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蓄電池具有電壓穩(wěn)定、供電可靠、移動(dòng)方便等優(yōu)點(diǎn),它廣泛地應(yīng)用于發(fā)電廠、變電站、通信系統(tǒng)、電動(dòng)汽車、航空航天等各個(gè)部門。蓄電池主要有普通鉛酸蓄電池、堿性鎘鎳蓄電池以及閥控式密封鉛酸蓄電池三類。普通鉛酸蓄電池由于具有使用壽命短、效率低、維護(hù)復(fù)雜、所產(chǎn)生的酸霧污染環(huán)境等問題,其使用范圍很有限,目前已逐漸被閥控式密封鉛酸蓄電池所淘汰。閥控式密封鉛酸蓄電池整體采用密封結(jié)構(gòu),不存在普通鉛酸蓄電池的氣漲、電解液滲漏等現(xiàn)象,使用安全可靠、壽命長(zhǎng),正常運(yùn)行時(shí)無須對(duì)電解液進(jìn)行檢測(cè)和調(diào)酸加水,又稱為免維護(hù)蓄電池。它已被廣泛地應(yīng)用到郵電通信、船舶交通、應(yīng)急照明等許多領(lǐng)域。堿性鎘鎳蓄電池的特點(diǎn)是體積小、放電倍率高、運(yùn)行維護(hù)簡(jiǎn)單、壽命長(zhǎng),但由于它單體電壓低、易漏電、造價(jià)高且容易對(duì)環(huán)境造成污染,因而其使用受到限制,目前主要應(yīng)用在電動(dòng)工具及各種便攜式電子裝置上。
普通鉛酸蓄電池主要由極板組、電解液和電池槽等部分組成。正、負(fù)極板都由板柵和活性物質(zhì)構(gòu)成,其中正極板上的活性物質(zhì)是棕色的二氧化鉛(PbO2),負(fù)極板上的活性物質(zhì)為深灰色的海綿狀純鉛(Pb)。電解液是用蒸餾水(H2O)和純硫酸(H2SO4)按一定的比例配成的。在充電過程中,電解液與正、負(fù)極板上的活性物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng),從而把電能變成化學(xué)能貯存起來;在放電過程中,電解液也與正、負(fù)極板上的活性物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng),把貯存在蓄電池內(nèi)的化學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能供給負(fù)載。為了使化學(xué)反應(yīng)能正常進(jìn)行,電解液必須具有一定的濃度。電池槽是極板組和電解液的容器,它必須具有較好的耐酸性能、絕緣性能和較高的機(jī)械強(qiáng)度。
在蓄電池正、負(fù)極板之間接入負(fù)載,便開始了蓄電池的放電過程。此時(shí),正極板電位下降,負(fù)極板電位上升,正負(fù)極板上的活性物質(zhì)(PbO2和Pb)都不斷地轉(zhuǎn)變?yōu)榱蛩徙U(PbSO4),電解液中的硫酸逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)樗娊庖罕戎刂饾u下降,從而使蓄電池內(nèi)阻增加、電動(dòng)勢(shì)降低。如果在蓄電池的正、負(fù)極板之間接入輸出電壓比蓄電池端電壓高的直流電源,蓄電池的充電過程便開始了。此時(shí),正極板電位因正電荷聚集而上升,負(fù)極板電位因負(fù)電荷聚集而下降,正極板上的PbSO4逐漸變?yōu)镻bO2,負(fù)極板上的PbSO4逐漸變?yōu)楹>d狀Pb。同時(shí),電解液中H2SO4合成逐漸增多,水分子逐漸減少,電解液比重逐漸增加,蓄電池端電壓也不斷提高。