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化学变化方程式:铅酸蓄电池中的正极活性物质(二氧化铅)与负极活性物质(海绵铅)和电解液(30%-40%的稀硫酸溶液),反应生成硫酸铅和水。 化学方程式为: PbO2(s)+Pb(s)+2H2SO4(aq)→2PbSO4(s)+2H2O(l)铅酸电池的结构: 这是6个化学反应池,这里会装满硫酸,然后正负极的极板会泡在硫酸里,这样就可以进行反应了。 铅酸化学反应的电压是2V(固定的电动势,不受剂量多少变化),所以想要12V电压,就需要做6个化学反应池,然后串联起来。 这个是附着了铅粉的极板。这就是用于存储电量的物质,当电池满电时,正负极分别是铅与二氧化铅,亏电时正负极都是硫酸铅,充电就是把硫酸铅还原成铅与二氧化铅,放电则反之。 两块极板中间夹一张用于绝缘的PVC就是一个最简单的铅酸电池。 这是极板骨架,一来用于附着铅粉,二来提供电子通道(就是导电),把电子通过外部线路转移到正极(放电)负极(充电) 铅酸电池寿命减少的原因: 1、硫化,正常反应的硫酸铅是粉末状,这种状态的硫酸铅充电后可以恢复成铅与二氧化铅,但是硫酸铅一旦结晶后,导电性能会大幅下降,充电也无法恢复,这时候因为活性物质减少,电池的容量会减少,又因硫酸铅附着,电池内阻也会轻微增大。(怕过放) 2、极板活性物质脱落,硫酸铅的摩尔质量是303,铅的摩尔质量是207,二氧化铅的摩尔质量是239,可以看出硫酸铅的摩尔质量比较大。这样放电的时候,生成的硫酸铅体积会大,极板附着的活性物质会因膨胀掉落,掉落的活性物质脱离里骨架无法导电,从而减少了活性物质。这种情况容量会减少,但内阻不会增大。(怕过放、怕震动) 3、电解液干涸,电解液在使用中,受电池发热、通电电解等原因,电解液会逐渐减少,会造成栅极无法充分的泡近电解液里,造成部分活性物质无法通电,容量会减少,内阻会增大。(怕过冲) 铅酸电池寿命检测: 为什么笔者说内阻测试不靠谱呢。实际上很多电池店会用内阻测试+CCA测试来简单测试电池寿命(叫你买新时),但是绝不愿意通过这种简单测试来做售后。 原因其实很简单,因为不准。栅极的骨架是电池内部串联导路的其中一环,骨架断一些(骨架是个网状,中间断了,电流也可以通过周边导通),内阻就会明显增大,活性物质也不会损失多少,容量和性能也完全属于正常的,所以他们不会对这种电池做售后。 同理,外加各品牌电池的内部电路设计不同(有些品牌采用放射状的骨架),电解液的浓度不同等等,造成出厂的内阻都不太相同。而电池寿命主要原因的硫化,要到结晶非常厉害的时候,内阻才会明显变大。 所以单纯靠内阻测试和CCA测试来判断电池寿命是不靠谱的。应该先补充电解液,静置3小时等待浓度均衡,然后进行充电,再进行放电测试,检测剩余容量多少,从而判断寿命。 题外话: 现在的铅酸电池基本属于无售后状态,因为电池的易损的特性,造就了特别的售后条款,电池的老化是不属于售后范围的,即硫化、脱落、电解液干涸造成的容量减少是不在售后范围的,质保的范围只有内部断路之类的硬性故障。 大家都觉得后换电池,新出的电池寿命不好的原因也在于此。因为压根不用做售后,你要是说电池不行了,我就提回去充放一下,大多数容量又及格了;就算不及格,也能赖在你使用不当上面。最后不但电池无法成功售后,还浪费自己一大堆时间。 企业既然不担心售后,自然做的差不多就行了,在用料上面,能用便宜的骨架就绝不用贵的骨架,能多和泥的铅粉就绝不多放铅,最终就成了恶性循环。 我个人其实是挺喜欢铅酸电池的,虽然它是重金属电池,但却是百分百回收的电池,不管是内部的铅,还是外部的壳,都可以做到回收再利用。安全性又没得说,火烧都不会起火,如今却没有企业愿意再投入研究了,惋惜。
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