閥控鉛酸蓄電池基礎(chǔ)理論???

一、基本概念：

1、電池電壓：
a、開路電壓：電池在開路狀態(tài)下的端電壓。
b、工作電壓：電池接通負(fù)荷后在放電過程中顯示的電壓。工作電壓與放電條件有關(guān)，放電電流越大，工作電壓越低；溫度越低，工作電壓越低。
2、電池的容量：
a、電池的理論容量：活性物質(zhì)按法拉第定律計(jì)算而得的最高理論值。
b、電池的實(shí)際容量：電池在一定條件下所能輸出的電量。它等于放電電流與放電時(shí)間的乘積。單位AH。
c、電池的額定容量：按國家或有關(guān)部門頒布的標(biāo)準(zhǔn)，保證電池在一定條件下的最低限度的容量。
　　正常情況下，三者的關(guān)系是：理論容量〉實(shí)際容量〉額定容量
3、電池的內(nèi)阻：
　　電流通過電池的內(nèi)部時(shí)受到阻力，使電池的電壓降低。電池的阻不是常數(shù)，因?yàn)榛钚晕镔|(zhì)的組成、電解液溫度和濃度都在不斷的變化。內(nèi)阻可分為歐姆內(nèi)阻和極化阻，歐姆內(nèi)阻符合歐姆定律；極化電阻隨著放電流的增大而增大，但不是直線關(guān)系而是對數(shù)關(guān)系。
4、正極活性物質(zhì)：
　　正極活性物質(zhì)有α－PbO2和β－PbO2兩種晶型。β－PbO2具有較高的活性及利用率。α－PbO2具有較好的機(jī)械強(qiáng)度和較大的尺寸。當(dāng)α－PbO2/β－PbO2為0.8時(shí)，電池具有最好的深放電能力。

二、閥控電池中應(yīng)用的基礎(chǔ)理論

1、鉛鈣錫鋁合金
1)特點(diǎn)：
a、內(nèi)阻小，其電阻率約為22×10－6?·cm，接近純鉛；
b、析氫超電勢高，水的分解電壓高于鉛銻合金組成的蓄電池，約200mV～250mV，所以失水少，具有較好的維護(hù)性；
c、鈣為負(fù)電勢，正極中的鈣不會轉(zhuǎn)移至負(fù)極，因此不會加速自放電。
2)加入錫的作用：
a、改善板柵與活性物質(zhì)界面，提高電極的充電接受能力：
b、增加合金的力學(xué)性能；
c、降低極化和腐蝕，提高電池深放電能力
； d、改善合金的流動性能。
3)加入鋁的作用：
形成氧化薄膜，防止熔融態(tài)鈣合金中鈣的損失。當(dāng)有鋁存成時(shí)，鈣含量可在36小時(shí)無變化。
2、鉛粉：
a、種類：從制造方法上有兩種，由球磨法生產(chǎn)的鉛粉為島津粉；由氣相氧化制的鉛粉為巴頓粉。我公司目前使用的是巴頓粉。
b、制造過程：氣相氧化法制造鉛粉，是將熔融態(tài)的鉛與空氣混合進(jìn)行氣相氧化，利用葉輪的高速旋轉(zhuǎn)，使鉛液與空氣充分接觸，生產(chǎn)氧化度高達(dá)70％的鉛粉，再利用穩(wěn)定的氣流把鉛粉吹至鉛粉收集器中。在制鉛粉過程中，應(yīng)嚴(yán)格控制反應(yīng)溫度，α－PbO2在于488℃以以生成，穩(wěn)定產(chǎn)物；β－PbO2在488℃以上生成，極板固化、干燥后優(yōu)先轉(zhuǎn)化為4BS，極板具有較長的使用壽命，但初容量低
3、和膏：
　　我公司采用砂型鉛膏，加水過程一定要快，防止金屬鉛大量氧化。鉛粉中的鉛應(yīng)在固化過程中完成氧化，以保證極板良好的性能和機(jī)械強(qiáng)度。快速加酸是不允許的，否則會導(dǎo)致鉛膏溫度急劇上升，影響相組成。
4、極板固化：
　　在控制相對濕度、溫度和時(shí)間的條件下，使極板失去水份和形成可塑性物質(zhì)，進(jìn)而凝結(jié)成微孔均勻的固態(tài)物質(zhì)。作用：
a、鉛膏中的鉛進(jìn)一步氧化，在正負(fù)極中殘余的鉛分別減少到2％和5％左右，化成后可望獲得堅(jiān)固的活性物質(zhì)和良好的外觀。
b、在固化過程度中，鉛膏物質(zhì)繼續(xù)進(jìn)行堿式硫酸鉛的結(jié)晶過程度，在較低溫度下生產(chǎn)3BS，溫度高于80℃時(shí)有利于4BS的生成，通過固化使板柵表面生成氧化鉛的腐蝕膜，增強(qiáng)板柵與活性物質(zhì)的結(jié)合。
固化不良的危害：脫粉、掉塊、產(chǎn)生表面裂紋。
5、電池化成
a、化成目的：在極板上形成活性物質(zhì)的過程，對于涂膏式極板和管式極板，是用電化學(xué)方法在正極上形成二氧化鉛，在負(fù)極上生成海綿狀鉛。
b、化成方式：極板化成和電池化成。極板化成是將極板放在專門的化成槽內(nèi)，多片正負(fù)極板相間地連接起來與直流電源相間，灌入電解液通電。電池化成是指，不需要專門化成槽，而是生極板裝配成電池，灌入電解液通直流電。目前我公司是電池化成。

三、雜質(zhì)的危害

　　雜質(zhì)能夠使電池的氧析出，增大自放電，危害比較大的是鐵、錳、砷、氯、銅等。如一價(jià)鐵離子在電池參加的副反應(yīng)如下：
正極：PbO2＋3H＋＋HSO4－＋2Fe2＋=PbSO4＋2H2O＋2Fe3＋
負(fù)極：Pb＋HSO4－＋2Fe3＋=H＋＋2Fe2＋
　　機(jī)理：一些可變價(jià)態(tài)的鹽類，它們的低價(jià)態(tài)可以在正極被氧化，同時(shí)二氧化鉛還原；被氧化的高價(jià)態(tài)可通過對流、擴(kuò)散達(dá)到負(fù)極，在負(fù)極進(jìn)行還原過程；同進(jìn)負(fù)極活性質(zhì)被還原，還原態(tài)的離子又藉助于擴(kuò)散、對流達(dá)到正極重新被氧化，如此反復(fù)循環(huán)。