鉛酸蓄電池的構(gòu)造及其材料

極板是電池的基本部件，它接收充入的電能并向外釋放電能。極板分為正極板和負(fù)極板。正極板上的活性物質(zhì)是二氧化鉛，呈棕紅色；負(fù)極板上的活性物質(zhì)是海綿狀的純鉛，呈藍(lán)灰色。在蓄電池的充放電過程中，電能和化學(xué)能的相互轉(zhuǎn)換是通過極板上的活性物質(zhì)與電解液中的硫酸發(fā)生化學(xué)反應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。正負(fù)極板上的活性物質(zhì)分別填充在鉛銻合金制成的柵極框架中。鉛銻合金中，鉛占94%，銻占6%。加入少量銻，提高網(wǎng)架的機(jī)械強(qiáng)度和澆注性能。

但鉛銻合金的抗電化學(xué)腐蝕能力較差，用薄板進(jìn)行高速放電和提高比能量時(shí)，含銻量高的柵極使用壽命必然會(huì)降低。因此，使用低銻合金非常重要。目前，柵極的銻含量為2%~3%。在板柵合金中加入0.1%~0.2%的砷，可以減緩腐蝕速度，提高硬度和機(jī)械強(qiáng)度，增強(qiáng)其抗變形能力，延長(zhǎng)電池的使用壽命。

目前，鉛銻砷合金在國(guó)內(nèi)外已被用作柵極。活性物質(zhì)脫落和柵極腐蝕是決定電池使用壽命的主要原因?？紤]到使用壽命，正柵較厚，負(fù)柵厚度一般為正柵的70%~80%。國(guó)產(chǎn)電池負(fù)極板厚度為1.6~1.8mm，有的薄至1.2~1.4mm；正極板的厚度為2.2~2.4mm，有的薄至1.6~1.8mm，使用薄板可以提高汽車的啟動(dòng)性能和電池的比能量。為了增加電池的容量，通常將多個(gè)正極板和負(fù)極板并聯(lián)，形成正極板組和負(fù)極板組。

安裝時(shí)，正負(fù)極板組相互嵌入，隔板插在中間形成單個(gè)電池。在每個(gè)單電池中，負(fù)極板的數(shù)量總是比正極板的數(shù)量多一個(gè)。正極板都在負(fù)極板之間，最外面的極板都是負(fù)極板。正極板的活性物質(zhì)疏松，機(jī)械強(qiáng)度低，使正極板夾在負(fù)極板之間，可以使正極板兩側(cè)均勻放電，工作時(shí)不易因活性物質(zhì)膨脹而翹曲，也不易造成活性物質(zhì)脫落。汽車起動(dòng)用國(guó)產(chǎn)鉛酸電池主要有兩種類型，即干式密封電池和干式充電電池。

干式電池與普通干式密封電池的區(qū)別在于其極板組可以將制造過程中獲得的電荷長(zhǎng)時(shí)間保持在干燥狀態(tài)。干電池之所以具有干充性能，主要是由于負(fù)極板的制造工藝不同。在充電電池的2年保質(zhì)期內(nèi)，如果需要交付使用，只需在使用前加入規(guī)定密度的電解液即可。

例如，對(duì)于干充電池6-QA-60，只需加入密度為1.280g/cm3的電解液，調(diào)節(jié)液面至比極板組高15mm左右，即可投入使用，無(wú)需初始充電。對(duì)于保質(zhì)期超過2年的干充電池，由于其極板上的一些活性物質(zhì)被氧化，在使用前應(yīng)進(jìn)行充電。

2.隔板為了減小電池的內(nèi)部尺寸和內(nèi)阻，電池內(nèi)部的正負(fù)極板應(yīng)盡可能靠近。但是，為了避免因相互接觸而短路，正負(fù)極板應(yīng)由絕緣隔板隔開。隔膜材料應(yīng)具有多孔結(jié)構(gòu)，使電解液能夠自由滲透，其化學(xué)性質(zhì)應(yīng)穩(wěn)定，具有良好的耐酸性和抗氧化性。常見的隔板材料有木材、

微孔橡膠、微孔塑料、玻璃纖維漿粕、玻璃絲棉等。

隔板是厚度小于1毫米的矩形薄板，其長(zhǎng)度和寬度略大于極板。異形隔板的一側(cè)有一個(gè)特殊的凹槽。安裝時(shí)，開槽側(cè)應(yīng)垂直面向正極板。

3.電解質(zhì)

鉛酸蓄電池電解液由密度為1.84g/cm3的純硫酸和密度為1.24~1.31g/cm3的蒸餾水組成。電解液應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)刈畹蜌鉁鼗驈S家要求選擇，如表1.1所示。電解液的純度是影響電池性能和使用壽命的重要因素。一般工業(yè)硫酸和普通水一定不能加到電池中，因?yàn)樗鼈兒需F、銅等有害雜質(zhì)，否則容易自行放電，損壞極板。因此，電池電解液應(yīng)使用指定的硫酸和蒸餾水進(jìn)行配制。

表１．１不同氣溫下的電解液密度