電動自行車電池的一般知識

www.middletowncarescoalition.com 來源：電動車商情　　　電動車商情網作者：俠名類別：電動車維修時間：2005-1-8 1

一、鉛酸蓄電池的構造和組成一般來說，鉛酸蓄電池主要由正極板、負極板、隔板、蓄電池槽蓋(Guy)（容器）、電解液和其它零部件組成。（1）極板：由活性物質和支撐用的導體板柵組成的電極，分為正極板和負極板，板柵一般由鉛銻合金、鉛鈣合金組成，正極板活性物質為PbO2，顏色為棕色、棕褐色、紅棕色，負極板活性物質為海綿狀金屬鉛（Pb），顏色為灰色、淺灰色、深灰色。（2）隔板：放在蓄電池正負極板之間，允許離子穿過的電絕緣材料構成。它能完全阻擋正、負極短路，通常用PE隔板、橡膠、塑料、復合玻璃纖維隔板、10G、AGM隔板等。（3）電解液（質）：含有移動離子導電作用的液相或固相物質。具有導電作用，并參加成流反應。鉛酸蓄電池電解液的密度與它所用的場所有關，相對而言，用于電動車電池的電解液密度要高一些。（4）蓄電池槽：容納蓄電池群組電解液而不受電解液腐蝕的容器，一般由硬橡膠或塑料制成。（5）零部件：電池蓋(Guy)、螺紋液孔塞、安全閥、頂蓋(Guy)、正負極頭等。二、鉛酸蓄電池的理論基礎 1859年，法國物理學家普蘭特（Gplante）首先制備了鉛酸蓄電池，但尚未形成現在意義上的蓄電池，而是形成式蓄電池，也稱“普蘭特電池”。 1880年富爾用涂膏的方法制備極板，才有今天的涂膏式鉛酸蓄電池。1882年，格拉斯頓和特雷伯提出了解釋鉛酸蓄電池成流反應的“雙硫酸鹽化”理論。按照這一理論，鉛酸蓄電池的電極反應和電池反應如下：負極：Pb-2e+SHO4→PbSO4+H+ 正極：PbO2+2e+3H++HSO4-→PbSO4+2H2O 電池反應：PbO2+Pb+2H2SO4 (正極)(負極) PbSO4+2H2O 經過時間和實踐的考驗，又通過嚴密科學的理化分析，證明“雙極硫酸化”理論是正確的。三、電動車的電池前面講的是一般鉛蓄電池所共有的東西，對電動車電池而言，有其自身的特點。電動車對電池的一般要求 (1)體積比容量要高 (2)壽命要長 (3)析氣要少 (4)自放電率要小 (5)安全性能高體積比容量要高，這里實際上是說同體積內追求高容量。對于這一問題，不同的生產廠家有不同的解決方法，增加酸量、改進板柵合金、改進鉛膏配方，調整酸的比重等等，方法很多。但由于改進板柵合金、改進鉛膏配方等技術含量較高的手段，一般規(guī)模的工廠還沒有這個能力。它們往往通過增加酸量、增大酸比重等較為簡單的方法，但是簡單的方法有它自身不可忽視的缺陷。酸量是應該有限額的，游離酸是不允許存在的，有游離酸的電池只有正面放置而且容易漏酸，造成電池甚至電動車的損傷。同樣有的工廠認為增大酸比重可以提高電池的容量，的確在電池使用初期有這一現象，但是酸比重同時與電池壽命密切相關。蓄電池電解液密度(酸比重)的大小，對電池容量和壽命有明顯的影響，通常是密度大，容量大，壽命短；密度小，容量小，壽命長，當然這只是相對而言。電解液密度大，活性物質能較多的發(fā)揮效能，即利用率高，容量也就相對要大。但是隨著循環(huán)次數增多，由于電解密度大，能促使正極PbO2粒子泥漿化，結合力降低，電阻變大，在頻繁使用的條件下，活性物質很快地脫落，蓄電池壽命會早期結束。控制電池的析氣，實際上也是控制其內部的組成，氣是H2O分解的，而水的損失將直接影響酸比重、以及電解液的導電性，嚴重失水后，電池很快會硫酸鹽化，從而電池壽命終止。這也得從電池的結構設計，內部改進著手。密封式蓄電池(免維護)：也稱“陰極吸收式閥控密封蓄電池”，嚴格意義上的密封式蓄電池在整個壽命期間不需加水維護，這是由它自身特點決定的： a、特殊合金的電極材料：析氫電位較高的金屬作負極板柵，如鉛鈣合金，既作導電體，也屬承載物。 b、吸附力極強的玻棉隔板：吸附電池槽內電解液，使電池為貧液、無游離電液。 c、安全閥：外面的空氣不能進入，里面的氣體在超過一定壓力0.03-0.04Mpa的時候，可以釋放出來，防止爆炸。安全閥也稱“單向閥”、“氣壓閥”、“橡皮帽”，閥頂蓋(Guy)有聚四氟乙稀過濾片。 d、正極析O2：當充電電壓大于2.4V時，水發(fā)生電解： 2H2O→2H2↑＋O2↑ 由于隔板貧液留有氣體通道，正極片在充電到70%左右電量時開始產生O2（負極片在充至90－100%電量時，產生H2），O2通過隔板通道到達負極，在負極板產生如下反應： O2＋2Pb（負極）→2PbO PbO＋H2SO4→PbSO4+H2O 從而完成“氧循環(huán)”，氣體復合成水。 e、當然自放電也是越小越好，安全性能越高越好。