蓄電池容量結(jié)構(gòu)

極板是蓄電池的核心部分，蓄電池充、放電過程，電能和化學(xué)能的相互轉(zhuǎn)換就是依靠極板上活性物質(zhì)和電解液中硫酸的化學(xué)反應(yīng)來實現(xiàn)的。

極板由柵架及活性物質(zhì)組成，如圖3-2所示。普通蓄電池正極板厚度一般為2.2mm，負極板厚度為1.8mm。

柵架由鉛銻合金澆鑄而成。架銻的目的是為了提高機械強度和鑄造性能，但銻具有副作用，會加速氫的析出而加速電解液消耗，引起自放電和柵架腐蝕。

活動性物質(zhì)就是極板上的工作物質(zhì)。正極板上的活性物質(zhì)為二氧化鉛(PbO2)、呈暗棕色;負極板上的活性物質(zhì)為海綿狀純鉛(Pb)，呈深灰色。

將正負極板各一片浸入電解液中，就可獲得約2.1的電動勢。為增大蓄電池容量，可將多片正、負極板分別并聯(lián)，用橫板焊接成正負極板組。正負極板相互交錯嵌合，中間插入隔板后裝入蓄電池單格內(nèi)，便形成單格電池，如圖3-3所示。在每個單格電池中負極板總比正極板多一片。因為正極板活性物質(zhì)比較疏松，且正極板處的化學(xué)反應(yīng)比負極質(zhì)上的化學(xué)反應(yīng)劇烈，反應(yīng)前后活性物質(zhì)體積變化較大，所以正極板夾在負極板之間，可使其兩側(cè)放電均勻，從而減輕正極板的翹曲和活性物質(zhì)脫落。

隔板的作用是使正負極板盡量地靠近而不至于短路，縮小蓄電池的體積，防止極板變形和活性物質(zhì)脫落。

隔板用微孔塑料制成，具有多孔性，以利于電解液滲透，還具有良好的耐酸性和抗氧化性。隔板的面積一種做得比極板稍大些，一面制有縱向溝槽?？紤]正極板在充放電過程中化學(xué)反應(yīng)劇烈，電解液流通量較大，安裝時隔板帶有溝槽的一面應(yīng)朝向正極板，且溝槽與外殼底部垂直。溝槽既能使電解液上下流通，也能使氣泡沿槽上升，還能使脫落的活性物質(zhì)沿槽下沉。

電解液的作用是形成電離，促使極板活性物的溶離，產(chǎn)生可逆的電化學(xué)反應(yīng)。它是由相對密度為1.84的化學(xué)純硫酸和蒸餾水按一定的比例配制而成。其相對密度一般在1.24~1.31g/cm3，使用時應(yīng)根據(jù)當?shù)刈畹蜌鉁鼗蛑圃鞆S的要求進行選擇(表3-1)。

電解液的純度是影響蓄電池的電氣性能和使用壽命的重要因素，因此要用HGB1008-59標準二級專用硫酸和蒸餾水。工業(yè)用硫酸和一般的水中因含有鐵、銅等有害雜質(zhì)而增加自放電和極板損壞，不能用于蓄電池。

不同氣溫下的電解液相對密度(15℃) 表3-1

外殼用來盛裝電解液和極板組，使鉛蓄電池構(gòu)成一個整體。外殼材料有硬橡膠和塑料兩種。外殼為整體式結(jié)構(gòu)，殼內(nèi)由間壁分成三個或六個互不相通的單格，底部制有凸筋用來支持極板組。凸筋之間的空隙可能積存極板脫落的活性物質(zhì)，避免正負極板短路。每個單格的蓋子中間有加液孔，可以用來檢查液面高度和測量電解液的相對密度，加液孔平時用加液孔擰緊。加液孔蓋中心的通氣經(jīng)常保持暢通。使蓄電池化學(xué)反應(yīng)放出的氣體隨時逸出。在極板組上部裝有防護板，以防止測量電解液相對密度、液面高度或添加電解液時，損壞極板上部。小蓋與外殼之間的縫隙用封口膠密封，封口膠能保證在65℃不溢流，-30℃不產(chǎn)生裂紋。

塑料外殼采用整體式蓋，蓋與殼體間采用熱封合法封合

聯(lián)系的作用是將單格電池串聯(lián)起來，提高整個鉛蓄電池的端電壓。普通電池聯(lián)系也由鉛銻合金澆鑄而成，硬橡膠外殼電池的聯(lián)系位于電池小蓋上方，塑料外殼蓄電池則采用穿壁式聯(lián)條。

普通鉛蓄電池首尾兩極板組的橫板上焊有接線柱，接線柱分錐形，L形和側(cè)孔形三種。為便于區(qū)分，正接線柱上或旁邊標有"+"或"P"記號，負接線柱標有"-"或"N"記號。有些電池正接柱涂有紅色油漆。

我國汽車起動用鉛蓄電池，按GB/T5008.2-2013標準規(guī)定，分為橡膠外殼及塑料外殼上固定式、塑料外殼下固定式等幾種。

串聯(lián)單格電池數(shù):是指該電池總成所包含的單格電池數(shù)目，用阿拉伯數(shù)字表示。

電池類型:根據(jù)其主要用途劃分，起動型鉛蓄電池用"Q"表示，代號Q是漢字"起"的第一個拼音字母。

電池特征:為附加部分，僅在同類用途的產(chǎn)品具有某種特征，而在型號中又必須加以區(qū)別時采用。當產(chǎn)品同時具有兩種特征時，應(yīng)按表3-2順序?qū)蓚€代號并列標志。

常見電池產(chǎn)品特征代號 表3-2

額定容量:是指20h放電率時的額定容量，用阿拉伯數(shù)字表示。額定容量的單位為A·h，在型號中可略去不寫。

有時在額定容量后面用一個字母表示特殊性能，G--表示高起動率、S--表示塑料外殼、D--表示低溫起動性能好。

例如:夏利TJ7100型轎車用6-QA-40S型蓄電池:由6個單格電池組成，額定電壓為12V，額定容量為40A·h的起動用干荷電鉛蓄電池，采用了塑料外殼。

1.過度放電

2.蓄電池長時間存放(在存放期間沒有充過電)

3.不能通過汽車發(fā)動機充電

4.沒有電解液

5.電解液比重太高

6.在高溫條件下充電

7.受污物污染(例如受到鹽酸、海水、有機酸等污染)

8.蓄電池充電時加上過大的電流

9.電極板變形造成正極板與包極板互相接觸，因而產(chǎn)生短路現(xiàn)象

10.在極板上部及下部沉積有污物，引起短路

11.只要注意避免以上幾點，你的蓄電池的使用壽命就會相應(yīng)增長。

蓄電池長久不用，它會慢慢自行放電，直至報廢。因此，每隔一定時間就應(yīng)啟動一次汽車，給蓄電池充電。另一個辦法就是將蓄電池上的兩個電極拔下來，需注意的是從電極柱上拔下正、負兩根電極線，要先拔下負極線，或卸下負極和汽車底盤的連接。然后再拔去帶有正極標志(+)的另一端，蓄電池有一定的使用壽命，到一定的時期就要更換。在更換時同樣要遵循上述次序，不過在把電極線接上去時，次序則恰恰相反，先接正極，然后再接負極。

當電流表指針顯示蓄電量不足時，要及時充電。蓄電池的蓄電量可以在儀表板上反映出來。有時在路途中發(fā)現(xiàn)電量不夠了，發(fā)動機又熄火啟動不了，作為臨時措施，可以向其他的車輛求助，用它們車輛上的蓄電池來發(fā)動車輛，將兩個蓄電池的負極和負極相連，正極和正極相連。

電解液的密度應(yīng)按照不同的地區(qū)、不同的季節(jié)按照標準進行相應(yīng)的調(diào)整。

在虧電解液時應(yīng)補充蒸餾水或?qū)Ｓ醚a液和添加納米碳溶膠電池活化劑。切忌用飲用純凈水代替。因為純凈水中含有多種微量元素，對蓄電池會造成不良影響。

在啟動汽車時，不間斷地使用啟動機會導(dǎo)致蓄電池因過度放電而損壞。正確的使用辦法是每次發(fā)動車的時間總長不超過5秒，再次啟動間隔時間不少于15秒。在多次啟動仍不著車的情況下應(yīng)從電路、點火線圈或油路等其他方面找原因。

日常行車時應(yīng)經(jīng)常檢查蓄電池蓋上的小孔是否通氣。倘若蓄電池蓋小孔被堵，產(chǎn)生的氫氣和氧氣排不出去，電解液膨脹時，會把蓄電池外殼撐破，影響蓄電池壽命。

檢查電池的正、負級有無被氧化的跡象。可以用熱水時常澆電瓶的電線連接處。

檢查電路各部分有無老化或短路的地方，防止電池因為過度放電而提前退役。

在啟動發(fā)動機期間，它供電給起動系統(tǒng)和點火系統(tǒng).

當發(fā)動機停止運轉(zhuǎn)或低怠速運轉(zhuǎn)的時候，由它給汽車用電設(shè)備供電。

當出現(xiàn)用電需求超過充電系統(tǒng)輸出時，這段有限的時間內(nèi)，由它提供電流。

蓄電池還吸收電路中的瞬時過電壓保持汽車電器系統(tǒng)電壓的穩(wěn)定,保護電子元件。

當發(fā)電機高轉(zhuǎn)速將剩余電能儲存起來.

極板越薄，活性物質(zhì)的多孔性越好，則電解液的滲透越容易，活性物質(zhì)的利用率越高。在外殼不變的前提下，采用薄型極板可以增加極板片數(shù)，從而增大蓄電池容量;極板面積越大，同時參加化學(xué)反應(yīng)的活性物質(zhì)就越多，輸出容量也就越大;縮短同性極板的中心距，可減小蓄電池內(nèi)阻，因此在保證具有足夠電解液的前提下，盡可能縮短中心距，可增大蓄電池容量。

放電電流增大，化學(xué)反應(yīng)速度加劇，極板的孔隙講過早被迅速生成的硫酸鉛所堵塞而縮小，使電解液相孔內(nèi)滲入困難，極板內(nèi)部大量的活性物質(zhì)不能參加化學(xué)反應(yīng) ，因而蓄電池放電容量迅速下降。

溫度降低時，電解液粘度增加，流動性變壞，電解液向極板孔隙內(nèi)滲入困難，極板孔隙內(nèi)的活性物不能充分利用，使蓄電池的放電容量下降。一般情況下，溫度每降低1℃，緩慢放電時，容量約減小1%，大電流放電約減小2%。

在一定范圍內(nèi)，適當加大電解液密度，可以提高蓄電池的電動勢及電解液活性物質(zhì)向極板內(nèi)的滲透能力并減小電解液的電阻，而使蓄電池容量增加。但密度過大，將使其粘度增加，若密度超過某一值時，可使?jié)B透能力降低，內(nèi)阻增大，端電壓及容量減小。另外，電解液密度過高，蓄電池自行放電速度加快，并對極板柵架和隔板的腐蝕作用加劇，縮短蓄電池使用壽命。一般情況下，采用電解液密度偏低有利于提高放電電流和容量，同時也有利于延長鉛蓄電池的使用壽命。

電解液應(yīng)用純硫酸和 蒸餾水配制。電解液中一些有害雜質(zhì)腐蝕柵架，沉于極板上的雜質(zhì)形成局部電池產(chǎn)生自放電。如電解液中含有1%的鐵，蓄電池一晝夜就能放完電。

蓄電池的容量直接關(guān)系到汽車、拖拉機能否正常起動、運轉(zhuǎn)。如果維護保養(yǎng)不好，即使新裝的蓄電池也會出現(xiàn)容量迅速下降，使用壽命縮短。造成容量下降的原因主要有以下幾個方面:

1、極板硫化。即極板表面逐漸生成的白色粗大晶粒硫酸鉛，這種晶粒較硬，很難溶于電解液充電時也不易與電解液起還原反應(yīng)，從而減少了活性物質(zhì)。此外，粗晶粒硫酸鉛堵塞極板孔隙，使電解液滲入困難，并增加了內(nèi)阻，使極板中參加反應(yīng)的活性物質(zhì)減少，造成蓄電池容量降低。引起極板硫化的原因有:

(1)蓄電池長期處于完全放電或半放電狀態(tài)，由于氣溫變化，如溫度T高，極板上一部分硫酸鉛溶入電解液，當溫度降低時， 溶于電解液的硫酸鉛會重新析出，產(chǎn)生再結(jié)晶，形成粗大的晶粒沉附在極板上。

(2)蓄電池液面降低，使極板上緣外露與空氣接觸氧化，則氧化部分在機械行駛顛簸中與電解液接觸也會產(chǎn)生粗晶粒硫酸鉛，使極板上部硫化。

(3)電解液的比重過大，放電電流過大且氣溫過高，使化學(xué)反應(yīng)加劇，產(chǎn)生的硫酸鉛很快沉積在極板上，也促使硫化。為防止極板硫化，應(yīng)經(jīng)常保持蓄電池在充足電的狀態(tài)，電解液應(yīng)淹沒極板上緣，并且根據(jù)地區(qū)和季節(jié)的不同正確地選擇電解液比重。

2、自行放電。充足電的蓄電池放置不用，逐漸失去電量的現(xiàn)象，稱之自行放電。自行放電是不可避免的，在正常情況下，每天放電率不應(yīng)超過0.35%~0.5%。自行放電的主要原因:

(1)極板或電解液中含有雜質(zhì)，雜質(zhì)與極板間或不同雜質(zhì)間產(chǎn)生了電位差，變成一個局部電池，通過電解液構(gòu)成回路，產(chǎn)生局部電流，使蓄電池放電。

(2)隔板破裂，導(dǎo)致正負極板短路。

(3)蓄電池殼表面上有電解液或水，在極樁間成為導(dǎo)體，導(dǎo)致蓄電池放電。

(4)活性物質(zhì)脫落過多，并沉積在電池底部，使極板短路造成放電。為減少自行放電，除蓄電池制造材料應(yīng)當盡量純凈外，在使用中必須經(jīng)常保持殼表面和樁頭清潔，加注的電解液必須為化學(xué)純凈硫酸和蒸餾水。

3、極板活性物質(zhì)脫落 蓄電池在正常使用和充放電過程中，極板活性物質(zhì)的體積不斷地膨脹和收縮，會引起活性物質(zhì)緩慢脫落，如果使用不當，則活性物質(zhì)會迅速大量脫落而造成極板短路。造成極板活性物質(zhì)脫落的主要原因是充電時電流過大或溫度過高，經(jīng)常過充電等。放電時，電流過大(例如接入起動電機時間過長)，使極板拱曲(因極板活性物質(zhì)參加化學(xué)反應(yīng)程度不一致，造成極板各處體積變化不一致)，也會引起活性物質(zhì)脫落。

4、殼體裂紋或封口膠破裂。

裂紋將使電解液漏出，液面降低。如內(nèi)部間壁有細微裂縫，兩單池相通，使電壓降。造成裂紋的主要原因有電池座螺釘旋得過緊;敲打過猛;通氣孔堵塞，氣體不能放出，使單格壓力過大;冬季凍裂;行車中震動過大等。

蓄電池容量分析儀是在電池放電和充電狀態(tài)下測量電池電流及端電壓變化，自動取得測試數(shù)據(jù)并及時發(fā)出警報的一套設(shè)備。

蓄電池容量分析儀獨有的蓄電池剩余容量分析新技術(shù)，該技術(shù)已專利經(jīng)在美國、中國大陸、中國臺灣申請了發(fā)明專利。利用蓄電池容量分析儀通過5~10分鐘在線監(jiān)測蓄電池組放電，即會找出蓄電池組中最差單體，并自動計算出蓄電池組各單體的實際容量和剩余容量。