铅酸蓄电池的工作原理与维护方法

铅酸蓄电池的工作原理与维护方法

摘要：铅酸蓄电池是农用车和拖拉机电气系统的重要组成部分。主要是给用电

设备供电，它的性能好坏将直接影响农机设备的正常工作。铅酸蓄电池常以硫酸

作为电解液。蓄电池维护与保管的好坏，不仅直接影响蓄电池的质量和寿命，还

影响起动设备安全用电和工作任务的完成。因此，蓄电池的维护、保养是蓄电池

使用的一项重要工作。

关键词：铅酸蓄电池；容量；寿命；维护

铅酸蓄电池工作的基本原理

铅酸蓄电池的工作原理为双极硫酸化理论，其运用Pb/ / ：的电化学体系。铅酸蓄电池充放电过程是可逆的，放电状态时其正极为二氧化铅，负极为海绵状铅，电解液为硫酸溶液，三者反应将化学能转化为电能释放出来，反应产物为和；

充电时其正、负极上的均同电解液发生反应，分别形成：和海绵状Pb，这一过

程中将电能转化为化学能并储存起来。铅酸蓄电池化学方程式表达如下：铅酸蓄电池放电过程的电化反应

①如果铅酸蓄电池发生放电作用，一般会受到蓄电池电位差的影响，负极板

上的电子就会由负载进入正极板，并且还会形成电流 I，最后在电池内发生化学

反应。

②负极板上的各个铅原子都放出 2 个电子（2e）以后，一般会形成铅离子（Pb2+），然后就会与电解液中包含的硫酸根离子（SO 2+）发生一定的化学作用，最后在极板上形成一种无法溶解的硫酸铅（PbSO 2+）。

③通过正极板上存在的铅离子（Pb4+），可得到两个来自负极的电子

（2e），当其形成二价铅离子（Pb2+）之后，往往会与电解液中包含的硫酸根离

子（SO 2-）产生一定的反应与作用，然后就会在极板上形成一种几乎无法溶解的

硫酸铅（PbSO4）。此外，在正极板上，以水解反应形成的氧离子（O2-）与电解液中包含的氢离子（H+）发生作用之后，往往会形成一种稳定的物质水。

④如果受到电力厂的影响与作用，电解液中包含的硫酸根离子与氢离子通常

会分别转移至电池的正极与负极，并且还会在电池内形成电流 I，从而形成整个

回路，蓄电池向外持续放电。

⑤当电池放电时，浓度会不断下降，但正负极上存在的硫酸铅（Pb- SO4）持续增加，导致出现电池内阻增加、电解液浓度下降的现象，使得电池电动势大

幅下降。

铅酸蓄电池充电过程的电化反应

①当铅酸蓄电池充电时，应在其外部接入一个直流电源，以确保负极板放电

之后形成的物质能够恢复为之前的活性物质，并将外界电能转化为化学能存储。

②对于正极板上的硫酸铅，由于其会受到外界电流的影响，一般会出现离解现象，并形成二价铅离子（Pb2+）、硫酸根负离子（SO 2-），但外界的电源会

不断吸收正极板上存在的电子，此种情况下，正极板附近游离的二价铅离子

（Pb2+）就需要持续放出个电子补充，就会形成四价铅离子（Pb4+），与水发生

持续反应之后，会在正极板上形成一种二氧化铅（PbO2）。

③由于会受到外界电流作用，负极板上的硫酸铅一般会发生离解作用，进而

形成二价铅离子（Pb2+）与硫酸根负离子（SO 2-），但由于负极需从外源电子持

续获得电子，负极附近游离的二价铅离子（Pb2+）就会产生中和作用，最后以

绒状铅的形式遗留在负极板上。

④在电解液中，因为正极会不断形成游离形态的氢离子（H+）与硫酸根离

子（SO 2-），其中，对于在负极处持续形成的硫酸根离子（SO 2-），如果受到电场的影响，氢离子、硫酸根离子往往会分别向负极与正极游动，从而形成电流I。

⑤在充电后期，由于受到外电流的作用，溶液中还会产生水的电解反应。

铅酸蓄电池的保养

①在日常使用铅酸蓄电池的过程中，应当及时清除蓄电池周围以及电池上的

灰尘泥土等杂物，同时对极桩以及导线接头上的氧化物也应当进行及时的清理。

另外如果铅酸蓄电池盖上留有电解液也应当立即进行擦拭，以免造成对蓄电池的

损坏。铅酸蓄电池的各个接头也应当联接牢固，以免在使用中发生事故。

②对于使用了铅酸蓄电池的设备来说，应当经常进行检查。一般进行检查的

时候应当查看蓄电池的安装是否牢固，导线处的接头是否接触良好等。对铅酸蓄

电池进行定期检查是为了确保铅酸蓄电池得以正常工作。

③在铅酸蓄电池的日常使用过程中，应当规范操作。例如铅酸蓄电池使用中禁止进行长时间的大电流放电操作。在进行启动发动机的过程中，每一次启动的

时间不宜超过 5 秒，另外连续两次启动的时间间隔应当大于 15 秒，同样电喇叭的使用时间也不应当过长。

④不能大电流充电和过充电。发电机调节器电压调节值应严格按规定调整。实践证明，充电电压增高 10%，蓄电池寿命将缩短 2 ／ 3。

⑤蓄电池应经常进行充电，保证其在充足电的状态下工作，放完电的蓄电池应在 24 小时内充足电。

⑥冬季使用蓄电池时，注意保持充足电状态，以免电解液因相对密度降低而结冰，致使壳体破裂。

⑦蓄电池若 3 个月不用时，将蓄电池充足电后放于阴凉通风处。同时定期检

查电解液的相对密度，保持蓄电池处于充足电的状态。若长期不用，先将蓄电池

以 20 小时放电率放电，倒出电解液，用蒸馏水多次冲洗，直到水中无酸性，晾

干后旋紧孔盖，密封储存。

对铅酸蓄电池的维护注意事项

正确安装搭铁极桩

现在的农用车和拖拉机上，与硅整流发电机配用的蓄电池是负极搭铁，与直

流发电机配用的蓄电池是正极搭铁，不能装反，否则，前者将烧坏硅二极管，后

者将烧坏调节器触点。铅酸蓄电池极桩上标有“+”号的是正极，标有“-”号的是负极。无标记时，可以按如下特征辨认：极桩较粗的是正极，较细的是负极；极

桩上氧化物多的是正极，少的是负极；极桩呈深褐色的是正极，呈浅灰色的是负极；还可以从 2 极桩上各引出 1 条导线，插在同一杯酸液中，有大量气泡产生的

是负极。充电过程中，电解液温度不准超过 45℃，当超过 40℃时，充电电流要

减半，接近 45℃应停止充电，待降温到30℃时方可继续充电。

保持机房环境温度的适宜性

影响蓄电池使用寿命的重要因素是环境温度，一般电池生产厂家要求的最佳

环境温度是 20 － 25℃。虽然温度的升高对电池放电能力有所提高，但付出的代

价却是电池的寿命大大缩短。环境温度一旦超过 25℃，每升高 10℃，电池的寿

命就要缩短一半。这是由于环境温度的提高，会导致电池内部化学活性增强，产