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閥控鉛酸勁博蓄電池基礎(chǔ)理論

來源:北京永信通聯(lián)科技有限公司   2018年09月11日 21:29  

一、基本概念

1、勁博蓄電池電壓

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、勁博蓄電池的容量

a、電池的理論容量:活性物質(zhì)按法拉第定律計算而得的高理論值。

b、電池的實際容量: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低限度的容量。
  正常情況下,三者的關(guān)系是:理論容量〉實際容量〉額定容量

3、勁博蓄電池的內(nèi)阻
  電流通過電池的內(nèi)部時受到阻力,使電池的電壓降低。電池的阻不是常數(shù),因為活性物質(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)阻和極化電阻,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,電池具有較好的深放電能力。

二、勁博蓄電池應(yīng)用的基礎(chǔ)理論

1、鉛鈣錫鋁合金

(1)特點

a、內(nèi)阻小,其電阻率約為22×10-6Ω·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,鈣含量可在36小時無變化。

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島津粉。

島津粉的制造過程:鉛錠切成鉛塊,在主機(jī)旋轉(zhuǎn)的作用下,相互碰撞,使鉛塊表面形成的氧化層剝離,在負(fù)風(fēng)的作用下,抽出主機(jī),收集到集粉倉中,再通過絞龍輸送儲存到儲粉倉中備有。

b、巴頓粉制造過程: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
  勁博蓄電池采用砂型鉛膏,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。

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:一些可變價態(tài)的鹽類,它們的低價態(tài)可以在正極被氧化,同時二氧化鉛還原;被氧化的高價態(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)。

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