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铅酸蓄电池的概念

铅酸蓄电池是一种化学电源。化学电源是一种化学能转化电能的装置，一般称为电池。一次电池，主要是指一次性放电，不能再次充电的电池；二次电池，是指可以反复充电、放电使用的电池。铅酸蓄电池就是二次电池。

铅酸蓄电池正极活性物质是二氧化铅(Pb02),负极活性物质是铅(Pb),电解液是稀硫酸，正负极之间由隔板隔开，电解液中的离子可以通过隔板中的微孔，但电极上的电子不能通过隔板。铅酸蓄电池放电后，正极板的活性物质二氧化铅(Pb02)转化成硫酸铅(Pb- so),附着在正板上，负极活性物质铅(Pb)也转化成硫酸铅(PbS0{),附着在负板上，电解液中的硫酸扩散到极板中去，电解液的浓度降低。在充电时，发生相反的反应。这样铅酸蓄电池就可以反复使用，直到储存的容量达不到用电器的要求时，寿命终止。

三瑞蓄电池应用：

1.户用太阳能电源：
[1]小型电源10-100W不等，用语边远无电地区如高原、海岛、牧区、边防哨所等军民生活用电，如照明、电视、收录机等；

[2]3-5KW家庭屋顶并网发电系统；
[3]光伏水泵：解决无电地区的深水井饮用、灌溉。

雄韬威神三瑞6FM55E-X铅酸阀控式蓄电池UPS电源风力变桨

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蓄电池组装的工艺流程

随着使用装备自动化程度的不断提高，工艺过程也在慢慢地发生变化。在过去装配主要以手工为主完成，特别是工业电池的装配。现在已发生了很大的变化，起动用蓄电池进的生产线，每条生产线的每班产量1000只左右，需要的人员不超过3人，关键的操作和转运都由机械完成，人员主要是生产线的检查，处理应急的事物，和部分物料的上线。设备调整好后，产品装配质量受人为影响的因素较少。可见蓄电池生产线自动化程度越来越高。

起动用蓄电池***的生产装配线流程如图6-1所示，首先通过包封配组机，用PE隔板包封好极板(一般是包封正极板，也可包封负极板)，然后由包封好的正极板与负极板按要求交叉叠放配成极板组，极板组通过输送带传送到铸焊机旁边的规定位置。包封工位需要一人将极板搬到包封机上，也可用机械手搬运。极板组到铸焊机旁边后，铸焊机的机械手，将极板组从输送带的相应的位置上拿起，放人铸焊机的铸焊人槽工位，在极板组装槽工装的控制下，放人铸焊的夹具中，进行铸焊。铸焊机一般是圆形四工位的，也有直线型的。四工位铸焊机，自动进行极群的焊接作业，***个工位是极板组上机工位，负责极板组装入铸焊机夹具内的工作；第二个工位是整理工位，首先对配组的极板整齐，对极耳整齐，然后进行刷极耳，刷掉极耳上的杂质，刷上助焊剂。第三个工位就是焊接工位，将极板组下降，插入注满铅液的铸焊模具中，保持要求的时间，然后冷却，带有汇流排和极柱的极群组就焊好了。第四个工位是卸载工位，负责将极群组卸下来。对于自动化的生产，第四个工位后交给了装电池槽工序，极群组到第四工位后，机械手抓起极群组，运行到装电池槽的工位，将极群组装入等在工位上的电池槽中。在这个工位，需要一人将塑料槽放入生产线上，塑料槽在线上完成打孔，扩筋(需要时)等作业后，流人装槽工位。装好槽的电池，首***行短路检测，不合格的由机械于自动推出生产线，在之后的检测有相同的控制，即合格的流入下一工位。不合格的退出生产工位。接着到穿壁焊工位进行穿壁焊，穿壁焊之后对穿壁焊进行检测，和短路检测(需要时)，然后进人热封工位进行热封。热封完成后，电池进行端子焊接，焊接好后，进行电池的气密性检测，合格电池，由机械手摆放到托盘上或直接流人灌酸化成的工序。化成好的电池，按图6-2所示的流程，进行后续处理。首先倒酸(如果不倒酸，此工序和灌酸工序则不需要)，然后进行灌酸，之后调节液面、检测液面、小盖热封、气密性检测、电池清洗、大电流检测、然后进入包装工序。采用托盘或纸箱包装。

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当金属成为阳离子进入溶液以及溶液中的金属离子沉积到金属表面的速度相等时，反府大到动态平衡，此时电极反应正逆过程的电荷和物质都达到了平衡，因而净反应速度为零电极上没有电流流过，即外电流等于零，这时的电极电位就是平衡电极电位。当电流通过电极时，电极电位将偏离平衡值。电流越大，偏离越多。这种偏离平衡电极电位的现象称为电极的极化。

如果电极上发生的是氧化反应(如放电时，铅酸蓄电池的负极)，则通过电极的电流称为阳极电流，电极电位向正方向变化，比平衡电极电位高，称为阳极极化。如果电极上发生的是还原反应(如放电时，铅酸蓄电池的正极)，则通过电极的电流称为阴极电流，电极电位向负方向变化，比平衡电极电位低，称为阴极极化。过电位(超电动势)就是有极化时，电极电位与平衡电极电位的差。将任一电流密度下的过电位用公式表示为

刀7=4-o 

式中-过电位；

--有极化时的电极电位；0--平衡电极电位。

极化分为三种，***是电化学极化，电极在溶液界面间进行反应，不可逆性引起的极化。第二是浓差极化，由于反应物的消耗，或生成物的产生，不能及时地供给或疏散，造成电极电位比平衡电极电位的偏差，称为浓差极化。第三是欧姆极化，电解液、电极材料、导电材料等的欧姆电阻造成了实际电位与理论电极电位的差，称为欧姆极化。

电化学极化是由于电极上进行的电化学反应产生电子的速度，落后于电极上电子导出的速度造成的。电化学极化引起的过电位随电流密度的增加而增大，塔菲尔验证了过电位与电流密度的对数之间存在线性关系，称为塔菲尔(Tafel)方程。

=a+blgl 

式中a、b-常数，可由试验求得。式(1-30)是电化学常用的关系式，常数a主要取决于电极体系的本件，同时还受到电极表面处理情况的影响，以及是否有杂质干扰电极的反应；常数6是分析电极反应机理非

常有用的参数。三瑞威神蓄电池CL100免维护储能应急电源UPS风力发电2V100Ah

当电极发生电化学反应时，电解液中参与反应的离子浓度产生了不平衡的问题，在放电时，铅酸蓄电池的正极(电化学阴极)，需要H*和S02-参与反应，并结晶到电极上，负极同理。在充电时，电极反应析出离子，那么电极表面的离子浓度高于电解液中的离子浓度。离子在溶液中从一个位置到另一个位置的运动叫液相中物质的传递，简称液相传质。液相传质有三种方式:离子的扩散、离子的电迁移和对流。

由于电极极化，铅酸蓄电池在放电时，引起端电压降低，低于开路电压；而在充电时使端电压升高。一般说的极化，是三种极化的总极化，每种极化因所处的状态不同而产生的影响不同。铅酸蓄电池常温放电时，正极的浓差极化占主导，则称正极为浓差极化控制，即液相传质最慢，也称为正极液相传质控制。

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浓差极化过电位用下式表示: 

旧一

(1-31) 

式中通过电极的总电流；

i-极限电流。

in指电极表面反应物粒子的浓度降到零。这时浓度梯度，达到极限值。1.4.2温度对反应速度的影响

物理化学理论中的阿伦尼乌斯方程，表示了活化能与反应速度的相关性。

1=M0ox) 

(1-32) 

式中k--反应速率常数；

E-活化能(J/mol),一般为常数；R-气体常数(8.3143J1/mol·K)。式(1-32)的对数形式为

E三+ln(k) ln(k)= 

铅酸蓄电池制造技术

式(1-34)可以看出，可逆热量与能放出的电量4G相比，只有3.54%,说明可逆热量是较小的。

可逆热量大于零，表示铅酸蓄电池在放电期间，获得的额外电能，这部分热量从环境中吸热而来；在铅酸蓄电池充电时，可逆热效应使蓄电池向环境中放热。三瑞威神蓄电池CL100免维护储能应急电源UPS风力发电2V100Ah

假设可逆热量全部转换成电能，产生的电压为Q/2F=0.068V,铅酸蓄电池的热值电压为

Ee=E-0.068 

这表示热值电压和由此表示的热效应相当于一个稍低于平衡电压的电压。

(1-35) 可逆反应热与欧姆电阻产生的焦耳热相比，是比较小的，所以此热量一般被焦耳热持盖了。

1.5.2蓄电池的欧姆电阻热

当有电流流过蓄电池的电极或部件时，都会由于电阻的存在产生热量，产生的热量符合物理学的定律: 

Q=PRt 

(1-36) 式中Q--电流通过时产生的焦耳热；

1--通过的电流；R--通过材料的电阻；t--通电时间。

这表明，通过的电流越大，产生的热量越多；电阻越大，热量越多。这是电池充电或极板充电化成时，产生大量热量，温度升高的原因之一。

1.5.3蓄电池材料的热容

热容是1mol物体温度升高1℃需要的热量，铅酸著电池材料的热容见表1-4。铅酸蓄电池的典型热容值和电解液所占的***比见表1-5。

表1-4铅酸蓄电池各组件的热容量。