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第一章蓄电池
§1-1 概述
蓄电池是一种化学电源。它能把电能转变为化学能储存起来——充电,故称蓄电池;又能把化学能转变为电能,向用电设备供电——放电。
一、蓄电池的种类
蓄电池的种类很多,按电解液分可分为酸性蓄电池和碱性蓄电池;按电极材料可分为铅蓄电池和铁镍、镉镍蓄电池;按用途不同可分为汽车用、蓄电池车(电瓶车)用、电讯用、航标用蓄电池等。目前汽车上广泛采用的是铅酸蓄电池,其电极材料主要成分是铅和铅的氧化物,电解液是硫酸溶液。
汽车上装设蓄电池,主要用于发动机发动,给起动机提供强大的电流,一般可达200~600A,所以常称之为起动型蓄电池。这种蓄电池的结构有干式荷电型、湿式荷电型和免维护型等。
二、启动型铅蓄电池的用途
汽车上的蓄电池与发动机并联,同属于汽车的低压电源。一般情况下,只要发动机转速稍高,发动机的端电压就会超过蓄电池的电动势,由发动机供电。蓄电池只在起动少数情况下才对外供电。其具体用途如下:
,向起动系、点火系、仪表系等供电,同时还向交流发电机提供励磁电流。
,发动机端电压低于蓄电池电压时,仍由蓄电池向用电设备供电
。
、高速运转,发动机端电压超过蓄电池电压,而蓄电池又存电不足时,将发电机的一部分电能转变为化学能储存起来。
,协助供电。
,能保持汽车电系电压稳定。特别是在有晶体管电器的电系中,能吸收电路中随时出现的瞬时过电压,保护电子元件不被击穿损坏。
§1-2 起动型铅蓄电池的构造与型号
一、起动型铅蓄电池的构造
起动型铅蓄电池的构造如图1-1所示,一般由六个单格电池串联而成。主要有极板、隔板、电解液、外壳、联条和极桩等组成。

极板是蓄电池的核心构件。蓄电池的充放电过程是通过极板上的活性物质与电解液发生电化学反应来实现的。极板分正极板和负极板,由栅架与活性物质组成,其形状见图1-2.
栅架由铅锑合金制成。锑的含量一般为5%~7%。加锑是为了提高栅架的机械强度和改善浇铸性能。但锑有副作用,会加速氢的析出,产生自放电,加速电解液的消耗,缩短蓄电池的使用寿命。近年来,以采用铅-锑合金栅架(含锑2%-3%)和铅钙-锡合金栅架。
正、负极板上的活性物质是不同的,正极板为二氧化铅(),呈深棕色,负极板为海绵状铅(Pb),呈青灰色。二者都是由铅膏(PbO)涂在栅架上,经干燥、化成(充电)处理而成。
铅膏是用铅块放入球磨机中研磨成粉,并在研磨中与空气接触氧化,然后加入一定的添加剂和硫酸溶液调和而成的膏状物。涂在正极板栅架上的涂膏叫阳铅膏,涂在负极板栅架上的涂膏叫阴铅膏。为了防止负极板活性物质收缩,增加其多孔性,在阴铅膏里常加入腐植酸、硫酸钡、木塑硫酸钠等材料。同时还在活性物质中加入天然和合成纤维,防止活性物质脱落和出现裂纹。
为增加蓄电池的容量,将多片正极板和多片负极板并联在一起,用横版焊接,组成正、负极板组,见图1-,各片间有间隙。组装时正、负极板相互嵌合,中间插入隔板。在每个单格电池中,负极板的数量总比正极板多一片,保证正极板处在负极板之间,使两侧充放电均匀。否则,由于正极板电化学反应强烈,单面工作将造成活性物质体积变化不一致而使极板拱曲。

隔板的作用是将正、负极板隔离,防止互相接触而造成短路。制作隔板的材料必须具有多孔、细孔、渗透性好、有一定的机械强度、耐酸和不含对极板有害的物质等特点。常用的有烧结式聚氯乙烯隔板、软质聚氯乙烯隔板、软质聚氯乙烯隔板、微孔橡胶隔板、木质隔板和玻璃纤维隔板等。
隔板也是长方形,面积比极板稍大,厚度不超过1mm。各班的一面有特制的沟槽,组装时,沟槽应垂直并朝向正极板。这样可使正极板在电化学反应时,得到较多的电解液。同时,能使在充电时产生的气泡由沟槽上升,脱落的活性物质沿沟槽下沉。

电解液由纯硫酸和蒸馏水按一定的比例配制而成。一般工业用硫酸和普通水都含有大量杂质,加入蓄电池内会产生自行放电和污染,损坏极板。因此,必须使用专用硫酸和合格的蒸馏水。有关硫酸和蒸馏水的标准见表1-1和表1-2.
电解液必须保持标准高度。我国规定起动型蓄电池各单格电池内的电解液液面,应高出防护片10~15mm。使用中降低时,一般宜加蒸馏水补足。

外壳是盛放极板组和电解液的容器,要求它能够耐酸、耐热和耐振动。老产品采用硬橡胶制造。随着塑料工业的发展,用工程塑料制成的蓄电池壳体不但耐酸、耐热、耐振,而且壁薄、质轻。尤其是外壳有一定的透明度,电解液液面高度和极板组的状况大致可见,对检查、维修工作十分有利。所以,目前大多采用塑料外壳。
外壳为整体式结构,间壁把壳体分为六个互不想通的单格,每个单格底部都有凸筋,顶上加盖,