第二章第2节 铅酸电池
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3、固定型阀控密封式铅酸蓄电池； 4、其它类，包括小型阀控密封式铅酸蓄电池，矿灯用铅酸蓄电池等。
Xiangyang Auto vocational technical college
3. 铅酸蓄电池主要特性
1.安全密封 在正常操作中，电解液不会从电池的端子或外壳中泄露出。没有自由酸 ，特殊的吸液隔板将酸保持在内，电池内部没有自由酸液，因此电池可放臵 在任意位臵。 2.泄气系统 电池内压超出正常水平后，VRLA电池会放出多余气体并自动重新密封， 保证电池内没有多余气体。 3.维护简单 由于独一无二的气体复合系统使产生的气体转化成水，在使用VRLA电池 的过程中不需要加水。 Xiangyang Auto vocational technical college
电池开路电压是电池在开路状态下的端电压。当电池由充电状态切断电 流成为开路状态时，其端电压会呈指数形式下降，并逐渐接近电池电动势
EMF-1；同样当电池由放点状态切断电流成为开路状态时，其端电压会逐步
上升，也会逐渐接 近电池的电动势EMF-2。
铅酸电池的开路电压U
与电解液的密度d之间 存在下述近似关
系：U=d+1.85
2. 铅酸蓄电池种类
电池类型 铅酸蓄电池 标称电压 2.0V 放电截止电压 1.5V 充电截止电压 2.4V
常用的单个12V的铅酸电池是用6个单格铅酸电池串联起来组成的。
还有24V、36V、48V等。 根据铅酸蓄电池结构与用途区别，粗略将电池分为四大类： 1、启动用铅酸蓄电池；
2、动力用铅酸蓄电池；
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9. 铅酸蓄电池内阻
蓄电池的内阻由3部分组成： 1.欧姆内阻：包括电池内部的电极、隔膜、电解液、连接条和极住等全部零 部件的内阻；由欧姆内阻引起的电压降服从欧姆定律，并且只有在外电流流 过时才存在，而且在电池的整个寿命期间会因为板栅腐蚀和电极变形而改变。 2.浓差极化内阻：由参加电极反应的离子浓度变化引起，只要电化学反应进 行，反应离子的浓度就会发生变化，所以浓差极化内阻就是处于变化状态。 3.活化极化内阻:由电化学反应体系的性质决定，电池体系和结构确定了， 其活化极化内阻也就定了，在电池组的整个寿命期其数值变化很小。 Xiangyang Auto voLeabharlann Baiduational technical college
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4. 铅酸蓄电池结构
铅酸电池结构
安全阀——材质为具有优质耐酸 和抗老化的合成橡胶。帽状阀中有氯 丁二烯橡胶制成的单通道排气阀 ;电 池内压高于正常压力时释放气体，保 持压力正常;阻止氧气进入
端子——根据电池的不同，正负极
7. 铅酸蓄电池容量及影响因素
在GB/T 18332-2009规定，电动车用蓄电池的放电容量是3h率放电容量， 其测试方法是蓄电池在完全充电后，其在温度为的水浴环境中静臵5h，然后 以I3（A)电流，横流放电至单格电池1.65V终止，记录放电时间。 目前电动车行业标准要求单块电池用电流放电到10.5V时终止，（即单 个电池放电到1.75V),其放电时间应当在120min以上；实际上市售电动车用铅 酸蓄电池的放电容量已远高于标准中要求的指标。 例如6DZM10电池用5A电流放电到10.5V时的放电时间均在135-145min， 有的电池放电时间会更长； Xiangyang Auto vocational technical college
4. 铅酸蓄电池结构
铅酸电池结构
铅酸蓄电池主要由极板、电解液、格板、电极、壳体等部分组成。 极板——极板分为正极板和负极板两种。正极板上的活性物质是深棕 色的二氧化铅(PbO2)，负极板上的活性物质是海绵状、青灰色的纯铅(Pb)。 正、负极板的活性物质分别填充在铅锑合金铸成的栅架上，加入锑的目的 是提高栅架的机械强度和浇铸性能。但锑有一定的副作用，锑易从正极板 栅架中解析出来而引起蓄电池的自行放电和栅架的膨胀、溃烂，从而影响 蓄电池的使用寿命。 负极板的厚度为1.8mm，正极板为2.2mm，为了提高蓄电 池的容量，国外大多采用厚度为1.1~1.5mm的薄型极板。另外，为了提高蓄电 池的容量，将多片正、负极板并联，组成正、负极板组。在每单格电池中， 负极板的数量总比正极板多一片，正极板都处于负极板之间，使其两侧放 电均匀，否则因正极板机械强度差，单面工作会使两侧活性物质体积变化 不一致，造成极板弯曲。 Xiangyang Auto vocational technical college
3. 铅酸蓄电池主要特性
4.使用寿命长 采用了有抗腐蚀结构的铅钙合金栏板VRLA电池可浮充使用10-15年。 5.质量稳定，可靠性高 采用先进的生产工艺和严格的质量控制系统，VRLA电池的质量稳定，性 能可靠。电压、容量和密封在线上进行100%检验。
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9. 铅酸蓄电池内阻
直流法测电池欧姆内阻：在电池中有阶跃电流I流过时，电压就要发生 变化，测得的电池电压的变化Δ U是随测量时间的缩短而减小，这表明Δ U值
端子可为连接片、棒状、螺柱或引出 线。端子的密封为可靠的粘结剂密封。
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4. 铅酸蓄电池结构
Parts组件 正极 材料 正极为铅-锑-钙合金栏板，内含氧化铅为活性物质 作用 保证足够的容量 长时间使用中保持蓄电池容量， 减小自放电 保证足够的容量 长时间使用中保持蓄电池容量， 减小自放电 防止正负极短路 保持电解液 防止活性物质从电极表面脱落 使电子能在电池正负极活性物质 间转移 提供电池正负极组合栏板放置的 空间 电池内压高于正常压力时释放气 体，保持压力正常 阻止氧气进入 密封端子有助于大电流放电和长 的使用寿命
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8. 铅酸蓄电池寿命及考核方法
一般用充放电循环次数来表征蓄电池的寿命； GB/T 22199-2008中一次循环寿命是指蓄电池在完全充电后，在温度为
（25 ±5）℃环境中以1.0I2（A) 电流放电1.60h，然后蓄电池以恒压
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5. 铅酸蓄电池电动势
电池电动势是电池的基本参数之一，对于铅酸蓄电池，在一定温度下， 电解液是影响电动势的一个主要因数。
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6. 铅酸蓄电池开路电压
短路，防止活性物质从电极表面脱落
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4. 铅酸蓄电池结构
铅酸电池结构
电解液——在电池的电化学反应中，硫酸作为电解液传导离子。使电子能 在电池正负极活性物质间转移。电解液的作用是使极板上的活性物质发生溶 解和电离，产生电化学反应，它由纯净的硫酸与蒸馏水按一定的比例配制而 成。电解液的相对密度一般为1.24~1.30(15℃)。
±0.1V限流0.9I3（A)充电9h，或采用制造厂推荐的充电方法充电组成一次
循环。重复上述方式进行充放电，当检查放电容量低于额定值的80%，认为 寿命终止。 Xiangyang Auto vocational technical college
9. 铅酸蓄电池大电流放电特性
GB/T 22199-2008中规定蓄电池在完全充电后，在温度为（25±2）℃环 境中静臵1-4h，然后以3.6I2（A) 电流放电到10.5V时终止，放电时间不低于 15min。 GB/T 18332-2009中规定蓄电池在完全充电后，在温度为（25±2）℃的 水浴环境中静臵5h，然后以3I3（A) 电流放电到单体蓄电池平均电压1.50V时 终止，放电时间不低于30min。 影响蓄电池放电电压降的关键因素是电池的欧姆内阻
7. 铅酸蓄电池容量及影响因素
影响蓄电池放电容量的主要因素： 1.放电电流是决定蓄电池放电容量的最主要的因数； 2.温度：对蓄电池的放电容量的影响也较大； 3.电解液的浓度：铅酸电池在放电过程中，活性物质中的PbO2和Pb将与电解 液中的H2SO4起反应，所以蓄电池的放电容量是跟电池中可以参加反应的 H2SO4的量有很大关系。随着放电反应的进行，电解液的密度d会不断的下降， 所能放出的容量也相应的减少。 新的蓄电池放电容量一般没有达到最高值，只要经过数次充放电循环后 方可放出最高容量，此后就按指数规律进行衰减，
外壳和盖子——蓄电池的外壳是用来盛放电解液和极板组的，外壳应耐酸、 耐热、耐震，以前多用硬橡胶制成。现在国内已开始生产聚丙稀塑料外壳。 这种壳体不但耐酸、耐热、耐震，而且强度高，壳体壁较薄(一般为3.5mm， 而硬橡胶壳体壁厚为10mm)，重量轻，外型美观，透明。 壳体底部的凸筋是 用来支持极板组的，并可使脱落的活性物质掉入凹槽中，以免正、负极板短 路，若采用袋式隔板，则可取消凸筋以降低壳体高度。在没有特别说明下， 外壳和盖子为ABS树脂 提供电池正负极组合栏板放臵的空间;具有足够的机械 强度可承受电池内部压力
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7. 铅酸蓄电池容量及影响因素
电池容量：蓄电池的容量有理论容量、实际容量和额定容量之分； 理论容量是根据电池活性物质的量和热力学数据计算出来的，其数值一
般很高；
实际容量是电池在一定的条件下实际放出的容量，它总低于理论容量； 额定容量是指在规定和保证电池在一定条件下必须放出的最低电量。实
16.00V限流0.4I2（A)充电6.40h为一个循环寿命次数；当放电1.60h ，蓄电 池单体平均电压连续3次低于10.5V时，认为循环寿命终止。此3次循环不计
入循环次数。
GB/T 18332-2009中一次循环寿命是指蓄电池在完全充电后，在温度为 （25 ±5）℃环境中以0.75I3（A) 电流放电3h，然后蓄电池以恒压14.4
负极
负极为铅-锑-钙合金栏板，内含海绵状纤维活性物质 先进的多微孔AGM隔板保持电解液，防止正极与负极 短路。 在电池的电化学反应中，硫酸作为电解液传导离子
隔板 电解液
外壳和盖子
安全阀 端子
在没有特别说明下，外壳和盖子为ABS树脂
材质为具有优质耐酸和抗老化的合成橡胶。 根据电池的不同，正负极端子可为连接片、棒状、螺 柱或引出线。
第二节 铅酸蓄电池
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1.铅酸蓄电池定义
铅酸电池：是一种电极主要由铅及其氧化物制成，电解液是硫酸溶
液的蓄电池。铅酸电池荷电状态下，正极主要成分为二氧化铅，负极 主要成分为铅；放电状态下，正负极的主要成分均为硫酸铅。
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际容量一般要高于额定容量。
在GB/T 22199-2008中规定，电动车用铅酸蓄电池的额定容量是电池2h率 放电容量；其测试方法是蓄电池在完全充电后，在温度为25 环境中静臵1-
4h，然后以I2（A)电流放电到单体蓄电池平均电压达到1.60V时终止，记录
放电时间。
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4. 铅酸蓄电池结构
铅酸电池结构
隔板——为了减少蓄电池的内阻和体积，正、负极板应尽量靠近但彼此 又不能接触而短路，所以在相邻正负极板间加有绝缘隔板。隔板应具有多孔 性，以便电解液渗透，而且应具有良好的耐酸性和抗碱性。隔板材料有木质、 微孔橡胶、微孔塑料以及浸树脂纸质等。近年来，还有将微孔塑料隔板做成 袋状，紧包在正极板的外部，防止活性物质脱落。先进的多微孔AGM隔板保 持电解液，防止正极与负极短路。隔板采用无纺超细玻璃纤维，在硫酸中化 学性能稳定。多孔结构有助于保持活性物质反应所需的电解液 防止正负极
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3. 铅酸蓄电池主要特性
1.安全密封 在正常操作中，电解液不会从电池的端子或外壳中泄露出。没有自由酸 ，特殊的吸液隔板将酸保持在内，电池内部没有自由酸液，因此电池可放臵 在任意位臵。 2.泄气系统 电池内压超出正常水平后，VRLA电池会放出多余气体并自动重新密封， 保证电池内没有多余气体。 3.维护简单 由于独一无二的气体复合系统使产生的气体转化成水，在使用VRLA电池 的过程中不需要加水。 Xiangyang Auto vocational technical college
电池开路电压是电池在开路状态下的端电压。当电池由充电状态切断电 流成为开路状态时，其端电压会呈指数形式下降，并逐渐接近电池电动势
EMF-1；同样当电池由放点状态切断电流成为开路状态时，其端电压会逐步
上升，也会逐渐接 近电池的电动势EMF-2。
铅酸电池的开路电压U
与电解液的密度d之间 存在下述近似关
系：U=d+1.85
2. 铅酸蓄电池种类
电池类型 铅酸蓄电池 标称电压 2.0V 放电截止电压 1.5V 充电截止电压 2.4V
常用的单个12V的铅酸电池是用6个单格铅酸电池串联起来组成的。
还有24V、36V、48V等。 根据铅酸蓄电池结构与用途区别，粗略将电池分为四大类： 1、启动用铅酸蓄电池；
2、动力用铅酸蓄电池；
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9. 铅酸蓄电池内阻
蓄电池的内阻由3部分组成： 1.欧姆内阻：包括电池内部的电极、隔膜、电解液、连接条和极住等全部零 部件的内阻；由欧姆内阻引起的电压降服从欧姆定律，并且只有在外电流流 过时才存在，而且在电池的整个寿命期间会因为板栅腐蚀和电极变形而改变。 2.浓差极化内阻：由参加电极反应的离子浓度变化引起，只要电化学反应进 行，反应离子的浓度就会发生变化，所以浓差极化内阻就是处于变化状态。 3.活化极化内阻:由电化学反应体系的性质决定，电池体系和结构确定了， 其活化极化内阻也就定了，在电池组的整个寿命期其数值变化很小。 Xiangyang Auto voLeabharlann Baiduational technical college
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4. 铅酸蓄电池结构
铅酸电池结构
安全阀——材质为具有优质耐酸 和抗老化的合成橡胶。帽状阀中有氯 丁二烯橡胶制成的单通道排气阀 ;电 池内压高于正常压力时释放气体，保 持压力正常;阻止氧气进入
端子——根据电池的不同，正负极
7. 铅酸蓄电池容量及影响因素
在GB/T 18332-2009规定，电动车用蓄电池的放电容量是3h率放电容量， 其测试方法是蓄电池在完全充电后，其在温度为的水浴环境中静臵5h，然后 以I3（A)电流，横流放电至单格电池1.65V终止，记录放电时间。 目前电动车行业标准要求单块电池用电流放电到10.5V时终止，（即单 个电池放电到1.75V),其放电时间应当在120min以上；实际上市售电动车用铅 酸蓄电池的放电容量已远高于标准中要求的指标。 例如6DZM10电池用5A电流放电到10.5V时的放电时间均在135-145min， 有的电池放电时间会更长； Xiangyang Auto vocational technical college
4. 铅酸蓄电池结构
铅酸电池结构
铅酸蓄电池主要由极板、电解液、格板、电极、壳体等部分组成。 极板——极板分为正极板和负极板两种。正极板上的活性物质是深棕 色的二氧化铅(PbO2)，负极板上的活性物质是海绵状、青灰色的纯铅(Pb)。 正、负极板的活性物质分别填充在铅锑合金铸成的栅架上，加入锑的目的 是提高栅架的机械强度和浇铸性能。但锑有一定的副作用，锑易从正极板 栅架中解析出来而引起蓄电池的自行放电和栅架的膨胀、溃烂，从而影响 蓄电池的使用寿命。 负极板的厚度为1.8mm，正极板为2.2mm，为了提高蓄电 池的容量，国外大多采用厚度为1.1~1.5mm的薄型极板。另外，为了提高蓄电 池的容量，将多片正、负极板并联，组成正、负极板组。在每单格电池中， 负极板的数量总比正极板多一片，正极板都处于负极板之间，使其两侧放 电均匀，否则因正极板机械强度差，单面工作会使两侧活性物质体积变化 不一致，造成极板弯曲。 Xiangyang Auto vocational technical college
3. 铅酸蓄电池主要特性
4.使用寿命长 采用了有抗腐蚀结构的铅钙合金栏板VRLA电池可浮充使用10-15年。 5.质量稳定，可靠性高 采用先进的生产工艺和严格的质量控制系统，VRLA电池的质量稳定，性 能可靠。电压、容量和密封在线上进行100%检验。
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9. 铅酸蓄电池内阻
直流法测电池欧姆内阻：在电池中有阶跃电流I流过时，电压就要发生 变化，测得的电池电压的变化Δ U是随测量时间的缩短而减小，这表明Δ U值
端子可为连接片、棒状、螺柱或引出 线。端子的密封为可靠的粘结剂密封。
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4. 铅酸蓄电池结构
Parts组件 正极 材料 正极为铅-锑-钙合金栏板，内含氧化铅为活性物质 作用 保证足够的容量 长时间使用中保持蓄电池容量， 减小自放电 保证足够的容量 长时间使用中保持蓄电池容量， 减小自放电 防止正负极短路 保持电解液 防止活性物质从电极表面脱落 使电子能在电池正负极活性物质 间转移 提供电池正负极组合栏板放置的 空间 电池内压高于正常压力时释放气 体，保持压力正常 阻止氧气进入 密封端子有助于大电流放电和长 的使用寿命
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8. 铅酸蓄电池寿命及考核方法
一般用充放电循环次数来表征蓄电池的寿命； GB/T 22199-2008中一次循环寿命是指蓄电池在完全充电后，在温度为
（25 ±5）℃环境中以1.0I2（A) 电流放电1.60h，然后蓄电池以恒压
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5. 铅酸蓄电池电动势
电池电动势是电池的基本参数之一，对于铅酸蓄电池，在一定温度下， 电解液是影响电动势的一个主要因数。
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6. 铅酸蓄电池开路电压
短路，防止活性物质从电极表面脱落
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4. 铅酸蓄电池结构
铅酸电池结构
电解液——在电池的电化学反应中，硫酸作为电解液传导离子。使电子能 在电池正负极活性物质间转移。电解液的作用是使极板上的活性物质发生溶 解和电离，产生电化学反应，它由纯净的硫酸与蒸馏水按一定的比例配制而 成。电解液的相对密度一般为1.24~1.30(15℃)。
±0.1V限流0.9I3（A)充电9h，或采用制造厂推荐的充电方法充电组成一次
循环。重复上述方式进行充放电，当检查放电容量低于额定值的80%，认为 寿命终止。 Xiangyang Auto vocational technical college
9. 铅酸蓄电池大电流放电特性
GB/T 22199-2008中规定蓄电池在完全充电后，在温度为（25±2）℃环 境中静臵1-4h，然后以3.6I2（A) 电流放电到10.5V时终止，放电时间不低于 15min。 GB/T 18332-2009中规定蓄电池在完全充电后，在温度为（25±2）℃的 水浴环境中静臵5h，然后以3I3（A) 电流放电到单体蓄电池平均电压1.50V时 终止，放电时间不低于30min。 影响蓄电池放电电压降的关键因素是电池的欧姆内阻
7. 铅酸蓄电池容量及影响因素
影响蓄电池放电容量的主要因素： 1.放电电流是决定蓄电池放电容量的最主要的因数； 2.温度：对蓄电池的放电容量的影响也较大； 3.电解液的浓度：铅酸电池在放电过程中，活性物质中的PbO2和Pb将与电解 液中的H2SO4起反应，所以蓄电池的放电容量是跟电池中可以参加反应的 H2SO4的量有很大关系。随着放电反应的进行，电解液的密度d会不断的下降， 所能放出的容量也相应的减少。 新的蓄电池放电容量一般没有达到最高值，只要经过数次充放电循环后 方可放出最高容量，此后就按指数规律进行衰减，
外壳和盖子——蓄电池的外壳是用来盛放电解液和极板组的，外壳应耐酸、 耐热、耐震，以前多用硬橡胶制成。现在国内已开始生产聚丙稀塑料外壳。 这种壳体不但耐酸、耐热、耐震，而且强度高，壳体壁较薄(一般为3.5mm， 而硬橡胶壳体壁厚为10mm)，重量轻，外型美观，透明。 壳体底部的凸筋是 用来支持极板组的，并可使脱落的活性物质掉入凹槽中，以免正、负极板短 路，若采用袋式隔板，则可取消凸筋以降低壳体高度。在没有特别说明下， 外壳和盖子为ABS树脂 提供电池正负极组合栏板放臵的空间;具有足够的机械 强度可承受电池内部压力
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7. 铅酸蓄电池容量及影响因素
电池容量：蓄电池的容量有理论容量、实际容量和额定容量之分； 理论容量是根据电池活性物质的量和热力学数据计算出来的，其数值一
般很高；
实际容量是电池在一定的条件下实际放出的容量，它总低于理论容量； 额定容量是指在规定和保证电池在一定条件下必须放出的最低电量。实
16.00V限流0.4I2（A)充电6.40h为一个循环寿命次数；当放电1.60h ，蓄电 池单体平均电压连续3次低于10.5V时，认为循环寿命终止。此3次循环不计
入循环次数。
GB/T 18332-2009中一次循环寿命是指蓄电池在完全充电后，在温度为 （25 ±5）℃环境中以0.75I3（A) 电流放电3h，然后蓄电池以恒压14.4
负极
负极为铅-锑-钙合金栏板，内含海绵状纤维活性物质 先进的多微孔AGM隔板保持电解液，防止正极与负极 短路。 在电池的电化学反应中，硫酸作为电解液传导离子
隔板 电解液
外壳和盖子
安全阀 端子
在没有特别说明下，外壳和盖子为ABS树脂
材质为具有优质耐酸和抗老化的合成橡胶。 根据电池的不同，正负极端子可为连接片、棒状、螺 柱或引出线。
第二节 铅酸蓄电池
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1.铅酸蓄电池定义
铅酸电池：是一种电极主要由铅及其氧化物制成，电解液是硫酸溶
液的蓄电池。铅酸电池荷电状态下，正极主要成分为二氧化铅，负极 主要成分为铅；放电状态下，正负极的主要成分均为硫酸铅。
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际容量一般要高于额定容量。
在GB/T 22199-2008中规定，电动车用铅酸蓄电池的额定容量是电池2h率 放电容量；其测试方法是蓄电池在完全充电后，在温度为25 环境中静臵1-
4h，然后以I2（A)电流放电到单体蓄电池平均电压达到1.60V时终止，记录
放电时间。
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4. 铅酸蓄电池结构
铅酸电池结构
隔板——为了减少蓄电池的内阻和体积，正、负极板应尽量靠近但彼此 又不能接触而短路，所以在相邻正负极板间加有绝缘隔板。隔板应具有多孔 性，以便电解液渗透，而且应具有良好的耐酸性和抗碱性。隔板材料有木质、 微孔橡胶、微孔塑料以及浸树脂纸质等。近年来，还有将微孔塑料隔板做成 袋状，紧包在正极板的外部，防止活性物质脱落。先进的多微孔AGM隔板保 持电解液，防止正极与负极短路。隔板采用无纺超细玻璃纤维，在硫酸中化 学性能稳定。多孔结构有助于保持活性物质反应所需的电解液 防止正负极