铅蓄电池PPT
铅蓄电池是一种电极主要由铅及其氧化物制成，电解液是硫酸溶液的蓄电池。铅蓄电池放电状态下，正极主要成分为二氧化铅，负极主要成分为铅；充电状态下，正负极的主要...
铅蓄电池是一种电极主要由铅及其氧化物制成，电解液是硫酸溶液的蓄电池。铅蓄电池放电状态下，正极主要成分为二氧化铅，负极主要成分为铅；充电状态下，正负极的主要成分均为硫酸铅。一个单格铅蓄电池的标称电压是2V,能放电到1.5V,能充电到2.4V；在应用中，经常用6个单格铅蓄电池串联起来组成标称是12V的铅蓄电池，还有24V、36V、48V等。历史铅蓄电池自1859年发明至今，已有150多年的历史。因其价格低廉、材料来源丰富、比功率较高、技术和制造工艺较成熟、资源回收率高等综合因素，在大规模应用的化学电源中仍占有一定的市场。特别是在起动和大型储能等应用领域，铅蓄电池产品短期内还难以被其他产品所替代。工作原理铅蓄电池由正极板群、负极板群、电解液和容器等组成。充电后的正极板是棕褐色的二氧化铅（PbO₂），负极板是灰色的绒状铅（Pb），当两极板放置在浓度为27%～37%的硫酸(H₂SO₄)水溶液中时，极板的铅和硫酸发生化学反应，二价的铅正离子（Pb2+）转移到电解液中，在负极板上留下两个电子(2e-)。由于正负电荷的引力，铅正离子聚集在负极板的周围，而正极板在电解液中水合氢离子(H3O+)在电力作用下转移到负极板，与电子结合生成氢气(H2)，从长金属棒上冒出逸出。随着反应的进行，极板上的活性物质逐渐变成硫酸铅(PbSO4)，电解液中的硫酸分子不断减少，水分子增多，溶液浓度下降。表现出蓄电池的端电压不断下降。当外电路接通，并有负载时，正极的二氧化铅和硫酸反应生成硫酸铅，并吸收电子，这个反应是放电的负极反应。当正极上的二氧化铅(PbO₂)遇到硫酸时，放电反应是正极的硫酸铅(PbSO₄)与水(H₂O)反应，生成过氧化氢(H₂O₂)中间化合物，然后分解为硫酸和水，同时有氧气放出。当氧气在正极附近放出时，与金属铅(Pb)反应，生成碱式硫酸铅[2PbSO₄·Pb(OH)₂]，依附在极板上。放电时，负极上发生的主要反应是海绵状铅与硫酸反应，生成硫酸铅和氢气，并放出电子，这个反应是放电的负极反应。硫酸溶液浓度下降到一定程度时，必须充电。如果用外接电源充电，两极分别生成铅和二氧化铅，硫酸溶液浓度逐渐恢复到原来的浓度，这种现象称为“可逆性”，正是它的可逆性使铅蓄电池成为可充电的电池。铅蓄电池的充电铅蓄电池的充电方式有恒流充电和恒压充电两种。恒流充电是指充电过程中使充电电流保持不变的方法。恒压充电是指充电过程中保持充电器输出电压恒定的方法，充电电流随蓄电池端电压的升高而减小。恒压充电其优点在于能避免蓄电池过充和产生析气等故障，其所用充电设备比恒流充电简单，成本低，适用于补充充电、放电后和搁置时间很长的蓄电池的充电。铅蓄电池的维护蓄电池的维护相对简单，但如果不进行必要的维护，就会出现过早损坏。蓄电池维护主要包括：电解液的密度应按照规定的密度加注电解液。电解液密度每高出规定值10g/cm³，电池和极板就会增加自放电而损坏。电解液面应高出极板10～15mm，液面过低，极板露出部分会硫化；过高，则电解液容易溢出充电充电过程中电解液的温度不得超过45℃。充电时应将蓄电池的盖打开，并在通风良好、远离火种的地方进行，防止因充电产生氢气而发生爆炸。并且充电时严禁烟火，防止充电时产生的氢气爆炸放电蓄电池放电到终止电压后，继续放电称为过放电。过放电会严重损害蓄电池，对蓄电池的电气性能及循环寿命极为不利。蓄电池放电到终止电压时内阻较大，电解液浓度非常稀薄，特别是极板孔内及表面几乎处于中性，过放电时内阻有发热倾向，体积膨胀，放电电流较大时，明显发热（甚至出现发热变形），这时硫酸铅浓度很大，生存结晶枝，穿透隔板造成蓄电池短路。所以蓄电池使用时应防止过放电，“欠压”保护是有效的措施。“欠压”保护是指当蓄电池放电到终止电压时，通过某种装置自动切断用电设备的电源，以防止蓄电池过放电铅蓄电池的优缺点优点：价格相对便宜铅是地球上储量丰富的元素之一，因此铅蓄电池的成本相对较低技术成熟铅蓄电池的技术已经相当成熟，生产和维护经验丰富高放电率铅蓄电池可以快速地提供大量的电流，这对于启动大型设备或短时间内的高负荷工作非常有利缺点：重量大铅蓄电池的重量较大，使得其在某些需要轻便电源的应用中不适用维护要求高铅蓄电池需要定期加水以维持电解液的高度，并且需要定期进行充电和放电维护，否则会导致性能下降环境污染铅是一种有毒物质，如果铅蓄电池的处置不当，会对环境造成污染铅蓄电池的应用领域尽管近年来锂离子电池和其他类型的电池在技术和市场上取得了显著的进步，但铅蓄电池仍然在许多领域发挥着重要作用，特别是在以下方面：汽车起动电池铅蓄电池是最常见的汽车起动电池，用于提供发动机启动所需的电力备用电源在电信、数据中心和UPS（不间断电源）系统中，铅蓄电池用作备用电源，确保在电网故障时能够持续供电储能系统在可再生能源系统中，铅蓄电池用于存储多余的电能，以便在需要时释放工业应用铅蓄电池在工业设备、叉车、电动车辆等领域也有广泛的应用铅蓄电池的未来趋势尽管铅蓄电池在许多领域仍然具有重要的应用价值，但随着环保意识的提高和新型电池技术的发展，铅蓄电池的市场份额正在逐渐缩小。锂离子电池、镍金属氢化物电池和燃料电池等新型电池技术具有更高的能量密度、更长的循环寿命和更低的维护成本，正在逐步取代铅蓄电池在某些领域的应用。然而，由于铅蓄电池的成本优势和技术成熟性，它在一些特定领域仍将保持一定的市场份额。此外，随着环保法规的日益严格和循环经济的推广，铅蓄电池的回收和再利用也受到越来越多的关注。通过有效的回收和处理，可以减少铅蓄电池对环境的影响，同时实现资源的循环利用。总的来说，铅蓄电池作为一种成熟、可靠的电源解决方案，在许多领域仍然发挥着重要作用。然而，随着新型电池技术的发展和环保要求的提高，铅蓄电池的应用领域和市场地位将面临一定的挑战和变化。
