CSB阀控密封铅酸蓄电池结构及工作原理

CSB阀控密封铅酸电池结构(参见图1)

 

   图1  密封铅蓄电池结构

 

 1) 端子       2）中盖

 3）面盖       4）气阀

5）极柱      6）负极板

7）隔膜      8）正极板

9）电池槽

 

 

CSB阀控密封铅酸电池工作原理

 

铅 酸 电 池 的 电 极 反 应 式 为：

（＋） PbO₂ + 3H⁺ + HSO₄^- + 2e ≒ PbSO₄ + 2H₂O

 （--）  Pb + HSO₄ ^- ≒ PbSO₄ + H⁺ +2e

    a) 充 电     电 池 充 电 时 正 极 由 硫 酸 铅（PbSO₄） 转 化 成 棕 色 二 氧 化 铅（PbO₂）， 负 极 则 由PbSO₄ 转 变 为 灰 色 铅Pb。 随 充 电 过 程 进 行，正 极 电 位 逐 渐 升 高， 负 极 电 位 降 低。 在 充 电 末 期，会 发 生 水 的 电 解 反 应，正 极 开 始 产 生 氧 气，负 极 则 由 于 活 性 物 质 过 量 且 加 入 析 氢 电 位 高 的 金 属（ 如 钙，镉）而 不 会 产 生 氢 气。正 极 产 生 的 氧 气 透 过 隔 膜 传 递 到 负 极，与 负 极 铅 化 合 成 氧 化 铅，氧 化 铅 与 硫 酸 化 合 生 成 水， 即 水 可 以 循 环 利 用， 因 此 在 使 用 过 程 中 不 需 加 水 维 护， 从 而 实 现 电 池 密 封。 密 封 铅 蓄 电 池 要 求 必 须 恒 压  充 电， 就 是 为 了 保 证 充 电 末 期 仅 有 少 量 氧 气  产 生， 以 便 能 及 时 传 递 到 负 极 重 新 化 合， 避 免 水 的 损 失； 相 反， 如 果 充 电  电 压 过 高， 会 有 大 量 要 氧 气 产 生， 因 氧 气 来 不 及 化 合 使 内 压 急 剧 增 加， 最 后 冲 开 安 全 阀 释 放 出 来， 造 成 水 的 损 失 ，严 重 影 响 电 池 寿 命。

      b) 放 电    电 池 放 电 时， 正 极 由 二 氧 化 铅 转 变 为 硫 酸 铅， 负 极 由 海 绵 状 铅 变 为 硫 酸 铅。 放 电 过 程 中 电 池 电 压 逐 渐 下 降， 硫 酸 浓 度 不 断 降 低。 在 放 电 末 期， 由 于 正 负 极  生 成 的 不 良 导 电 体 硫 酸 铅 逐 渐 积 累 使 电 极 欧 姆 电 阻 迅 速 增 大， 同 时 硫 酸 浓 度 下 降 后 氢 离 子 扩 散 缓 慢， 导 致 电 池 电 压 下 降 很 快， 此 时 应 终 止 放 电， 否 则 出 现 过 放 电。 电 池 过 放 电 的 害 处 是 部 分 硫 酸 铅 再 充 电 时 不 能 正 常 转 化 和 恢 复， 下 次 放 电 时 电 池 容 量 降 低。 多 次 过 放 电 会 造 成 电 池 容 量 迅 速 衰 减， 使 用 寿 命 显 著 缩 短。