鉛酸電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)與工作原理詳細(xì)介紹
引言電池是將化學(xué)能或物理能直接變成電能的儲(chǔ)能裝置，。可分為化學(xué)電源和物理電源兩大類(lèi)。化學(xué)電源包括一次電池和二次電池（即蓄電池）兩類(lèi)，前者只能一次性使用，如手電筒用的鋅錳電池；后者可反復(fù)充放電多次使用，如鉛酸蓄電池，鎘鎳電池，氫鎳電池等。隨世界工業(yè)的迅速發(fā)展和電子計(jì)算機(jī)化，備用電源的需求日益擴(kuò)大，相應(yīng)推動(dòng)了電池工業(yè)的迅猛發(fā)展。在眾多電池種類(lèi)中，迄今技術(shù)最成熟，應(yīng)用最廣泛的毫無(wú)爭(zhēng)議應(yīng)是鉛酸蓄電池，尤其是七十年代以來(lái)密封鉛酸電池的研制成功，其應(yīng)用領(lǐng)域更加廣泛，成為許多行業(yè)用戶(hù)首選電池。現(xiàn)代密封鉛酸蓄電池具有完全密封，無(wú)需補(bǔ)加水維護(hù)，體積小，比能量高不腐蝕設(shè)備及不污染環(huán)境，安全可靠等優(yōu)點(diǎn)。
密封鉛酸電池結(jié)構(gòu)及工作原理結(jié)構(gòu)UNION電池由正負(fù)極板，AGM隔膜，電解液，電池殼和蓋，安全閥等組成。參見(jiàn)示意圖：1）TERMINAL端子2）COVER中蓋3）TOpCOVER面蓋4）VENTCAp氣閥5）pOLE極柱6）NEGATIVEpLATE負(fù)極板7）A.G.M隔膜8）pOSITIVEpLATE正極板9）CONTAINER電池槽
工作原理鉛酸電池的電極反應(yīng)式為：（＋）pbO2+3H++HSO4-+2e≒pbSO4+2H2O（a)充電電池充電時(shí)正極由硫酸鉛(pbSO4)轉(zhuǎn)化成棕色二氧化鉛（pbO2），負(fù)極則由pbSO4轉(zhuǎn)變?yōu)榛疑Upb。隨充電過(guò)程進(jìn)行，正極電位逐漸升高，負(fù)極電位降低。在充電末期，會(huì)發(fā)生水的電解反應(yīng)，正極開(kāi)始產(chǎn)生氧氣，負(fù)極則由于活性物質(zhì)過(guò)量且加入析氫電位高的金屬（如鈣，鎘）而不會(huì)產(chǎn)生氫氣。正極產(chǎn)生的氧氣透過(guò)隔膜傳遞到負(fù)極，與負(fù)極鉛化合成氧化鉛，氧化鉛與硫酸化合生成水，即水可以循環(huán)利用，因此在使用過(guò)程中不需加水維護(hù)，從而實(shí)現(xiàn)電池密封。密封鉛蓄電池要求必須恒壓充電，就是為了保證充電末期僅有少量氧氣產(chǎn)生，以便能及時(shí)傳遞到負(fù)極重新化合，避免水的損失；相反，如果充電電壓過(guò)高，會(huì)有大量氧氣產(chǎn)生，因氧氣來(lái)不及化合使內(nèi)壓急劇增加，最后沖開(kāi)安全閥釋放出來(lái)，造成水的損失，嚴(yán)重影響電池壽命。()pb+HSO4-≒pbSO4+H++2eb)放電電池放電時(shí)，正極由二氧化鉛轉(zhuǎn)變?yōu)榱蛩徙U，負(fù)極由海綿狀鉛變?yōu)榱蛩徙U。放電過(guò)程中電池電壓逐漸下降，硫酸濃度不斷降低。在放電末期，由于正負(fù)極生成的不良導(dǎo)電體硫酸鉛逐漸積累使電極歐姆電阻迅速增大，同時(shí)硫酸濃度下降后氫離子擴(kuò)散緩慢，導(dǎo)致電池電壓下降很快，此時(shí)應(yīng)終止放電，否則出現(xiàn)過(guò)放電。電池過(guò)放電的害處是部分硫酸鉛再充電時(shí)不能正常轉(zhuǎn)化和恢復(fù)，下次放電時(shí)電池容量降低。多次過(guò)放電會(huì)造成電池容量迅速衰減，使用壽命顯著縮短。
