铅酸蓄电池资料
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放电
Pb+PbO2 + 2H2SO4 充电
PbSO4 + H+
放电
充电 PbSO4 + 2H2O
2PbSO4 + 2H2O
负极： 正极：
电极电势 ？
o ()
RTln aH 2F aHSO4
o ()
RTlnaH 3aHSO 4
2F
a2 H2O
P 0bO 2/PbSO 41.655V
P 0bSO4/Pb0.3V
2.1 电池反应和电动势
(-) Pb | H2SO4 | PbO2 (+)
▪ 1882年，Glandstone和Tribe提出“双极硫酸盐化”
实验依据：(1)放电，H2SO4含量减小，充电，H2SO4含 量增加。并且充、放电量还与电解液H2SO4含量成正比。
(2)对放电前后活性物质进行分析。
具体的反应:
——现代铅酸电池涂膏式极板
重大改进：
▪ 1920年 负极膨胀剂：使用木制隔板，电池 性能较好——木质素，腐殖酸等
▪ 合成材料用于电池槽、盖、隔板等
1890-1900 木制隔板 1914-1920 橡胶隔板 1927-1937 微孔橡胶隔板 1948-1950人造纤维粘结隔板
重大改进：
阀控密封铅酸蓄电池 Valve regulated lead acid battery （VRLA） 20世纪70年代开始开发，80年代商品化，仍
电解液即可使用 ▪ 湿荷电蓄电池：只有部分电解液，用时灌足 ▪ 带液荷电蓄电池 ▪ 免维护少维护蓄电池
铅酸蓄电池的分类
(4) 按用途分类
▪ 启动用铅酸蓄电池： ▪ 固定型铅酸蓄电池： ▪ UPS电源 ▪ 电动汽车、电动自行车用动力铅酸蓄电池 ▪ 新能源储能用 ▪ 军用 ▪ 便携式设备用铅酸蓄电池
1.5 铅酸蓄电池型号
E1.955RTlnaH2SO4 F aH2O
影响电池电动势E的因素： （1）电极材料本性有关：α-PbO2、β-PbO2 （2）硫酸与水的活度
（3）温度：电动势的温度系数
11
1.2 铅酸蓄电池组成与结构
电池组成 (-)Pb/H2SO4 /PbO2(+)
单体电池电压：2.0 V 循环寿命＞300次 通常为几个单体电池串联使用
电池结构
1.3 铅酸蓄电池的特点
▪ 优点： 高倍率放电性能好：潜艇水下全速推进1h 工作温度宽：-40~+60oC 电动势较高：2V 无记忆效应：适合浮充使用，备用电源 使用寿命长：5年 可任意尺寸容量，价格低廉，容易回收
的复杂性，活性物质的制备、极板的化成。
1 概述
▪ ຫໍສະໝຸດ Baidu.1 发展历史
▪ 1859年，Plante发明了铅酸电池 ▪ Plante（普朗特）：法国物理学家 ▪ 最重要的成就是发明了铅酸蓄电池。
普朗特电池 Plante battery
▪ 两片薄铅皮卷式电极，中间用亚麻布隔开，在硫酸溶液中反复 充放电，使得铅皮表面腐蚀得到活性物质，电池能够放出较大 电流。——第一种得到商业应用的可充电池。
铅酸蓄电池
Lead Acid Battery
主要内容：
1 铅酸电池概述 2 工作原理 3 二氧化铅正极 4 铅负极 5 铅酸电池的电性能 6 铅酸电池制作工艺
重点内容：
蓄电池：工作原理 正极：板栅的腐蚀和变形 负极：钝化；负极添加剂；负极极板的不
可逆硫酸化 制造工艺：与原电池相比蓄电池制造工艺
▪ 铅酸蓄电池产品汉语拼音字母的意义
汉语
表示电池类型
表示电池特征
拼音
字母 Q G D N T M U HK W FM G T A H B J F
含义 起 固 蓄 内 铁 摩 储 航 免 阀 管 涂 干 化 半 胶 防
动 定 电 燃 路 托 能 空 维 控 式膏 荷 成 化 体 酸
池机 客 车 型
护密
▪ 1870年，发电机出现，充电方便
重大改进：
涂膏式极板 1881年，Faure专利：铅氧化物、硫酸溶液和膏，
涂在铅片上，大大缩短化成时间，电极利用率和电 池放电容量也大为提高。
优点：制造容易，容量提高 缺点：活性物质脱落
重大改进：
板栅与Pb-Sb合金板栅 1881年，Volckmar：板栅 1881年，Sellon：Pb-Sb合金 1882年，Brush：机械涂板
H
S
O
4
▪ 当pH=1.92时 [SO42-]=[HSO4-]
lg SO24 1.92pH HSO4
▪ 当pH<1.92时 [SO42-]<[HSO4-]
▪ H2SO4电解液强酸性，pH<<1.92，[SO42-]<<[HSO4-]，离子大部分是H+和HSO4-。
放电
（-）Pb + HSO4- - 2e- 充电 （+）PbO2 + 3H+ + HSO4- + 2e-
电式成电防
车车 车 用
封
式解爆
液
串联单体数
电池类型和特征
额定容量
2 铅酸蓄电池的工作原理
▪ 二次电池的条件： 1. 电极反应可逆，是一个可逆的电池体系。 2. 只采用一种电解质溶液，避免因采用不同的 电解质而造成电解质之间的不可逆扩散。 3. 放电生成难溶于电解液的固体产物。可避免 充电时过早生成枝晶和两极产物的相互转移。
在发展中
铅酸蓄电池的历史
卢森堡第一座铅蓄厂
Trible双极硫酸盐化理论 1882年
1859年 法国Plante 发明铅酸蓄电池
1890年
Phillipart 管式极板
铅钙合金 Haring 1935年
1957年 德国阳光公司
胶体技术
AGM隔离板 美国Gate公司
1971年
PSOC技术 NorthStar 2001年
▪ H2SO4，在电解液中的存在形式：H+？H2SO4？ SO42-？HSO4-？
▪ H2SO4二元酸，二级电离
H 2SO 4
K1
H
H
S
O
4
,
K1
103
25 0C
H
S
O
4
K2
H
S
O
2 4
,
K
2
1.2 102
K2
aS
O
2 4
H
a
H
S
O
4
,
两边取对数,
lg
S
O
2 4
1.92 pH
▪ 缺点：比能量低；污染
1.4 铅酸蓄电池的分类
(1)按电极结构与活性物质填充方式 ▪ 形成式 ▪ 管状式 ▪ 涂膏式：铸造板栅、铅布板栅、扩展式板栅等
铅酸蓄电池的分类
(2)按电解液分类 ▪ 富液铅酸蓄电池 ▪ 胶态电解液铅酸蓄电池 ▪ 阀控密封铅酸蓄电池
铅酸蓄电池的分类
（3）按电解液含量和充电维护情况 ▪ 干放电蓄电池：无电解液 ▪ 干荷电蓄电池：无电解液，极板荷电，灌入
Pb+PbO2 + 2H2SO4 充电
PbSO4 + H+
放电
充电 PbSO4 + 2H2O
2PbSO4 + 2H2O
负极： 正极：
电极电势 ？
o ()
RTln aH 2F aHSO4
o ()
RTlnaH 3aHSO 4
2F
a2 H2O
P 0bO 2/PbSO 41.655V
P 0bSO4/Pb0.3V
2.1 电池反应和电动势
(-) Pb | H2SO4 | PbO2 (+)
▪ 1882年，Glandstone和Tribe提出“双极硫酸盐化”
实验依据：(1)放电，H2SO4含量减小，充电，H2SO4含 量增加。并且充、放电量还与电解液H2SO4含量成正比。
(2)对放电前后活性物质进行分析。
具体的反应:
——现代铅酸电池涂膏式极板
重大改进：
▪ 1920年 负极膨胀剂：使用木制隔板，电池 性能较好——木质素，腐殖酸等
▪ 合成材料用于电池槽、盖、隔板等
1890-1900 木制隔板 1914-1920 橡胶隔板 1927-1937 微孔橡胶隔板 1948-1950人造纤维粘结隔板
重大改进：
阀控密封铅酸蓄电池 Valve regulated lead acid battery （VRLA） 20世纪70年代开始开发，80年代商品化，仍
电解液即可使用 ▪ 湿荷电蓄电池：只有部分电解液，用时灌足 ▪ 带液荷电蓄电池 ▪ 免维护少维护蓄电池
铅酸蓄电池的分类
(4) 按用途分类
▪ 启动用铅酸蓄电池： ▪ 固定型铅酸蓄电池： ▪ UPS电源 ▪ 电动汽车、电动自行车用动力铅酸蓄电池 ▪ 新能源储能用 ▪ 军用 ▪ 便携式设备用铅酸蓄电池
1.5 铅酸蓄电池型号
E1.955RTlnaH2SO4 F aH2O
影响电池电动势E的因素： （1）电极材料本性有关：α-PbO2、β-PbO2 （2）硫酸与水的活度
（3）温度：电动势的温度系数
11
1.2 铅酸蓄电池组成与结构
电池组成 (-)Pb/H2SO4 /PbO2(+)
单体电池电压：2.0 V 循环寿命＞300次 通常为几个单体电池串联使用
电池结构
1.3 铅酸蓄电池的特点
▪ 优点： 高倍率放电性能好：潜艇水下全速推进1h 工作温度宽：-40~+60oC 电动势较高：2V 无记忆效应：适合浮充使用，备用电源 使用寿命长：5年 可任意尺寸容量，价格低廉，容易回收
的复杂性，活性物质的制备、极板的化成。
1 概述
▪ ຫໍສະໝຸດ Baidu.1 发展历史
▪ 1859年，Plante发明了铅酸电池 ▪ Plante（普朗特）：法国物理学家 ▪ 最重要的成就是发明了铅酸蓄电池。
普朗特电池 Plante battery
▪ 两片薄铅皮卷式电极，中间用亚麻布隔开，在硫酸溶液中反复 充放电，使得铅皮表面腐蚀得到活性物质，电池能够放出较大 电流。——第一种得到商业应用的可充电池。
铅酸蓄电池
Lead Acid Battery
主要内容：
1 铅酸电池概述 2 工作原理 3 二氧化铅正极 4 铅负极 5 铅酸电池的电性能 6 铅酸电池制作工艺
重点内容：
蓄电池：工作原理 正极：板栅的腐蚀和变形 负极：钝化；负极添加剂；负极极板的不
可逆硫酸化 制造工艺：与原电池相比蓄电池制造工艺
▪ 铅酸蓄电池产品汉语拼音字母的意义
汉语
表示电池类型
表示电池特征
拼音
字母 Q G D N T M U HK W FM G T A H B J F
含义 起 固 蓄 内 铁 摩 储 航 免 阀 管 涂 干 化 半 胶 防
动 定 电 燃 路 托 能 空 维 控 式膏 荷 成 化 体 酸
池机 客 车 型
护密
▪ 1870年，发电机出现，充电方便
重大改进：
涂膏式极板 1881年，Faure专利：铅氧化物、硫酸溶液和膏，
涂在铅片上，大大缩短化成时间，电极利用率和电 池放电容量也大为提高。
优点：制造容易，容量提高 缺点：活性物质脱落
重大改进：
板栅与Pb-Sb合金板栅 1881年，Volckmar：板栅 1881年，Sellon：Pb-Sb合金 1882年，Brush：机械涂板
H
S
O
4
▪ 当pH=1.92时 [SO42-]=[HSO4-]
lg SO24 1.92pH HSO4
▪ 当pH<1.92时 [SO42-]<[HSO4-]
▪ H2SO4电解液强酸性，pH<<1.92，[SO42-]<<[HSO4-]，离子大部分是H+和HSO4-。
放电
（-）Pb + HSO4- - 2e- 充电 （+）PbO2 + 3H+ + HSO4- + 2e-
电式成电防
车车 车 用
封
式解爆
液
串联单体数
电池类型和特征
额定容量
2 铅酸蓄电池的工作原理
▪ 二次电池的条件： 1. 电极反应可逆，是一个可逆的电池体系。 2. 只采用一种电解质溶液，避免因采用不同的 电解质而造成电解质之间的不可逆扩散。 3. 放电生成难溶于电解液的固体产物。可避免 充电时过早生成枝晶和两极产物的相互转移。
在发展中
铅酸蓄电池的历史
卢森堡第一座铅蓄厂
Trible双极硫酸盐化理论 1882年
1859年 法国Plante 发明铅酸蓄电池
1890年
Phillipart 管式极板
铅钙合金 Haring 1935年
1957年 德国阳光公司
胶体技术
AGM隔离板 美国Gate公司
1971年
PSOC技术 NorthStar 2001年
▪ H2SO4，在电解液中的存在形式：H+？H2SO4？ SO42-？HSO4-？
▪ H2SO4二元酸，二级电离
H 2SO 4
K1
H
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S
O
4
,
K1
103
25 0C
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,
K
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1.2 102
K2
aS
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H
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,
两边取对数,
lg
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1.92 pH
▪ 缺点：比能量低；污染
1.4 铅酸蓄电池的分类
(1)按电极结构与活性物质填充方式 ▪ 形成式 ▪ 管状式 ▪ 涂膏式：铸造板栅、铅布板栅、扩展式板栅等
铅酸蓄电池的分类
(2)按电解液分类 ▪ 富液铅酸蓄电池 ▪ 胶态电解液铅酸蓄电池 ▪ 阀控密封铅酸蓄电池
铅酸蓄电池的分类
（3）按电解液含量和充电维护情况 ▪ 干放电蓄电池：无电解液 ▪ 干荷电蓄电池：无电解液，极板荷电，灌入