1蓄電池的組成

1.1正、負極板：其中極板由板柵和活性物質組成，真正能進行充放電的物質是極板中的活性物質（負極板為Pb呈青灰色，正極板為Pbo2呈黑褐色），板柵起著支撐活性物質及導電作用，我們極板板柵所用材料為Pb-Ca合金。

1.2隔板：可用作蓄電池的隔板有多種材料，如PP（聚丙烯）、PE（聚乙烯）、PVC（聚氯乙烯），多孔橡膠、超細玻璃纖維等，用作免維護的鉛酸蓄電池的隔板應具備①厚度較均勻；②高孔率、小孔徑；③有較強的電解液保持能力；④電阻??；⑤耐酸氧化能力強等；超細玻璃纖維基本上能滿足上述要求，我們蓄電池所用的隔板就是該類型的隔板。

1.3稀硫酸：電池中稀硫酸是經分析純濃硫酸加入一定量的去離子水稀釋而成，其雜質含量相當低，不到萬分之一。雜質含量過高會直接影響鉛蓄電池的性能及容量，同時加入電池中的硫酸電解液的比重也有規定，因為它直接決定電池的開路電壓。

1.4電池槽：電池槽是電池的容器，對其材料有相當要求，否則有可能從電池槽中引入雜質而影響電池的性能及壽命。

1.5電池上蓋：電池上蓋的作用是便于電池的裝配及密封。

1.6安全帽：在電池中安全帽起著非常重要的作用，它既保證電池中水份盡少損失（大部分電池失效是以電池中含水量過少而告終），同時隔離空氣中的氧氣（因為氧氣可與電池極板反應引起自放電，導致電池電壓下降過快），安全帽另外一個作用就是當電池過充電時產生的氣體壓力超過一定值時，安全帽會自動打開，排除多余的氣體，以免引起電池因過充電而變形或爆炸，安全帽有大有小，當電池缺失安全帽時一定要找同類型電池的安全帽，否則發揮不了安全帽定有的作用。

1.7四方塊：電池的四方塊的作用是保證安全帽處有一個合適的位置（安全帽只有處在一個合適的位置才會發揮其作用）安全帽不能完全被壓死，但也距離不能太大。因此，發現無四方塊的電池一定尋找相應的四方塊壓好壓平，并同時點好502膠水（502膠水不宜加得太多，否則會流下去粘死安全帽），沒有四方塊的電池，在充電時或氣溫較高時其安全帽會自動彈掉，這樣會嚴重影響蓄電池的性能及使用壽命。

2電池的極性任何一臺蓄電池都有正、負兩個電極，在使用時大部分情況下正、負極不可互換，因此正確判斷電池的正負極是非常重要的，其判斷方法有：

2.1憑眼看：電池正極極耳的顏色為黑褐色、電池負極耳的顏色為青灰色。

2.2用萬用表電壓檔進行判斷，將萬用表紅、黑兩支表筆按正確使用方法安裝在萬用表上（黑色筆安裝在COM位置上，紅表筆安裝在VΩ位置上），再將兩支表筆夾在電池的兩個極耳上測其直流電壓（直流20V檔位），如果萬用表上顯示正值，則紅表筆對應的電極為電池的正極；反之，則紅表筆對應的是電池的負極。

3鉛酸蓄電池基本原理

在溶液中，只要存在兩種導體，而且這兩種導體的氧化還原性質有差別，就能產生電壓（也叫電動勢），如果將這兩種導體連接起來，就產生電流，即構成電池。具有較強氧化性的一邊就是電池的正極，具有較強還原性的就是電池的負極。在鉛酸蓄電池中，負極的活性物質是鉛粉，在硫酸中具有較強的還原性；正極活性物質由多孔的二氧化鉛構成，二氧化鉛是一種可以導電的半導體氧化物，具有較強的氧化性。硫酸鉛是一種難溶的鹽類，本身沒有自由的離子或電子，不導電。由于反應形成了難溶的鹽，會阻礙硫酸的進一步擴散，使反應進行了一會就終止。為了克服硫酸鉛覆蓋電極表面而阻斷反應，電極要做成多孔性物質以有利于充分反應。理論上產生1A·h容量消耗反應物質量為：二氧化鉛4.46克，鉛3.86克，硫酸3.66克。

負極反應：Pb+HSO4-PbSO4+H++2e

正極反應：PbO2+3H++HSO4-+2ePbSO4+2H2O

電池總反應：Pb+PbO2+2H++2HSO4-2PbSO4+2H2O

隨著放電的進行，硫酸不斷減少，與此同時電池中又有水生成，這樣就使電池中的電解液濃度不斷降低，反之在充電時，硫酸卻不斷生成，因此電解液濃度不斷增加。

4影響鉛酸蓄電池容量的因素

1放電率。在活性物質總量不變的條件下，電池容量隨放電電流增大而降低，因此在談電池容量時，必須指明放電率，放電率有小時率和電流率兩種表示方法：①小時率（時間率）是以一定的電流放完額定容量所需的時間來表示。對于不同的蓄電池各有其規定的標準放電率。例如，對于汽車用蓄電池，一般用20h率容量，固定型或摩托車用蓄電池用10h率容量，牽引型（動力型）用5h率容量。②電流率也稱倍率，是指電池放電時的放電電流的數值為額定容量值的倍數，如放電電流為0.1C20，對于120A·h(C20)的電池,即以0.1×120＝12(A)的電流放電,C的下角標表示放電時率。

2溫度。蓄電池的容量及活性物質利用率隨溫度增加而增加，主要由電解液性能變化而引起。①溫度降低，電解液粘度增大，使離子運動受到較大阻力，擴散能力降低，活性物質深處由于酸的缺乏，而得不到利用，導致容量下降；②電解液電阻隨溫度下降而增加，結果電池內阻增加，電壓降增大，從而容量下降。

3終止電壓。大電流放電時規定較低的終止電壓，反之小電流放電則規定較高終止電壓，用大電流放電時即使放電到電壓相當低，但由于生成的硫酸鉛較少，所以對極板也不會有損害，但用小電流長時間放電時硫酸鉛明顯增加，對于負極板，由于鉛轉化為硫酸鉛時，每安時體積增加0.57×10－3L,二氧化鉛轉化為硫酸鉛時,每安時體積增加0.43×10－3L,由于活性物質的膨脹產生應力,會造成極板彎曲或活性物質脫落,從而影響電池壽命,所以其放電終止電壓應取較高的值。

5鉛酸蓄電池的失效模式

⒈正極板柵的腐蝕變形

目前生產上使用的合金有三類：傳統鉛銻合金，Sb含量在4%～7%質量分數;低銻或超低銻合金,Sb含量在2%質量分數或低于1%質量分數,含有Sn、Cu、Se、S等變晶劑；鉛鈣系列，實際為Pb-Ca-Sn-Al四元合金，鈣含量在0.06%～0.1%質量分數。

⒉正極活性物質脫落、軟化

⒊不可逆硫酸鹽化

4.負極匯流排的腐蝕

5.隔膜穿孔造成短路

6影響鉛酸蓄電池壽命的因素（外部因素）

1.放電深度。放電深度即使用過程中放電到何程度開始停止，100%深度指放出全部容量。放電時活性物質體積膨脹，1molPbO2轉化為1molPbSO4體積增加95%，這樣反復收縮和膨脹，就使PbO2粒子之間相互結合逐漸松馳，易于脫落。若1molPbO2的活性物質只有20%放電，則收縮、膨脹的程度就大大降低，結合力破壞變緩慢，因此，放電深度越深，其循環壽命越短。

⒉過充電程度。過充電時有大量氣體析出，這時正極板活性物質要遭受氣體的沖擊，這種沖擊會促進活性物質的脫落；此外，正極板柵合金也遭受嚴重的陽極氧化而腐蝕，所以電池過充電時會使使用期限縮短。

⒊溫度的影響。鉛蓄電池壽命隨溫度升高而延長，在10～35℃間每升高1℃，大約增加5～6個充放電循環；在35℃～45℃之間每升高1℃可延長壽命25個循環以上；高于50℃則因負極硫化容量損失而降低了壽命。電池壽命在一定溫度范圍內隨溫度升高而增加，是因為容量隨溫度升高而增加。如果放電容量不變，則在溫度升高時其放電深度降低，故壽命延長。

⒋酸濃度的影響。酸密度的增加，雖對正極板容量有利，但電池的自放電增加，板柵的腐蝕也加強，也促使PbO2的松散脫落，隨著酸密度的增加，循環壽命下降。

⒌放電電流密度的影響。隨著放電電流密度增加，電池壽命降低，因為在大電流密度和高酸濃度條件下，均使正極PbO2松散脫落。

7減少自放電的措施

⒈嚴格控制原材料的雜質，對鉛、銻、硫酸、隔板等都有明確的標準，要求雜質不超過一定范圍。

⒉嚴格控制生產過程中可能混入的雜質，使用的工具、設備、配酸及和膏用水都應有一定的管理制度。

3.使用新型板柵合金，如免維護電池和一些固定型蓄電池，采用鉛鈣合金，可以大大降低自放電。

8初充電。新的蓄電池在投入使用之前，必須進行初充電。這和正常充電不同，而是需要較長時間的特別充電。因為目前國內生產的蓄電池，除一部分為干荷極板外，還仍然有相當部分為放電式的極板，用這樣極板裝配的蓄電池,其負極板活性物質海綿狀鉛,在電池貯存過程中,有一部分受到空氣中氧的氧化,而變成氧化鉛和堿性碳酸鉛,必須將其還原成鉛,才能成為活性物質。一般在生產廠，經過化成的極板還要在化成槽中進行保護性放電，使電極表面生成硫酸鉛薄膜，這層薄膜對負極活性物質的氧化具有相當的阻止作用，但在長期貯存中仍然不能避免被氧化，所以在投入使用之前必須將它還原為鉛。進行初充電主要是由于負極板的需要，而正極板活性物質二氧化鉛是比較穩定的，但也有二氧化鉛含量不足的，有待充電時補充。初充電開始后約經45h，即將達到終期。大約在50h電壓達到2.6V以上，水開始激烈分解，即在負極產生氫氣，正極產生氧氣，這就表明充電即將結束。其判別方法是每小時測量一次電池端電壓和電解液密度，當連續三次其值不再變化時即可結束。初充電需要的時間以10h率充電時充電時間大約在40～60h。在充電終期電解液密度與規定值不同時，應該用1.400g/cm3的酸或純水進行調整，使之達到規定值。

9一般充電方法

⒈恒流充電

在蓄電池進行試驗和使用過程中，大部分采用恒流方法進行充電。在充電過程中隨著電池電壓的變化要調整電流使之恒定，一般采用10h率或20h率電流充電，最好用小電流長時間的充電模式。恒流充電方式的不足是，開始充電階段電流過小，在充電后期充電電流又過大，整個充電時間長，析出氣體多，對極板沖擊大，能耗高，充電效率不超過65%，免維護的電池不宜于使用此方法。鑒于這個缺點，在國外，除非蓄電池需要長時間小電流進行活化充電之外，已經較少使用。

⒉恒壓充電

此法是對每只單體電池以某一恒定的電壓進行充電。因此充電初期電流相當大，隨著充電進行，電流逐漸減小，在充電終期只有很小的電流通過，這樣在充電過程中就不必調整電流。此方法較簡單，因為充電電流自動減小，所以充電過程中析出氣體量小，充電時間短，能耗低，充電效率可達80%，如充電電壓選擇得當，可在8h內完成充電，其缺點是：⑴在充電初期，如果蓄電池放電深度過深，充電電流會很大，不僅危及充電電機的安全，電池也可能因過流而受到損傷；⑵若充電電壓選擇過低，后期充電電流又過小，充電時間過長；⑶蓄電池端電壓的變化很難補償，充電過程中對落后電池的完全充電也很難完成。

⒊恒壓限流充電

1.為補救恒壓充電的缺點，廣泛采用恒壓限流的方法。在充電電源與電池之間串聯一電阻，稱為限流電阻，當電流大時，其上的電壓降也大，從而減小了充電電壓；當電流小時，用于電阻上的電壓降也很小，充電設備輸出的電壓降損失就小，這樣就自動調整了充電電流，使之不超過某個限度，充電初期的電流得到控制。此法也稱為準恒壓充電法，

10電池電壓:鉛蓄電池的公稱電壓是2V/單體，其實際開路電壓與公稱電壓不一樣，每一單體電池電壓的大小與電池體積的大小無關，僅與硫酸電解液的濃度及活性物質的狀態有關，電池出廠時，開路電壓要求為不小于2.17V/單體，電池的開路電壓會隨有放時間的延長而下降，故在實際生產中，大于或等于2.15V/單體的電池可投入使用。

說明：電池的單體數=電池的加酸孔數=電池槽的單格數

11因蓄電池不良而引起白燈不（夠）亮的因素。

1電池的電壓過低：①充電不足、②隔墻穿孔（或其它形式短路）、③存放時間過長放電引起。

2硫酸電解液偏干，該現象主要表現為燈剛接上時亮度正常，但不一會兒，亮度下降很快，當去掉燈負載時，電壓在較短的時間內可恢復正常。

3部分電池因無電狀態存放過久，導致電池極板中活性物質失去活性。部分維修電池（無電存放過久或循環次數過多）有燈不（夠）亮現象，該類電池不良現象與電解液偏干相類似。但有在根本差別：偏干現象加入電解液后電池的一切功能可恢復正常，而極板活性物質喪失活性后，加入硫酸電解液后，電池性能無明顯改善。

4電池內部出現假焊、虛焊現象，該類現象主要表現為電流較大時不能通過，開路電壓無明顯規律。

5極少數電池會因裝配過松出現燈亮度不穩定現象（該類電池極少）。