铅酸蓄电池基本结构和原理

近两年来，尽管锂电池在市场上非常受欢迎，但在电动三轮车领域，相当长的一段时间内，铅酸电池仍将在市场竞争中保持主导地位。

也就是说，铅酸电池是电动三轮车的根本。作为一名电动三轮车行业人士，今天我来给大家详细介绍一下铅酸电池的结构和基本原理。

铅酸蓄电池由正负极板、隔板、塑料容器、极柱等重要部件组成。安全阀。每个单体电池的标称电压为2V，因此6V或12V气动铅酸电池一般由3或6个电池组组成。一组独立的电芯组装成电池组，形成完整的电池，作为汽车动力。

下面具体介绍一下铅酸电池的组成部分。

1. 电池极板组

电池极板组是电池的核心部分，因为它的作用是接收充电的电能并向外释放电能，分为正极板和负极板两种。极板由板栅和活性材料组成。薄板具有较高的比容量（由板的尺寸提供的容量），提高了起动器的性能。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。

板栅的作用是容纳粘贴在一起形成极板的活性物质，板栅的材料多为含铅5%-7%的铅锑合金。通过在板栅中添加铅，可以改善铸造性能和机械强度，但会加速氢的析出，导致自动放电，最终导致电解液快速消耗，缩短电池的使用寿命。

活性物质是电化学反应的主要成分。当化成过程完成后（正、负极板上活性物质的转化过程称为化成过程），正极板表面的活性物质多孔二氧化铅（PbO2）大部分变成红棕色，呈海绵状。纯铅（Ph）呈灰青铜色。

将正极板和负极板都浸入电解液中，即可得到2V的电动势（emf），为了增加电池的容量，我们经常将更多的正极板和负极板放入电池容器中，组装成一个大容量的电池。由于正极板的机械性能较差，当电池被激活时，极板两侧会出现一些差异。不一致会导致拱形变形或活性物质脱落。这就是为什么我们总是在电池内放置额外的负极板来平衡放电的原因。

2. 电池分离器

的作用电池隔膜就是将正负极板浸入硫酸溶液中分离。为了减小电池的体积，正极板和负极板应紧密地放在一起。此外，还应确保正极板和负极板之间有绝缘层隔开，绝缘层通常由橡胶、塑料、玻璃、纤维等绝缘材料制成。

除在正负极板之间起绝缘作用外，还有利于电解液中的正负离子顺利通过，减缓正负极板活性物质的脱落，防止正极板振动损害。因此要求隔膜应满足以下标准：气孔覆盖率60%、孔径小、耐酸、不含有害物质、坚固、电解液电阻低、化学稳定性好等。组装电池时，凹槽必须垂直于电池容器底部，因为充放电过程中正极板化学反应剧烈。凹槽使电解液能够顺利地上下流动，并允许气泡向上或向下循环，并储存脱落的部分活性物质。

近年来，一些厂家还生产了一些信封状的隔板来覆盖正极板，可以有效防止活性物质的脱落。

3、电解质

电解质可以促使极板活性物质电离，产生电化学反应。电解液由电池专用硫酸和蒸馏水按一定比例组成。一般汽车铅酸蓄电池电解液为稀硫酸，密度为（1.280±0.010）g/cm3（25℃）。

电解液的密度对电池的性能和使用寿命有很大影响。为了增加电池的容量和降低电解液的冰点，需要提高电解液的密度。然而，较高的密度会导致粘度增加，从而降低电池的容量。此外，还需要规定不同气候条件下电解液的密度值。

一般情况下，温度每变化1℃，密度变化0.0007g/cm3。当电解液温度升高时，密度降低；当温度降低时，密度增加。因此，温度是确定电解液密度值的先决条件。世界各国都规定了电解液的标准温度，我国为15℃，日本为20℃，欧洲和美国分别为25℃和30℃。

4. 电池盒

电池容器用于容纳电解液和极板，因此其形状通常为长立方体，分成3或6个单池槽。电池槽的顶部边缘有特殊的凹槽图案，用于连接容器和盖子，容器的底部有一些凸条，用于支撑板组。

橡胶和聚丙烯塑料是生产电池容器的两种主要材料。橡胶容器具有耐酸、耐热、耐寒、防振、绝缘和相当好的机械强度等优点，但容器壁较厚，一般为10mm；聚丙烯塑料容器不仅耐酸、耐热、耐振动，而且高强度、高韧性、高品质、更小、更薄，一般来说3.5mm。此外，由于形状、外观美观大方、透明，易于热封和生产，因此聚丙烯塑料容器近年来开始流行。

单芯电池的进酸盖通常设计有开口，用于排出电池充电过程中水电解产生的氢气和氧气，以免气体积聚导致电池内压升高，导致容器破裂甚至爆炸。另外，我们还可以在开口周围安装氧气过滤器，以防止水蒸气逸出，减少水份损失。

5. 安全阀（用于排气）

安全阀是阀控电池的关键部件，安全阀的质量直接影响电池的使用寿命、均匀性和安全性。根据有关标准和阀控蓄电池的使用情况，安全阀应满足以下技术条件：

（1）单向开启阀门。

（2）单向密封：防止空气渗入电池内部。

（3）同组蓄电池安全阀启闭压力之差不得超过平均值的20%。

（4）电池使用寿命至少15年。

（5）过滤功能：防止酸或酸雾通过安全阀逸出。

（6）防爆：当电池外部暴露于明火时，电池内部应防爆。

（7）耐振动：在运输和使用过程中，安全阀不会因振动和反复启闭动作而松动。

（8）耐酸

（9）耐高低温

6.其他

除了上面列出的主要部件外，还有端子线连接器、电池间连接器和其他配件。

单功能电池放电装置只能进行放电过程，不能进行充电，因此需要提前对电池进行充电，然后放电，这样充放电测试的成本会相对便宜。

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