铅酸蓄电池的结构与原理
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铅酸蓄电池的结构与原理
（2）铅酸蓄电池的结构
➢ 内部结构：开式、密封式。又可分为：湿式、干式或胶体式 ➢ 正极板：以铅锑合金为骨架，网栅上涂二氧化铅 ➢ 负极板：海棉状铅板。在同一个电池内同极性的极板片数超过两片的，用金属
条连接起来称为“极板组”或“极板群”。至于极板组内的极板片数的多少， 随其容量（蓄电能力）的大小而异 ➢ 隔板：在各种类型的铅酸蓄电池中，除少数特殊组合的极板问留有宽大的空隙 外，在正、负极板间均需放置隔板，以防止正负极相互接触而发生短路。隔板 由木质、橡胶、微孔橡胶、烧结式PVC、聚丙烯（PE）或者超细玻璃纤维等材 料制成，可根据蓄电池的类型适当选定 ➢ 外壳：电池槽用来盛装电解液和支撑极群组，通常有玻璃容器、衬铅木质容器、 硬橡胶容器和塑料容器4种 ➢ 电解液：铅蓄电池的电解液是用蒸馏水稀释高纯度浓硫酸而成。它的密度高低 视电池类型和所用极板而定，一般在15℃条件下，密度为1.2－1.3g／cm3， 浓度: 27～ 37%。蓄电池用的电解液（稀硫酸）必须保持纯净，不能含有重金 属等有害于铅酸蓄电池的杂质。
P b + P b O 2 2 H 2 S O 4 P b S O 4 + H 2 O
如果把充电后的蓄电池两极连起来，电子就沿着导线从A极流向B极，这时的蓄 电池的放电原理与原电池相似，结构式如下：
(-)Pb Η2SO4 PbO2(+)
负极（氧化），由于硫酸的存在，反应后生成难溶的硫酸铅。
Pb=Pb2++2e
① 已充电的蓄电池
正极 负极
： PbO2 ： Pb
电解液 ： H2SO4 + H2O (浓度高)
② 已放电的蓄电池
正极
： PbSO4
负极
： PbSO4
电解液 ： H2O + H2SO4 (浓度低)
在充电和放电过程中，电解液始终参与内部化学反应.。
③ 在高电压（典型情况为每个电池 2.4 V以上）时的其它反应：
Pb2++SO2 4-=PbSO4
正极（还原），同样生成硫酸铅。
Baidu NhomakorabeaP bO 2+ 4H ++ 2e= P b+ 2H 2O 放电总反应式：
P b + P b O 2 2 H 2 S O 4 P b S O 4 + H 2 O 蓄电池放电后，硫酸的浓度减小，因此，用比重计测量铅酸蓄电池的硫酸液的
比重，判断放电的程度。铅蓄电池的单体电压为2V，使用或储存一段时间后， 当电压下降为1.8V，硫酸的比重下降到1.2时，就需要充电。
铅蓄电池放置日久，由于“自放电”（不使用的自身放电），电池电动势会逐
渐降低，因此，蓄电池要定期充电，加以维护。
铅蓄电池中所涉及的化学符号：
H2O ： 水 H2SO4 ： 硫酸 H2O + H2SO4：“电解液” Pb ： 铅 （灰黑色金属，良导体）
PbO2 ： 氧化铅 （深黑色金属氧化物，良导体） PbSO4： 硫酸铅（浅灰色，不良导体，比容(体积度)大）
P bS O 4+2e=P b+S O -4 2
P b S O 4 + 2 H 2 O = P b O 2 + 4 H + + S O 4 2 - 2 e
P b S O 4 + H 2 O = P b + P b O 2 2 H 2 S O 4
这样，随着电流的通过，PbSO4在A极上变成蓬松的金属铅，在B极上变 成黑褐色二氧化铅，而在溶液中有硫酸的生成。因此，用比重计测量铅酸 蓄电池的硫酸液的比重，可以判断充电的程度。
正极：2H2O O2 ↑ +4 H+ + 4 e¯ 负极：4 H+ +4 e¯2 H2 ↑ 电池：2H2O 2 H2 ↑ + O2 ↑ 在充电过程的最后，水（H2O）分解为氢气和氧气。 这些气体从蓄电池中逸出，使得电解液失水。
氢-氧混合则成为一种爆炸物（爆炸气体）！
电池容量和放电率
蓄电池的实际容量与放电制度（放电率，温度，终止电压）和电池结构有 关。放电率低，电压下降缓慢，放出的实际容量高。温度高，放电容量大。 放电时所使用的电流值、温度和终止及电压不同，均是一个给定的电池放 出不同的Ah数。 概念： 放电率。在活性物质总量不变的条件下，电池容量随放电电流增增大而降 低，因此，在谈电池容量时，必须指明放电率。放电率有小时率和电流率 两种表示方法。 小时率：是一定电流放完额定容量所需的时间来表示。不同的蓄电池有其 规定的标准放电率，如：汽车用蓄电池，一般用20h 率容量，固定型或 摩托车用10h率容量，牵引型（动力型）用5h率容量。 对于6Q－120Ah，电池容量为20h率，120Ah。意味着：该电池以 6A的电流放电能延续20h为合格。 电流率（倍率）：是指电池放电时的放电电流数值为电池额定容量的倍数。 如0.1C20, 表示对于120安时（C20）的电池以1.0*120＝12安的电流 放电， C的小角标表示放电时率。
铅蓄电池
铅酸蓄电池的化学反应
P P b b S S O O 4 4 + + 2 H e2 O =P = b P + b S + O P -4 b 2O 2 2 H 2 S O 4
充电时把铅板分别和直流电源的正负极相连，发生电解反应，反应如下：
阴极（A极，还原） 阳极（B极，氧化） 充电时的反应式：
（2）铅酸蓄电池的结构
➢ 内部结构：开式、密封式。又可分为：湿式、干式或胶体式 ➢ 正极板：以铅锑合金为骨架，网栅上涂二氧化铅 ➢ 负极板：海棉状铅板。在同一个电池内同极性的极板片数超过两片的，用金属
条连接起来称为“极板组”或“极板群”。至于极板组内的极板片数的多少， 随其容量（蓄电能力）的大小而异 ➢ 隔板：在各种类型的铅酸蓄电池中，除少数特殊组合的极板问留有宽大的空隙 外，在正、负极板间均需放置隔板，以防止正负极相互接触而发生短路。隔板 由木质、橡胶、微孔橡胶、烧结式PVC、聚丙烯（PE）或者超细玻璃纤维等材 料制成，可根据蓄电池的类型适当选定 ➢ 外壳：电池槽用来盛装电解液和支撑极群组，通常有玻璃容器、衬铅木质容器、 硬橡胶容器和塑料容器4种 ➢ 电解液：铅蓄电池的电解液是用蒸馏水稀释高纯度浓硫酸而成。它的密度高低 视电池类型和所用极板而定，一般在15℃条件下，密度为1.2－1.3g／cm3， 浓度: 27～ 37%。蓄电池用的电解液（稀硫酸）必须保持纯净，不能含有重金 属等有害于铅酸蓄电池的杂质。
P b + P b O 2 2 H 2 S O 4 P b S O 4 + H 2 O
如果把充电后的蓄电池两极连起来，电子就沿着导线从A极流向B极，这时的蓄 电池的放电原理与原电池相似，结构式如下：
(-)Pb Η2SO4 PbO2(+)
负极（氧化），由于硫酸的存在，反应后生成难溶的硫酸铅。
Pb=Pb2++2e
① 已充电的蓄电池
正极 负极
： PbO2 ： Pb
电解液 ： H2SO4 + H2O (浓度高)
② 已放电的蓄电池
正极
： PbSO4
负极
： PbSO4
电解液 ： H2O + H2SO4 (浓度低)
在充电和放电过程中，电解液始终参与内部化学反应.。
③ 在高电压（典型情况为每个电池 2.4 V以上）时的其它反应：
Pb2++SO2 4-=PbSO4
正极（还原），同样生成硫酸铅。
Baidu NhomakorabeaP bO 2+ 4H ++ 2e= P b+ 2H 2O 放电总反应式：
P b + P b O 2 2 H 2 S O 4 P b S O 4 + H 2 O 蓄电池放电后，硫酸的浓度减小，因此，用比重计测量铅酸蓄电池的硫酸液的
比重，判断放电的程度。铅蓄电池的单体电压为2V，使用或储存一段时间后， 当电压下降为1.8V，硫酸的比重下降到1.2时，就需要充电。
铅蓄电池放置日久，由于“自放电”（不使用的自身放电），电池电动势会逐
渐降低，因此，蓄电池要定期充电，加以维护。
铅蓄电池中所涉及的化学符号：
H2O ： 水 H2SO4 ： 硫酸 H2O + H2SO4：“电解液” Pb ： 铅 （灰黑色金属，良导体）
PbO2 ： 氧化铅 （深黑色金属氧化物，良导体） PbSO4： 硫酸铅（浅灰色，不良导体，比容(体积度)大）
P bS O 4+2e=P b+S O -4 2
P b S O 4 + 2 H 2 O = P b O 2 + 4 H + + S O 4 2 - 2 e
P b S O 4 + H 2 O = P b + P b O 2 2 H 2 S O 4
这样，随着电流的通过，PbSO4在A极上变成蓬松的金属铅，在B极上变 成黑褐色二氧化铅，而在溶液中有硫酸的生成。因此，用比重计测量铅酸 蓄电池的硫酸液的比重，可以判断充电的程度。
正极：2H2O O2 ↑ +4 H+ + 4 e¯ 负极：4 H+ +4 e¯2 H2 ↑ 电池：2H2O 2 H2 ↑ + O2 ↑ 在充电过程的最后，水（H2O）分解为氢气和氧气。 这些气体从蓄电池中逸出，使得电解液失水。
氢-氧混合则成为一种爆炸物（爆炸气体）！
电池容量和放电率
蓄电池的实际容量与放电制度（放电率，温度，终止电压）和电池结构有 关。放电率低，电压下降缓慢，放出的实际容量高。温度高，放电容量大。 放电时所使用的电流值、温度和终止及电压不同，均是一个给定的电池放 出不同的Ah数。 概念： 放电率。在活性物质总量不变的条件下，电池容量随放电电流增增大而降 低，因此，在谈电池容量时，必须指明放电率。放电率有小时率和电流率 两种表示方法。 小时率：是一定电流放完额定容量所需的时间来表示。不同的蓄电池有其 规定的标准放电率，如：汽车用蓄电池，一般用20h 率容量，固定型或 摩托车用10h率容量，牵引型（动力型）用5h率容量。 对于6Q－120Ah，电池容量为20h率，120Ah。意味着：该电池以 6A的电流放电能延续20h为合格。 电流率（倍率）：是指电池放电时的放电电流数值为电池额定容量的倍数。 如0.1C20, 表示对于120安时（C20）的电池以1.0*120＝12安的电流 放电， C的小角标表示放电时率。
铅蓄电池
铅酸蓄电池的化学反应
P P b b S S O O 4 4 + + 2 H e2 O =P = b P + b S + O P -4 b 2O 2 2 H 2 S O 4
充电时把铅板分别和直流电源的正负极相连，发生电解反应，反应如下：
阴极（A极，还原） 阳极（B极，氧化） 充电时的反应式：