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普通蓄電池正極板的活性物質主要是什么?

鉅大LARGE  |  點擊量:7857次  |  2018年08月01日  

摘要
鉛酸蓄電池正極板上的活性物質是二氧化鉛,極板上的活性物質為海綿狀純鉛,電解液為一定濃度的硫酸溶液,極板間的電動勢約2V。

鉛酸蓄電池正極板上的活性物質是二氧化鉛,極板上的活性物質為海綿狀純鉛,電解液為一定濃度的硫酸溶液,極板間的電動勢約2V。


鎳鎘電池正極板上的活性物質為氧化鎳粉,負極板上的活性物質為氧化鎘粉,活性物質分別包在穿孔鋼帶中,加壓成型后即成為電池的正負極板。電解液通常用氫氧化鉀溶液.電池的開路電壓為1.2V。


充電電池,是充電次數有限的可充電的電池,配合充電器使用。市場上一般有5號、7號、1號。充電電池的好處是經濟、環保、電量足、適合大功率、長時間使用的電器(如隨身聽、電動玩具等)。充電電池的電壓比型號相同的一次性電池低,AA電池(5號充電)是1.2伏,9V充電電池實際上是8.4伏?,F在一般充電次數能在1000次左右。


可充電電池按制作材料和工藝上的不同,常見的有鉛酸電池、鎳鎘電池、鎳鐵電池、鎳氫電池、鋰離子電池。其優點是循環壽命長,它們可全充放電200多次,有些可充電電池的負荷力要比大部分一次性電池高。普通鎳鎘、鎳氫電池使用中,特有的記憶效應,造成使用上的不便,常常引起提前失效。


普通電池是一次性使用的,而充電電池可以用充電器充電,反復使用。


定義:電極主要由鉛及其氧化物制成,電解液是硫酸溶液的一種蓄電池。英語:Lead-acidbattery。放電狀態下,正極主要成分為二氧化鉛,負極主要成分為鉛;充電狀態下,正負極的主要成分均為硫酸鉛。分為排氣式蓄電池和免維護鉛酸電池。


電池主要由管式正極板、負極板、電解液、隔板、電池槽、電池蓋、極柱、注液蓋等組成。排氣式蓄電池的電極是由鉛和鉛的氧化物構成,電解液是硫酸的水溶液。主要優點是電壓穩定、價格便宜;缺點是比能低(即每公斤蓄電池存儲的電能)、使用壽命短和日常維護頻繁。老式普通蓄電池一般壽命在2年左右,而且需定期檢查電解液的高度并添加蒸餾水。不過隨著科技的發展,鉛酸蓄電池的壽命變得更長而且維護也更簡單了。


鉛酸蓄電池最明顯的特征是其頂部有可擰開的塑料密封蓋,上面還有通氣孔。這些注液蓋是用來加注純水、檢查電解液和排放氣體之用。按照理論上說,鉛酸蓄電池需要在每次保養時檢查電解液的密度和液面高度,如果有缺少需添加蒸餾水。但隨著蓄電池制造技術的升級,鉛酸蓄電池發展為鉛酸免維護蓄電池和膠體免維護電池,鉛酸蓄電池使用中無需添加電解液或蒸餾水。主要是利用正極產生氧氣可在負極吸收達到氧循環,可防止水分減少。鉛酸水電池大多應用在牽引車、三輪車、汽車起動等,而免維護鉛酸蓄電池應用范圍更廣,包括不間斷電源、電動車動力、電動自行車電池等。鉛酸蓄電池根據應用需要分為恒流放電(如不間斷電源)和瞬間放電(如汽車啟動電池)。


當放電進行時,硫酸溶液的濃度將不斷降低,當溶液的密度降到1.18g/ml時應停止使用進行充電


充電:2PbSO?+2H?O=PbO?+Pb+2H?SO?(電解池)


鉛蓄電池


鉛蓄電池(4張)


放電:PbO?+Pb+2H?SO?=2PbSO?+2H?O(原電池)


陽極:PbSO?+2H?O-2e‐===PbO?+4H﹢+SO?2‐


陰極:PbSO?+2e‐===Pb+SO?2‐


負極:Pb+SO?2‐-2e===PbSO?


正極:PbO?+4H﹢+SO42‐+2e‐===PbSO?+2H?O


歷史


蓄電池是1859年由法國人普蘭特(Plante)發明的,至今已有一百多年的歷史。鉛酸蓄電池自發明后,在化學電源中一直占有絕對優勢。這是因為其價格低廉、原材料易于獲得,使用上有充分的可靠性,適用于大電流放電及廣泛的環境溫度范圍等優點。


普蘭特(G.Plante)于1859年發明鉛酸蓄電池,已經歷了近150年的發展歷程,鉛酸蓄電池在理論研究方面,在產品種類及品種、產品電氣性能等方面都得到了長足的進步,不論是在交通、通信、電力、軍事還是在航海、航空各個經濟領域,鉛酸蓄電池都起到了不可缺少的重要作用。


到20世紀初,鉛酸蓄電池歷經了許多重大的改進,提高了能量密度、循環壽命、高倍率放電等性能。然而,開口式鉛酸蓄電池有兩個主要缺點:①充電末期水會分解為氫,氧氣體析出,需經常加酸、加水,維護工作繁重;②氣體溢出時攜帶酸霧,腐蝕周圍設備,并污染環境,限制了電池的應用。近二十年來,為了解決以上的兩個問題,世界各國競相開發密封鉛酸蓄電池,希望實現電池的密封,獲得干凈的綠色能源。


1912年ThomasEdison發表專利,提出在單體電池的上部空間使用鉑絲,在有電流通過時,鉑被加熱,成為氫、氧化合的催化劑,使析出的H2與O2重新化合,返回電解液中。但該專利未能付諸實現:①鉑催化劑很快失效;②氣體不是按氫2氧1的化學計量數析出,電池內部仍有氣體發生;③存在爆炸的危險。


60年代,美國Gates公司發明鉛鈣合金,引起了密封鉛酸蓄電池開發熱,世界各大電池公司投入大量人力物力進行開發。


1969年,美國登月計劃實施,密封閥控鉛酸蓄電池和鎘鎳電池被列入月球車用動力電源,最后鎘鎳電池被采用,但密封鉛酸蓄電池技術從此得到發展。


1969-1970年,美國EC公司制造了大約350,000只小型密封鉛酸蓄電池,該電池采用玻璃纖維棉隔板,貧液式系統,這是最早的商業用閥控式鉛酸蓄電池,但當時尚未認識到其氧再化合原理。


1975年,GatesRutter公司在經過許多年努力并付出高昂代價的情況下,獲得了一項D型密封鉛酸干電池的發明專利,成為今天VRLA的電池原型。


1979年,GNB公司在購買Gates公司的專利后,又發明了MFX正板柵專利合金,開始大規模宣傳并生產大容量吸液式密封免維護鉛酸蓄電池。


1984年,VRLA電池在美國和歐洲得到小范圍應用。


1987年,隨著電信業的飛速發展,VRLA電池在電信部門得到迅速推廣使用。


1991年,英國電信部門對正在使用的VRLA電池進行了檢查和測試,發現VRLA電池并不象廠商宣傳的那樣,電池出現了熱失控、燃燒和早期容量失效等現象,這引起了電池工業界的廣泛討論,并對VRLA電池的發展前途、容量監測技術、熱失控和可靠性表示了疑問,此時,VRLA電池市場占有率還不到富液式電池的50%,原來提到的“密封免維護鉛酸電池”名稱正式被“VRLA電池”取代,原因是VRLA電池是一種還需要管理的電池,采用“免維護”容易引起誤解。


1992年,針對1991年提出的問題,電池專家和生產廠家的技術員紛紛發表文章提出對策和看法,其中DrDaridFeder提出利用測電導的方法對VRLA電池進行監測。I.c.Bearinger從技術方面評述VRLA電池的先進性。這些文章對VRLA電池的發展和推廣應用起了很大的促進作用。


1992年,世界上VRLA電池用量在歐洲和美洲都大幅度增加,在亞洲國家電信部門提倡全部采用VRLA電池;1996年VRLA電池基本取代傳統的富液式電池,VRLA電池已經得到了廣大用戶的認可。


發展


“十一五”期間,我國鉛酸蓄電池市場規模迅速擴大,產量平均以每年約20%的速度快速增長,總體規模增長了2倍,由2005年的約7000萬多KVAh上升至2010年的14416.68萬KVAh。


2011年,我國鉛酸蓄電池行業產銷規模均有所擴大,利潤及銷售利潤均大幅上升,行業經營效益較好。2011年我國鉛酸蓄電池行業的資產總額為880.91億元,同比增長39.35%;實現銷售收入965.15億元,同比增長32.40%;實現利潤總額57.20億元,同比增長10.81%,詳見前瞻《中國鉛酸蓄電池行業市場前瞻與投資戰略規劃分析報告》。


與此同時,鉛酸蓄電池技術經過多年發展,其比能量、循環壽命、高低溫適應性等問題已有所突破。目前我國正逐漸縮小與國際領先技術的差距,在部分核心技術方面已達到國際水平,并且越來越多地進入國際市場。


隨著鉛酸蓄電池行業競爭的不斷加劇,大型鉛酸蓄電池生產企業間并購整合與資本運作日趨頻繁,國內優秀的鉛酸蓄電池生產企業愈來愈重視對行業市場的研究,特別是對企業發展環境和客戶需求趨勢變化的深入研究。正因為如此,一大批國內優秀的鉛酸蓄電池品牌迅速崛起,逐漸成為鉛酸蓄電池行業中的翹楚!


目前鉛酸蓄電池產業發展中主要存在三個方面的問題:一是非法鉛酸蓄電池和再生鉛生產企業仍然存在,技術裝備水平不高,經營規范企業在市場競爭中仍處于不利地位,影響了行業的健康發展。二是少數企業無視國家危險廢物管理要求,違法從事廢鉛蓄電池收集、貯存和處置活動,大量廢鉛酸蓄電池涌入非法回收利用渠道,使得規范的回收企業缺乏價格競爭優勢。三是鉛酸蓄電池行業缺少技術支持,經濟合理的污染治理技術,特別是蓄電池的清潔生產技術產業化運作明顯不足,先進技術推廣不夠,制約了行業的技術進步。

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