蓄电池是一种直流电源，是化学能转变为电能的一种装置。1860年法国普兰特发明铅酸蓄电 池，经过一百多年生产应用得到了不断改进，广泛应用于工业、农业、交通运输、邮电通讯科研等领 域。随着汽车、摩托车、电动车、邮电通讯和计算机事业迅速发展，铅酸蓄电池的需求量逐 年增加。
本次讲座包括铅酸蓄电池基本原理、极板生产、电池组装、测试技术标准等，通过学习让大 家初步了解电池.极板基本知识,对本职工作起促进作用。本讲座涉及技术参数与凯鹰公司现 有控制参数不一定相同,仅作参照。 我们把铅酸蓄电池作为一个电化学反应体系,它是 :
PbO2 H2SO4 Pb
正极 电解液 负极
蓄电池在充.放电工作中进行如下反应 :
PbO2+2H2SO4+Pb = PbSO4+2H2O+PbSO4
小型地源热泵从反应的结果看,正极和负极做功后,均生成硫酸铅。 不难看出这个放电反应的产物是双极生成硫酸铅。
负极: Pb+H2SO4-2e-→PbSO4+2H+
正极: PbO2+H2SO4+2H++2e-→PbSO4+2H2O
由负极上失去的两个电子经外电路流向正极。正极上 二氧化铅从外电路得到两个电子后,Pb4+离子变成Pb2+离子。
2.怎样按法拉第定律计算 蓄电池活性物质量?
双极硫酸盐化理论证明,蓄电池正、负极放电后生成硫酸铅,充电后又 分别转化为PbO2和Pb。要知道多少活性物质产生多少电量,用多少电量使硫酸铅转化为活性 物质,法拉第定律进行计算。电极上生成或消耗1克当量的任何物质，所需或产生的电量为 96500C（库[伦]）
。蓄电池是以安时表示电量的。安时与法拉第之间的关系为：
1F=96500C=96500÷3600=26.8（Ah）
每安时需要多少克物质，由此引出电化当量， 以式表示：
& ;nbs p; 电化当量=克当量/26.8（g/Ah）
负极：Pb失去2个电子，由零价变成2价，Pb的克当量为 207.2/2=103.6，电化当量为103.6/26.8=3.87（g/Ah）。
正极：PbO2得到2个电子，由 4价变成2价，PbO2的克当量239/2=119.6，电化学当量为119.6/26.8=4.46（g/Ah）。
上 述计算电化当量仅是理论值。蓄电池在实际使用中利用率较低，通常40%左右，最高达 55~60% ，相当大一部分电量没有发挥，提高蓄电池利用率是制造技术的一大难 题。
3、 什么是蓄电池的额定容量？
蓄电池的额定容量是在放电容许的范围内，以指定的放电电 流、终止电压、电解液温度及电解液密度条件下，在完全充足电后所能提供的电量。制造厂 家把蓄电池的额定容量作为蓄电池型号的主要标志。一只蓄电池的额定容量：6-QA-120的蓄 电池，规定在20h率放电电流为6A，电解液密度1.280，终止电压1.75V，电解液温度为25℃ 时的额定容量为120Ah，计算公式：
C=It=6×20=120Ah
国家标准以C20、C10、C5、C1等表示20h率、10h率、5h率、1h率等额 定容量。
蓄电池若电解液温度不是25℃，应进行修正，在10~40℃范围内，可按下式进 行换算：
Ce=[1-0.01（t-25）]
式中 Ce—20h率蓄电池实测容量（Ah）
t —放电终止时中间单格蓄电池电解液温度（℃）；
0.01—每升高或降低1℃时的温度修正系数。
铣刀头装配图
4、用铅钙合金制作板栅有什么优点，对其 缺点怎么办？
用600℃温度配制的铅钙(Pb-Ca)合金能生成Pb3Ca。Ca含量小于0.01%，可 获得较细小的结晶。优点是析氢过电位比含Sb的合金高约200mV，导电率高20%；比单用纯 Pb机械强度高。用在浮充条件下（邮电通讯电源）的变形度比纯Pb低。
无人机测量Pb-Ca合金的缺 点是Ca易氧化、烧损。用作正板栅，腐蚀生成的PbO2膜中含有CaSO4 ，成为 PbSO4的结晶核，使PbSO4量增多，导电性和渗透性变差。此种合金电池不宜在高温下使用， 温度高达60℃，腐蚀严重，缩短电池使用寿命。在和PbO2物质结合处，形成钝化膜,虽能起 到一定的缓蚀作用,但它使正极充电接受能力变差,尤其对深度放电的电池比较明显。因此， 用Pb-Ca合金制备的电池不宜作深循环条件下使用，但用作固定通讯电源、电厂高压启动电源 ，有很长的使用年限。
用在摩托车小型密封电池的Pb-Ca合金中，添加铝（Al）0.02%、 锡（Sn）0.2%，有较好的化学稳定性。铝在熔铅表面形成一层防氧化膜，阻止钙的损失。铝 还有减少其他元素生成浮渣的作用，使合金成分保持相对稳定。
5、 板栅在铸型中常出现的质量问题有哪些，用什么办法处理？
扳栅在铸型中常出现的质量 问题有栅筋收缩、栅筋铸不满、黑斑、细筋。
（1） 栅筋收缩。收缩部位有在极耳、有在板框。原因是局部温度过高，铅液冲入模腔后局部冷却 很慢，结晶粗糙。一折即断，不耐腐。
处理办法：调整模具温度，局部脱模剂不宜太厚，用专用刀具轻刮一刮，使表面软木层变薄 ，效果比较好。
（2） 栅筋铸不满。原因是横腔内排气不畅，或排气道槽设计开凿不合理或有梗阻现象。此外，模 具合拢松紧不一，也会产生铅液断流，不易铸满。
pvb边角料
处理方法：调整或开通气道，使合金液冲型后，排气顺畅，模具合拢劲力一致。此外，铅液 温度和模具温度控制得当。脱模剂喷涂均匀。
（3）发暗黑 斑。原因是合金来源不清楚，使用了劣质杂铅，或合金配制不良等，铅液中形成一层粘稠物 夹杂在里面,成型后出现黑斑点。
处理方法：更新合金液，重 新配制新的合金。
（4）细筋。细筋部位有在水口附近，有在边框，也有在极耳附近， 厚型板栅表现较多。原因是模温过高，脱模剂炭化，板栅筋条成型时冷却不均匀，冷却快的 部位夺取了冷却慢的部位铅，性趁形成局部细筋。
处理办法：降低模温，刷去旧软木层 ，重新喷涂。对粗筋扳栅在浇口下出现较普遍，可采取局部加筋条的办法解决。
6．铅粉 是怎样制造的？
铅粉是由铅球在球磨机内磨制而成的一种低度氧化铅粉末。方法是把铅 熔化，铸成铅球或铅条切成小块，输入铅粉机内球磨。在一定温度条件下，氧化成细粉末， 再经过鼓风和抽风气流将铅粉带出，经集粉器收集而得。铅粉是蓄电池产生电能的基本材料 ，其质量差异对电池性能和使用寿命颇有影响。铅粉是按一定氧化度和视密度进行生产的。 一般规定氧化度70~80%，视密度1.2~1.5g/cm3。制造铅粉的球磨机，国内多采用风选式和鼓 风式两种机型。已有电池厂家引用巴顿式铅粉机制粉。一台日产4t的铅粉机，机内容球量 1.8t，转速31r/min，机温160~170℃（夹层温），细度全通过100目，鼓风风压 10.6~13.3kPa（80~100mmHg），抽风量略大于鼓风量使机内气流成负压状态。各控制参数是 以设备规
格不同而区别。在磨粉过程中，鼓风气流是从主机空心主轴一端通人机内风管，气 压集中在被磨下的细铅粉末上，使其扬翻起来。抽风气流再从主机轴另一端将铅粉抽出，经 风选分离器把90%以上的铅粉沉降下来。气流带走的尘埃再经脉冲除尘器净化。
7．负极 铅膏中都有哪些添加剂，它们的作用是什么？
添加剂是负极铅膏必不可少的添料，用来 改善负极多孔金属铅的工作特性，防止钝化。不同添加剂有不同特性，按电池用途选择。负 极铅膏常用的添加剂是腐植酸、木素、硫酸钡、松香、1-2酸、甘油等，以及提高正极放电 效率的活性剂。
（1）腐植酸。也称胡敏酸，是一种高度活性集团。在工作状态下，电池 负极板因腐植酸存在，多孔金属铅生成PbSO4后能均匀地分布，预防多孔金属铅收缩、再结 晶、钝化，保持活度。
（2）硫酸钡。BaSO4是一种无机添加剂，晶体同PbSO4相似，均属 斜方晶体。在多孔金属铅中，BaSO4起结晶核的作用。金属铅放电中以它为结晶核心， PbSO4在它周围进行结晶，有阻止PbSO4自身凝集，保持铅粒子活度，对预防钝化，保持孔率 ，效果较好。
（3）木素。木素与腐植酸的作用近似，被吸附在铅结晶表面，阻止铅粒 子变得细小，富有多孔性。
（4）松香。松香在110℃的热风气流中熔融在铅的表面，形 成一层防氧化膜，预防多孔金属铅受潮氧化，起憎水作用。还有羟基萘酸（俗称1-2酸）、硼 酸水溶液等，均起防氧化作用。它们通称为阻氧剂。
（5）甘油。甘油是控制负极金属 铅过度膨胀的添加剂。它在金属铅粒子之间起交联作用，使其稳定排列，适应于长寿命、浮 充作用状态的电池。固定通讯用蓄电池就是其中一种。
（6）涤纶纤维。起补强作用，迟 延活性物质脱落。大规模定制
添加剂的种类较多，还有碳黑、木素磺酸钠、栲胶等。不同电池负极 铅膏加的种类数量差别较大，可作选择性的添加。
8、正极铅膏中都有哪些添加剂，它 们的作用是什么？
正极活性物质使用的添加剂选择的范围较小。
（1）碳素材料。正 极铅膏中使用的碳素材料一般有乙炔黑、石墨、多并苯及碳纤维等。在各种碳素材料中，石 墨是最耐氧化的，在正极活性物质中加入0.5%的高纯石墨（过200目筛），能使正极活性物 质保持高的孔隙率并增强导电性，从而可提高电池的初始容量及得到较好的充电接受能力。
（2）磷酸。一般在正极铅膏中加入0.6%左右的磷酸具有以下作用：改善板栅与腐蚀产 物的结合力，减轻了板栅合金腐蚀和铅钙合金板栅深放电时阻挡层的形成。降低了正极活性 物质PbO2的软化速度、减少其脱落，从而可提高蓄电池的循环寿命。加入磷酸的量要控制得 好，如果加量多了，会对蓄电池的容量、起动能力等性能产生负作用。
（3）化学合成纤 维为增加正极板的强度、防止铅膏脱落，在正极铅膏中要加入睛纶或丙纶等合成纤维。合成 纤维的加入量一般占铅粉重量的0.05%左右，粗细为3~10丹尼尔（丹尼尔：1000m长纤维的克 数），长为3~5mm。要控制合成纤维的加入量，加量太少，起不到增强极板强度的作用，反 之加量太多，会给极板涂填增加困难。
（4）硫酸镁硫酸镁（MgSO4）是一种成孔剂，它 具有良好的胶结性能。在正极铅膏中加入0.03%左右的硫酸镁后，硫酸镁与铅膏中的氧化铅作 用，生成一种氧化铅水合物，象石
频率补偿膏一样胶合，这种物质在极板干燥时，在铅膏中生成结晶 结构，因此它具有良好的粘接作用，当凝固作用完全结束时在放置的过程中，能从活性物质 中浸析出来（溶解于水），脱离铅膏，留下空隙，提高了极板的空隙率。
9生极板在涂 填中易出现哪些质量问题,用什么办法解决?
常见的生极板质量问题主要有重量不一、铅 膏偏重、弯曲、膏不饱满、压制劲力过大、砂眼等。有的会影响蓄电池性能。解决的办法是 ：
（1）重量不一、偏重、偏厚。主要是涂膏量超过公差范围，局部偏重、偏厚。在极板 组合后，极板肥大，装入电池槽内过紧。这会出现早期短路，硫酸难于渗入到极板中， 影响电池的容量。解决的办法：对涂膏式极板，控制涂膏斗子的档板压力，使压力均衡。
（2）弯曲、膏不饱满、砂眼。原因是涂膏斗内涂辊和低辊对应距离不均；板栅推进被 压延伸长形成的一种弯曲。
解决办法：调整两辊对应距离；缩短推进辊子宽度，使板栅 边框不被压延。
（3）压力过大，是指生极板在涂填之后，辊压力过大。压力大，膏中水 分过多地挤出，铅膏被压得过紧，降低铅膏孔率，蓄电池放电时酸液向极板内渗透力受到限 制，放电量低。
