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什麽是鉛蓄電池?主要用在哪裏?

鉛蓄電池又稱鉛酸電池,是電池的壹種。電極主要由鉛制成,電解液是壹種帶有硫酸溶液的電池。壹般分為兩種:開口式電池和閥控式電池。前者需要定期註酸維護,後者是免維護電池。按電池型號可分為小密度、中密度、大密度。

SealedRechargeableBattery:其體積和重量都沒有得到有效的提高,所以最常用於汽車和摩托車的啟動。鉛酸電池最大的改進是最近采用高效氧復合技術完成水再生,達到完全密封不加水的目的,“無水電池”壽命可長達4年(單板電壓2V)。

鉛蓄電池也是應用最廣泛的電池之壹。在壹個玻璃槽或塑料槽中裝入硫酸,然後插入兩塊鉛板,壹塊接充電器正極,另壹塊接充電器負極。充電十幾個小時就成了蓄電池。它的正負電極之間有2伏的電壓。電池的優點是可以重復使用。另壹個很大的優點是它的內阻極小,可以提供很大的電流。當它用來給汽車的起動機供電時,瞬時電流可達20安培以上,這是迄今為止任何其他電池都無法替代的。當電池充電時,它將提供給它的電能轉化為它可以儲存的能量,當電池放電時,它將化學能轉化為電能。電池太大,不方便攜帶。但是汽車和摩托車都離不開它。

近日,浙江省臺州市路橋區鳳江街道139村民血鉛嚴重超標,再次引起公眾對重金屬汙染的關註。在昨天中央九部委召開的全國環境保護專項行動會議上,環保部副部長張力軍也提到了最近發生的這起事件,稱該事件是當地政府未按規定完成居民搬遷造成的。2011年全國環保專項行動的“重中之重”是徹查鉛蓄電池全行業,以遏制兒童血鉛超標高發態勢。

僅2009年壹年,全國就發生了20多起血鉛事故,2010至今類似事件時有發生。比如最近的浙江臺州事件,更早的安徽懷寧血鉛超標事件。此類事件的頻發,除了“企業造假,還與當地很多部門監管不力有關。”比如最近發生血鉛事件的壹個地方,環保部在去年的專項調查中發現遺漏了34%的中小型鉛蓄電池企業。

對於即將開展的鉛酸蓄電池企業全面排查,環保部要求做到“六個統壹”,即未通過環評或環評不合格的壹律停止;環保、安全設施、職業健康落實不到位的,壹律停產;不達標的汙染治理設施壹律停止運行;對不具備危險廢物處置資質、從事廢鉛電池回收的,壹律停產;依法達不到衛生防護距離要求的,應當停止生產;對嚴重的鉛汙染要追究責任。

同時,要求各地於2011年7月30日前在媒體上公布所有鉛蓄電池企業(加工、組裝、回收)名單,接受社會監督。

工作性能

表1顯示了三種不同類型電池的典型負極配方。

表1顯示了三種不同類型電池的典型負極配方。

1,幹電荷電極板

眾所周知,汽車啟動電池,包括摩托車,首選幹充式。用戶只需註入所需濃度和數量的稀硫酸並靜置壹段時間,無需初始加料。幹荷電池生產的關鍵是控制負極板在化成後的清洗、幹燥、組裝甚至貯存過程中不被大量氧化而失去活性。為了防止氧化,采用了不同的幹燥方法,國內大部分廠家采用的是復配的方法,即在負極鉛膏中加入不同的抗氧化劑,然後將電極片洗凈後浸入硼酸、甘油或木糖醇等浸漬液中。鉛膏中的抗氧化劑大多數廠家使用α-羥基β-萘二酸(簡稱1.2酸)或硬脂酸(少數廠家)。近幾年提出的。用液體石蠟代替1.2酸,1.2酸的制備方法應用廣泛,工藝成熟。

但有以下缺點:(1)對鼻膜有刺激性和窒息感。

(2)電荷接受能力差,化成往往滯後於正極。

(3)價格較貴,

(4)加入木質素磺酸鈉後,電池的容量在多次循環後明顯下降。硬脂酸的制備方法由於硬脂酸是蠟狀固體,不易分散,調糊時混合物不均勻。液體石蠟是壹種石化產品,是壹種混合烴,無色無味的油狀液體,不溶於水。價格便宜,密度0.89,燃點略高於245℃,雜質含量很低,平均分子量490。調糊時不需要乳化或噴霧,加水或加酸後即可。容易分散,膏體均勻。當它與木質素磺酸鈉壹起使用時,沒有發現容量的降低。鉛膏具有良好的彈性和可塑性,易於填充。日本幾年前幹裝用了壹種礦物油,估計是液體石蠟。目前還沒有被國內大部分廠商接受,還存在疑問。進行了大量的測試:5s放電電壓、低溫啟動放電、電極片鉛含量分析、儲備容量、充電接受度、電荷保持率、循環壽命等。結果表明,各項指標滿足技術要求,效果理想。我們也在實驗室進行了驗證,用循環伏安法和小樣品證明了用液體石蠟代替1.2酸。

具有以下優點:

析氫過電位高,充電時析氫少,電極板可逆性好,即充電接受性提高。鑒於以上結果,完全可以打消疑慮,用於生產。

充電電極板的生產不僅用於汽車起動型,也用於壹些閥控密封摩托車電池。電動自行車電池采用槽式成型工藝生產時,為了減少組裝後的補充充電時間,還采用了幹充電極板工藝。有的廠家還用液體石蠟做抗氧化劑,也取得了不錯的效果。實踐證明,液體石蠟作為抗氧劑替代1.2酸或硬脂酸工藝是完全可行的。值得註意的是,在閥控密封電池中,負極含有1.2酸是非常不利的,因為負極在循環充電時有三種可能的反應,即PbSO4的還原、H+離子還原為氫氣和O2的還原。1.2酸的存在不利於PbO4或O2的還原,O2的還原即O2的吸收在這類電池中非常重要。我們建議用液體石蠟代替1.2酸更好。即使在幹充電的摩托車和自行車電池中,負極配方在化成後只需水洗和硼酸浸泡即可滿足要求,因為電池是密封的,儲存過程中不存在防氧化問題,但在化成後的水洗和幹燥過程中是防氧化的,硼酸對電池性能無害,還能減少正極的自放電。

2.不同用途電池的典型配方

鉛酸電池雖然種類繁多,但根據使用特點主要分為三類:啟動電池(以汽車電池為代表)、動力電池(以拖拉機電池為代表)和固定電池(以通信電池為代表)。汽車啟動,要求大電流低溫啟動,低溫可達-40℃。壹般以5分鐘的電流速率啟動,然後用浮充充電。動力電池,以適中的速率進行深度放電,同時具有短時大電流放電的性能,然後恒壓或恒流充電,是壹種典型的回收模式。固定電池是備用電源,使用不規律,常與恒壓並聯浮動。BaSO4 _ 4是各類電池必須添加的無機膨脹劑,但對低溫啟動的鈍化作用不足,必須配合有機膨脹劑使用。在充放電循環中,在沒有膨脹劑的情況下,鉛表面形成壹層致密多孔的硫酸鉛層。這種多孔沈積物的形成引起活性物質的緊密結合和收縮,大大降低了負極的比表面積,使負極在幾次循環後失去工作能力。

在負極組分中加入壹些添加劑可以減緩這種收縮趨勢,通常稱之為膨脹劑,或準確地說是抗收縮劑。硫酸鋇是壹種無機膨脹劑,其結晶參數與PbSO4 _ 4相似,如表2所示。在負極活性物質中加入高度分散的同晶硫酸鋇或硫酸鍶,可以在放電時作為硫酸鉛的結晶中心,硫酸鉛可以沈澱在硫酸鋇上而不形成硫酸鉛的結晶中心,從而不會發生形成晶核所必需的過飽和,這帶來兩個好處:壹是降低了濃度過電位,二是, 低過飽和度條件下形成的硫酸鉛層的致密程度小於高過飽和度條件下的致密程度,有利於硫酸的擴散和電極的深度。 硫酸鋇是惰性的,不參與電極的氧化還原過程。它高度分散在活性材料中,使得放電過程中產生的PbSO4不會覆蓋金屬引線以形成致密和連續的鈍化層,而是保持電極材料的顯影比表面積以防止充電過程中的收縮。

需要註意的事項

壹、鉛酸蓄電池的正確使用

1,正確的鉛蓄電池初始充電。未使用的鉛酸蓄電池在使用前的第壹次充電稱為初次充電。鉛酸蓄電池正確的初次充電應該是:電流不宜過大;鉛酸電池必須充滿電;需要充放電2 ~ 3次。操作不當(如初次充電不完全)會導致鉛蓄電池永久欠充,使其額定容量降低,壽命縮短。

2.不同容量的鉛蓄電池不能壹起使用。當機械車輛使用兩個以上的鉛酸蓄電池時,其容量應基本相同。以6135發動機為例,當大、小兩塊12V鉛蓄電池串聯使用時,由於兩塊鉛蓄電池的容量不相等,小鉛蓄電池充電時可能剛好夠用,而大鉛蓄電池仍處於半滿狀態。尤其是放電時,小型鉛酸電池會因大電流放電而早期損壞。所以工作時最好不要把兩個不同容量的鉛酸電池放在壹起。

3.減少鉛蓄電池的自放電。自放電是鉛酸電池的固有特性。JB1058-78標準規定,鉛酸蓄電池充滿電後,在20 ~ 30℃放置28天,容量損失不得超過20%。鉛酸蓄電池的自放電主要是負極板上的海綿鉛自動溶解造成的,所以很多廠家在負極板中加入了腐植酸、木質素磺酸等緩沖劑,這樣海綿鉛的自溶速度會明顯降低,從而大大提高鉛酸蓄電池的性能。但鉛酸電池自放電的固有特性依然存在,所以暫時不用的新鉛酸電池不要提前加電解液,否則會發生自放電。充滿電解液並閑置不用的鉛蓄電池應定期充電。

4、防止長期問大電流放電。在安裝和拆卸鉛酸蓄電池時,要防止短路:啟動機械車輛(或設備)的時間不宜過長,每次不宜超過20秒。兩次起動之間應有超過1分鐘的停頓。如果發動機連續三次仍不能啟動,應立即停止啟動並查明原因。

第二,定期檢查和維護

1,維持壹定的電解質水平。根據使用要求,電解液液面應高於極板10 ~ 15 mm。檢查時,將內徑為4 ~ 6 mm、長約150 mm的玻璃管垂直插入加液口,直至與電極板上邊緣接觸,然後用食指壓住玻璃管上口,用拇指和無名指將玻璃管夾出。玻璃管中電解液的高度是鉛蓄電池中電解液平面高於電極板的高度。測量結束後,將玻璃管中的電解液放回原處。如果液位不夠高,及時加入蒸餾水。千萬不要加泉水、河水、自來水,更不要加稀硫酸,否則會增加電解液密度,損壞電極板。

2.及時去除殼蓋上的黃白糊。鉛蓄電池蓋子上的黃白色糊狀物,是硫酸溶液濺到鉛蓄電池蓋子上和極堆周圍,引起極堆電化學腐蝕的結果。為了避免這種物質,應經常使用堿性水,用10%蘇打水或10%氨水溶液浸泡過的面紗將電池外殼和蓋子處溢出的電解液擦掉,使表面始終呈中性,上述現象可大大減少。極柱和導體接頭之間的間隙中是否有氧化物。可以用刀刮幹凈。

3.定期充值。正常情況下,已放電的鉛酸蓄電池應在24小時內充電;停止的機械車輛上的鉛蓄電池必須每月充電壹次;使用中的鉛蓄電池應每兩個月取出充電壹次。

4.定期檢查電解液的密度。電解液的密度必須適合地區和季節。根據實踐經驗,我國大部分地區(嚴寒地區除外)夏季前後,新充電的鉛酸蓄電池電解液相對密度可達1.20 ~ 1.25。廢舊鉛酸蓄電池再充電時,電解液的相對密度應保持在1.15 ~ 1.18。電解質的相對密度應在秋季從1.18逐漸增加到1.25,冬季調整到1.285,春季逐漸加入蒸餾水降低相對密度。