鉛蓄電池的構(gòu)造和功能，單體電池的串接方式

有關(guān)鉛蓄電池的構(gòu)造組成與功能說(shuō)明，鉛蓄電池主要由極板、隔板、殼體、電解液、鉛連接條、極柱等部分組成，并介紹了單體電池的串接方式。

鉛蓄電池的構(gòu)造

鉛蓄電池主要由極板、隔板、殼體、電解液、鉛連接條、極柱等部分組成。

如圖1—1，殼體一般分隔為3個(gè)或6個(gè)單格，每個(gè)單格均盛裝有電解液，插入正負(fù)極板組便成為單體電池。

每個(gè)單體電池的標(biāo)稱電壓為2V，將3個(gè)或6個(gè)單體電池串聯(lián)后便成為一只6V或12V蓄電池總成。

1、正、負(fù)極板

極板分正極板和負(fù)極板兩種，均由柵架和填充在其上的活性物質(zhì)構(gòu)成。

蓄電池充、放電過程中，電能和化學(xué)能的相互轉(zhuǎn)換，就是依靠極板上活性物質(zhì)和電解液中硫酸的化學(xué)反應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

正極板上的活性物質(zhì)是二氧化鉛（PbO2），呈深棕色；負(fù)極板上的活性物質(zhì)是海綿狀純鉛（Pb），呈青灰色。

柵架的作用是容納活性物質(zhì)并使極板成形，一般由鉛銻合金澆鑄而成。

鉛銻合金中，含銻6％～8、5％，加入銻是為了提高柵架的力學(xué)性能并改善澆鑄性能，但易引起蓄電池的自放電和柵架的膨脹、潰爛。

因此，柵架的生產(chǎn)材料將向低銻（含銻量小于3％）、甚至不含銻的鉛鈣合金發(fā)展。

國(guó)產(chǎn)正極板的厚度為2、2mm、負(fù)極板為1、8mm。國(guó)外大多采用薄型極板，厚度為lmm～1、5mm。薄型極板可以提高蓄電池的體積比能量、重量比能量，改善蓄電池的起動(dòng)性能。

為增大蓄電池的容量，將多片正、負(fù)極板分別并聯(lián)焊接，組成正、負(fù)極板組，如圖1-1。橫板上聯(lián)有極柱，各片間留有空隙。

安裝時(shí)正負(fù)極板相互嵌合，中間插入隔板。由于正極板的力學(xué)性能差，所以，在每個(gè)單體電池中，負(fù)極板的數(shù)量總比正極板多一片，這樣正極板都處于負(fù)極板之間，使其兩側(cè)放電均勻，不致造成正極板拱曲變形。

2、隔板

為了減小蓄電池的內(nèi)阻和尺寸，蓄電池內(nèi)部正負(fù)極板應(yīng)盡可能地靠近；為了避免彼此接觸而短路，正負(fù)極板之間要用隔板隔開。

隔板材料應(yīng)具有多孔性和滲透性，且化學(xué)性能要穩(wěn)定，即具有良好的耐酸性和抗氧化性。

常用的隔板材料有木質(zhì)隔板、微孔橡膠、微孔塑料、玻璃纖維和紙板等。

木質(zhì)隔板價(jià)格低，但耐酸性能差。在硫酸和高溫作用下易炭化發(fā)黑變脆。微孔塑料（聚氯乙烯、酚醛樹脂）和微孔橡膠隔板耐酸、耐高溫性好，因而使用較多。

玻璃纖維隔板常和木質(zhì)、微孔塑料等隔板組合使用。使用時(shí)應(yīng)將玻璃纖維隔板靠近正極板以防止活性物質(zhì)脫落，提高蓄電池的使用壽命，但由于操作工藝復(fù)雜而逐漸被淘汰。

安裝時(shí)隔板上帶溝槽的一面應(yīng)面向正極板，這是因?yàn)檎龢O板在充、放電過程中化學(xué)反應(yīng)激烈，溝槽能使電解液較順利地上下流通。同時(shí)，使正極板上脫落的活性物質(zhì)順利地掉入殼底槽中。

在新型蓄電池中，還將微孔塑料隔板制成袋狀緊包在正極板外部，可進(jìn)一步防止活性物質(zhì)脫落避免極板內(nèi)部短路并使組裝工藝簡(jiǎn)化。

3、殼體

蓄電池的殼體是用來(lái)盛放電解液和極板組的，應(yīng)由耐酸、耐熱、耐震、絕緣性好并且有一定力學(xué)性能的材料制成。

早期生產(chǎn)的起動(dòng)型蓄電池大都采用硬橡膠殼體，近年來(lái)大都采用聚丙烯塑料殼體。

塑料殼體具有較好的韌性，壁薄而輕（壁厚僅3、5mm，而膠殼壁厚達(dá)lOmm左右），且制作工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)效率高，容易熱封合，不會(huì)帶進(jìn)任何有害雜質(zhì)具有外形美觀、透明，成本低等優(yōu)點(diǎn)。

殼體為整體式結(jié)構(gòu)，殼體內(nèi)部由間壁分隔成3個(gè)或6個(gè)互不相通的單格，底部有突起的肋條以擱置極板組。

肋條之間的空間用來(lái)積存脫落下來(lái)的活性物質(zhì)，以防止在極板間造成短路，極板裝入殼體后，上部用與殼體相同材料制成的電池蓋密封。

在電池蓋上對(duì)應(yīng)于每個(gè)單格的頂部都有一個(gè)加液孔，用于添加電解液和蒸餾水，也可用于檢查電解液液面高度和測(cè)量電解液相對(duì)密度。

加液孔平時(shí)旋人加液孔螺塞以防電解液濺出，螺塞上有通氣孔可使蓄電池化學(xué)反應(yīng)放出的氣體（H：和O：等）能隨時(shí)逸出。

硬橡膠殼體一般采用單體蓋密封，即每個(gè)單格電池上裝一個(gè)蓋，蓋上有三個(gè)孔，兩側(cè)圓孔作為極柱孔，中間為加液孔，電池蓋和容器頂部用瀝青封口劑密封。

聚丙烯塑料殼體電池蓋都采用整體式結(jié)構(gòu)，蓋上有3個(gè)（6V電池）或6個(gè)（12V電池）加液孔，兩個(gè)正負(fù)極柱穿出孔，蓋和容器的密封采用粘結(jié)劑粘合或熱熔連接。

4、電解液（蓄電池電解液的相對(duì)密度）

電解液在電能和化學(xué)能的轉(zhuǎn)換過程即充電和放電的電化學(xué)反應(yīng)中起離子間的導(dǎo)電作用并參與化學(xué)反應(yīng)。

它由密度為1.84g／ml的純硫酸和蒸餾水按一定比例配制而成，而其密度一般為1.24～1.30g／ml。配制電解液必須使用耐酸的器皿，切記只能將硫酸慢慢地倒人蒸餾水中并不斷攪拌。

電解液的純度是影響蓄電池的性能和使用壽命的重要因素。

因此，電解液的配制應(yīng)嚴(yán)格選用GB4554—1984標(biāo)準(zhǔn)的二級(jí)專用硫酸和蒸餾水。工業(yè)用硫酸和一般的水中因含有鐵、銅等有害雜質(zhì)，會(huì)增加自放電和損壞極板，故不能用于蓄電池。

5、單體電池的串接方式

蓄電池一般都由3個(gè)或6個(gè)單體電池串聯(lián)而成，額定電壓分別為6V或12V。

單體電池的串接方式一般有傳統(tǒng)外露式、穿壁式和跨越式三種方式，如圖1—2。

早期的蓄電池大多采用傳統(tǒng)外露式鉛連接條連接方式，如圖1—2a。

這種連接方式工藝簡(jiǎn)單，但耗鉛量多，連接電阻大，因而起動(dòng)時(shí)電壓降大、功率損耗也大，且易造成短路。

新型蓄電池則采用先進(jìn)的穿壁式或跨越式連接方式。

穿壁式連接方式如圖1—2b，它是在相鄰單體電池之間的間壁上打孔供連接條穿過，將兩個(gè)單體電池的極板組極柱連焊在一起。

跨越式連接如圖1—2c，在相鄰單體電池之間的間壁上邊留有豁口，連接條通過豁口跨越間壁將兩個(gè)單體電池的極板組極柱相連接，所有連接條均布置在整體蓋的下面。

穿壁式和跨越式連接方式與傳統(tǒng)外露式鉛連接條連接方式相比，有連接距離短、節(jié)約材料、電阻小、起動(dòng)性能好等優(yōu)點(diǎn)，且連接條損耗減少80％，端電壓提高0.15～0.4V，節(jié)約材料50％以上，因而得到廣泛的應(yīng)用。
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