铅酸电池案例学习教案.pptx
上传人:王子****青蛙 上传时间:2024-09-13 格式:PPTX 页数:37 大小:420KB 金币:10 举报 版权申诉
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会计学本章重点:蓄电池:工作原理(yuánlǐ)正极:板栅的腐蚀和变形负极:钝化;负极添加剂;负极极板的不可逆硫酸化制造工艺:与原电池相比蓄电池制造工艺的复杂性,活性物质的制备、极板的化成。一、概述(ɡàishù)蓄电池(二次电池):电池的放电产物可借助于通反向直流电流的方法使其复原.其充放电过程(guòchéng)是一个电能和化学能相互转换的过程(guòchéng).一个电池体系满足哪些条件(tiáojiàn)才能作为蓄电池?电池反应可逆;只能采用一种电解质溶液;电池放电时固体产物难溶解于电解液中.铅酸蓄电池的标称电压是2V,理论比能量是166.9Wh/kg,实际比能量为35~45Wh/kg铅酸蓄电池的主要用途启动用铅酸蓄电池固定型铅酸蓄电池蓄电池车用电池(牵引型铅酸蓄电池)便携设备及其他设备用铅酸蓄电池铅酸蓄电池的发展历史和趋势发展历史:涂膏式极板、铅锑板栅合金(héjīn)、管状电极、铅钙板栅合金(héjīn)、胶体电解液及阀控式铅酸蓄电池趋势:要求蓄电池是免维护型的,更便于使用;进一步提高电池的比能量;进一步提高电池的比功率;进一步提高电池的循环寿命蓄电池的型号(xínghào)第II部分表示电池类型和特征,用两个汉语拼音字母表示。第一个字母为“Q”表示启动(qǐdòng)型铅蓄电池。第二个字母表示电池结构特征。如:干荷蓄电池用“A”表示;薄型极板用“B”表示;免(无)维护蓄电池用“W”表示。汉语拼音字母铅酸蓄电池的优缺点优点(yōudiǎn):原料易得,价格相对低廉;高倍率放电性能良好;温度性能良好,可在-40~+60℃的环境下工作;适合于充电使用,使用寿命长,无记忆效应;废旧电池容易回收,有利于保护环境.缺点:比能量低,一般为30~40Wh/kg;使用寿命不及Cd/Ni电池;制造过程容易污染环境,必须配备三废处理设备.二、铅酸蓄电池的热力学基础(jīchǔ)电极反应(fǎnyìng)电解液中存在的离子大部分是H+和HSO4-.铅酸蓄电池的电动势只与酸的浓度有关,与蓄电池中含有的铅、二氧化铅或硫酸铅的量无关;正负极的稳定电势接近于它们(tāmen)的平衡电极电势,故电池的开路电压与电池的电动势接近.铅酸蓄电池正常(zhèngcháng)工作的条件电极反应可逆;氢气和氧气在电极上具有较高的过电位才有可能使电池正常(zhèngcháng)充放电;放电产物PbSO4在H2SO4水溶液中的溶解度较低。活性物质PbO2:疏松的多孔体板栅:Pb合金铸造成的栅栏(zhàlan)片状物体活性物质PbO2液相反应机理PbO2的结晶变体(biàntǐ)及其特性正极板栅的腐蚀正极板栅腐蚀的原因正极板栅中的Pb和其他(qítā)成分如Sb(锑)处于热力学不稳定状态铅的阳极腐蚀机理正极板栅的长大正极板栅的长大是由于其表面氧化膜的生成造成的正极板栅长大的后果是其线性尺寸(chǐcun)增加、弯曲以及个别筋条的断裂,从而造成板栅的破坏和电池正极板栅在使用过程中的变形称为板栅的长大寿命的终止四、铅负极(fùjí)铅负极的钝化(dùnhuà)(加BaSO4防止其钝化(dùnhuà))铅负极活性物质的收缩铅负极的添加剂无机类添加剂:炭黑、BaSO4有机类添加剂:木素、腐殖酸BaSO4的作用机理BaSO4与PbSO4的晶格参数非常接近;BaSO4在负极中高度分散放电时:BaSO4是PbSO4的结晶中心(zhōngxīn),降低PbSO4结晶时的过饱和度、使生成的PbSO4覆盖金属铅的可能性减小→推迟负极的钝化充电时:使生成的海绵状铅具有高度的分散性→防止其收缩有机添加剂的作用机理(jīlǐ)吸附在活性物质上,降低电极/溶液界面的自由能→阻止海绵状铅表面的收缩吸附在铅上,增加PbSO4在铅上的结晶中心生成能→推迟负极的钝化有机添加剂的选择得当铅负极的不可逆硫酸盐化活性物质在一定条件下生成坚硬而粗大的PbSO4,它不同于正常放电时生成的PbSO4,几乎不溶解。因此在充电时不能转化为活性物质,造成电池容量减小常常(chángcháng)是在电池组长期充电不足或过放电状态下长期储存形成的硫酸盐化的根本原因一般认为是PbSO4的重结晶防止措施发生硫酸盐化后的处理方法五、铅酸蓄电池的电性能铅酸蓄电池的容量及其影响因素电池容量主要取决于活性物质(wùzhì)的数量及其利用率活性物质(wùzhì)的利用率与放电制度、电极和电池的结构、制造工艺等有关铅酸蓄电池的失效模式与循环寿命失效模式①正极板栅的腐蚀与长大②正极活性物质的软化、脱落③负极的不可逆硫酸盐化④早期容量损失影响电池循环寿命的外在因素①放电深度②过充电程度③