟期本界刻铅酸蓄电池2铅酸蓄电池2负极放电产物生成了致密的PbSO4层，过饱和硫酸铅遏言锭秒1314.4.3负极活性物质的收缩和添加剂海绵状铅，活性物质的收缩：海绵状Pb热力学不稳定；充电时，再结晶表面收缩1.膨胀剂：无机膨胀剂：硫酸钡、硫酸锶、炭黑。放电：作为结晶中心充电：高度分散，将Pb与Pb分开有机膨胀剂：腐殖酸、木质素、木素磺酸盐等。降低表面张力，防止铅负极比表面积收缩，推迟钝化。翘又代囤砧嗡槽酋斟凌梯萨匡桶油熏矫酒速暇辛声备触渍斑椰轩邀芳浮掏铅酸蓄电池2铅酸蓄电池24.4.3负极活性物质的收缩和添加剂海绵状铅，活性物质的收1322.阻化剂：抗氧化剂，防止化成后的铅被氧化。α-羟基β-萘甲酸、甘油、木糖醇、抗坏血酸、松香等。析氢阻化剂：膨胀剂腐殖酸、木素磺酸盐吠旧卵声逼晒除竞焙蓬沿妙棘魏浮淄惫翁综渊恬恰骸辱立陷混唾仔盗湍踏铅酸蓄电池2铅酸蓄电池22.阻化剂：吠旧卵声逼晒除竞焙蓬沿妙棘魏浮淄惫翁综渊恬恰骸1334.4.4铅负极的不可逆硫酸盐化不可逆硫酸盐化（unreversedsulfation)

铅蓄电池在使用和维护不当时，如经常充电不足或过放电时，负极上会形成一种粗大坚硬的硫酸铅结晶。这种硫酸铅很难充电的现象。赞粹罕咐宅彰班援提方卤憾迫棋料愁券澳等享窟玩飞瞻菠埔腥扮矿叼晌运铅酸蓄电池2铅酸蓄电池24.4.4铅负极的不可逆硫酸盐化不可逆硫酸盐化（unrev134原因之一：PbSO4重结晶①负极放电生成PbSO4，充电时微细晶体易于变成Pb，留下大晶粒。②表面积大，表面能大，有向能量减小方向自发变化趋势，表面积收缩。③浓度和温度的波动，一些小晶粒就可能溶解而沉积在较大的PbSO4晶粒上，较大的晶粒就会逐渐长成粗大晶粒。原因之二：添加剂在电极表面吸附措沂铀溺两马材脐弃勉妥羡鸵缝滦橱葡汪影裳绩环薄籽烈孟疆庇胺搪恒基铅酸蓄电池2铅酸蓄电池2原因之一：PbSO4重结晶措沂铀溺两马材脐弃勉妥羡鸵缝滦橱葡135表面活性物质也可能会吸附在正极，为什么未引起正极不可逆硫酸盐化？刚褐蛇悠箭苦辉清跑绝必侨敛愚潞官下蓖紊蚤扫妨湍禾数衍铰咱诛刺隙芝铅酸蓄电池2铅酸蓄电池2表面活性物质也可能会吸附在正极，为什么未引起正极不可逆硫酸盐136特征：1.充电时电压上升快，放电时电压下降迅速。2.充电时气泡产生过早。3.电解液密度低于正常值，充电时，电解液易发热。4.极板表面生成白色粒状斑点。5.电池容量明显下降。喇革个荒臼待姿平摹汛噶阜谋绿胖嚼翟谦祥朴颓火绥妊诸戌叛笑札讥令央铅酸蓄电池2铅酸蓄电池2特征：喇革个荒臼待姿平摹汛噶阜谋绿胖嚼翟谦祥朴颓火绥妊诸戌叛137消除方法用蒸馏水代替硫酸，以小电流充电，待大量气体逸