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中級通信設(shè)備環(huán)境知識點精講之閥控式密封鉛酸蓄電池的基本結(jié)構(gòu)

動力與環(huán)境責(zé)任編輯：小狐貍 2016-08-19

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摘要：下面是由希賽小編整理的中級通信設(shè)備環(huán)境知識點精講之閥控式密封鉛酸蓄電池的基本結(jié)構(gòu)，希望能幫助學(xué)友們。具體內(nèi)容如下

下面是由希賽小編整理的中級通信設(shè)備環(huán)境知識點精講之閥控式密封鉛酸蓄電池的基本結(jié)構(gòu)，希望能幫助學(xué)友們。具體內(nèi)容如下：

閥控式密封鉛酸蓄電池的基本結(jié)構(gòu)

1.基本結(jié)構(gòu)簡介

闊控式密封鉛酸蓄電池(ValveRegulatedLeadAcid,VRLA)有玻璃纖維隔板吸附式與膠體電解液式兩種形式。

這里主要介紹應(yīng)用較廣泛的玻璃纖維隔板吸附式VRLA的組成結(jié)構(gòu)，如圖3所示。

閥控式密封鉛酸蓄電池主要由以下幾部分構(gòu)成。

(1)極板：由板柵與活性物質(zhì)構(gòu)成，分正極板與負極板兩種。

(2)隔板與電解液：隔板由超細玻璃纖維經(jīng)抄制而成;電解液為一定比重的稀硫酸溶液。

(3)外殼：包括電池槽、蓋板等塑料件。

(4)匯流排與端極柱：電池內(nèi)部極板與電池外部之間的導(dǎo)流體。

(5〉安全閥：一般由閥體、橡膠件與防爆片組成。

2.極板

閥控式密封鉛酸蓄電池的極板通常為涂音式，分板柵與活性物質(zhì)兩部分。板柵的作用是支撐活性物質(zhì)和導(dǎo)電，活性物質(zhì)的作用是通過電化學(xué)反應(yīng)儲存電能或輸出電能。

(1)板柵

板柵合金。純鉛板柵因為機械性能不好，很難加工。經(jīng)一段時間的研究，有人發(fā)明了鉛銻合金板柵。梯通過與鉛形成低共熔物分散于鉛固熔體樹枝晶間而使板柵強度得到增加。這種板柵合金因其良好的機械性能、加工性能等直到現(xiàn)在還得到較廣泛的應(yīng)用。但它有一個弱點，就是負極析氫電位低，在正常充電情況下析出氣體較多，自放電也較大，無法實現(xiàn)密封。

鉛鈣合金的出現(xiàn)使鉛酸蓄電池的密封成為可能。鉛釣合金為沉淀硬化型合金，在鉛基質(zhì)中形成Pb3Ca金屬間化合物的細顆粒沉淀，使得合金具有一定的機械強度，其電導(dǎo)優(yōu)于鉛銻合金，最重要的是用它作負板柵，析氫量小，水損失少。

由于單純的鉛鈣合金不能滿足板柵的制造工藝性及理化性能要求，人們經(jīng)過不斷探索，相繼引入了Al與Sn.A1的加入不僅解決了鈣的燒損問題，而且作為成核劑，大大降低了原始晶粒尺寸，并且増加了鉛鐘合金中Ca的沉淀。Sn的加入不僅提S了合金鑄造時的流動性，而且提高了電池深放電后的再充電能力，有效地解決了“無鎊效應(yīng)”(一種因為取消原鉛銻合金中的銻而出現(xiàn)的早期容量損失現(xiàn)象)。

Pb-Ca-Sn-Al合金因解決了鉛銻合金析氫電位低、自放電大的缺點，從而成為閥控式密封鉛酸蓄電池板柵的主要材料。Pb般采用鉛含量在99.994%以上的電解鉛，因為Fe、Ni等雜質(zhì)會降低析氫電位，增加電池的自放電。

板柵的結(jié)構(gòu)。板柵作為蓄電池的關(guān)鍵部件，對蓄電池的放電性能起著很重要的作用。在活性物質(zhì)利用率不能取得*大性能突破的情況下，良好的板柵設(shè)計對蓄電池性能的提高常常起到重要作用。

蓄電池因用途不同，板柵設(shè)計也有多種形式。板柵越厚，相對耐腐蝕性能越好，怛活性物質(zhì)利用率低;板柵越薄，相對耐腐蝕性能越差，但活性物質(zhì)利用率較高。汽車啟動用電池要求大電流放電性能優(yōu)越，壽命要求一般，因而板柵最薄，有的做到0.8,而固定型電池要求壽命較長，正板柵厚度一般不低于4rmri。當(dāng)然，隨合金的不斷發(fā)展，具有優(yōu)良的耐腐性能的新型合金制作的板柵厚度可以薄些。

(2)活性物質(zhì)

活動物質(zhì)在其形成過程中主要經(jīng)歷鉛粉制造、合音、涂板、固化、化成幾個過程。

鉛粉由Pb弓PbO組成，一般PbO占70%?80%,在鉛粉制造過程中，空氣起著重要的作用，它是鉛氧化反應(yīng)的反應(yīng)物之一。鉛膏是由鉛粉、水、硫酸和添加劑混合攪拌并發(fā)生物理、化學(xué)變化而制成的可塑性膏狀混合物。鉛斉含有氧化鉛、堿式硫酸鉛、金屬鉛、氮氧化鉛、水和添加劑，將其涂填在板柵h或擠灌于管子中分別制造鉛酸莆電池涂育式極板或管式極板。涂膏式極板經(jīng)過涂膏、表面干燥。然后在規(guī)定工藝條件下失水，可塑性鉛膏定型，凝結(jié)成微孔均勻的固體，這一過程稱為固化，固化之后還要繼續(xù)進行T燥。固化后的極板分正板與負板兩種，其區(qū)別是正板較厗，負板較薄，負板鉛音中含有一些膨脹劑，而正板中沒有。正板與負板中活性物質(zhì)的構(gòu)成此時是基本相同的，只有經(jīng)過化成，正負板才產(chǎn)生明顯的差別。化成后正板鉛膏絕大部分轉(zhuǎn)化為Pb02,呈褐色：負極鉛斉絕大部分轉(zhuǎn)化為海綿狀Pb,呈鉛灰色。化成分極板化成與電池化成兩大類。極板化成的特征是固化干燥后的生極板經(jīng)過化成工序?qū)崿F(xiàn)活性物質(zhì)的轉(zhuǎn)化之后，再進行蓄電池的裝配。電池化成的特征是固化干燥后的生極板先組裝成電池，然后灌酸充電，實現(xiàn)活性物質(zhì)的轉(zhuǎn)化。

極板化成最旱采用焊接化成的方式，其主要經(jīng)過是裝槽、焊接、充電、拆焊、出槽、水洗、T燥等工序。因為焊接工序采用點焊的形式，用焊條將板耳與鉛條逐個點焊起來，產(chǎn)生的鉛煙污染較大，且逐片焊接工作?十分繁重。經(jīng)過多年實踐，現(xiàn)大部分采用極板化成的廠家己改為不焊接化成。

3.隔板與電解液

(1)隔板

閥控式密封鉛酸蓄電池隔板主要是超細玻璃纖維隔板，其作用是將止負極板隔幵，防止正負極短路;吸附并保持電解液;為氧循環(huán)復(fù)合反應(yīng)提供氣體通道：保持對極板施加一定的壓力。

由超細玻璃纖維隔板的作用可以看出，其性能好壞對蓄電池的性能影響比較大。一般對其性能有如下要求：

①電阻小，厚度均勻，誤差?。?/p>

②孔率高，但最大孔徑要?。?/p>

③吸收電解液的速度快，保持電解液的能力強：

④抗拉強度適中，能夠滿足裝配要求：

⑤耐氧化能力強。

超細玻璃纖維隔板(AbsorptiveGlassMat,AGM)的原料為玻璃球高溫熔化后噴吹而成的超細玻璃纖維。隔板中的微孔一般分兩種：一種是與隔板平面平行方向的微孔，另一種是與隔板平面垂直方向的較大的孔。當(dāng)電池內(nèi)電解液具有一定貧液度時，微孔中充滿電解液，而較大的孔則可以讓氣體通過。

AGM隔板原料應(yīng)采用不同直徑的玻璃纖維棉搭配使用。較細的玻璃纖維棉形成較小的孔，吸酸能力較強，而較粗的玻璃纖維棉形成較大的孔，有利于為氧氣提供氣體通道，以便氧氣在負極板被吸收再生成水。

(2)電解液

閥控式密封鉛酸蓄電池的電解液是一定比重的稀硫酸，一般比重為1.26?1.32(25°C)，它被吸附在隔板中與極板的微孔中。電解液參加電池的化學(xué)反應(yīng)，是活性物質(zhì)之電解液配制應(yīng)采用質(zhì)量較高的硫酸與水，電解液中的添加劑一般有磷酸或磷酸鹽類、硫酸鹽類、有機物類、絡(luò)合劑類等幾大類。

4.外殼及其密封結(jié)構(gòu)

(1)電池殼的材質(zhì)

閥控式密封鉛酸蓄電池的外殼材質(zhì)一般為ABS或PP.ABS是一種改性聚苯乙烯，PP為聚丙烯。閥控式密封鉛酸蓄電池的外殼材質(zhì)的主要性能指標(biāo)如下：

①氧氣透過系數(shù)：指在單位時間內(nèi)，單位壓差下，透過單位面積、單位厚度試樣的氧氣透過量;

②水蒸氣透過量：指試樣兩面水蒸氣壓差和試樣厚度一定，溫度一定，相對濕度一定的條件下，一平方米面積，24h內(nèi)所透過的水蒸氣量;

③沖擊強度：指材料對高速沖擊斷裂的抵抗能力，或者說在髙速形變下，在極短的負載時間下表現(xiàn)出的破壞強度。對某些沖擊強度高的塑料，常在試樣中間開有規(guī)定尺寸的缺口，以降低試樣在斷裂時所需要的功，這稱為缺口沖擊強度;

④擊穿電壓強度：指以連續(xù)升壓的方式對塑料試樣施以電壓，試樣被擊穿時的電壓值與試樣厚度之比;

⑤介電常數(shù)：表示電容器的極板間不是真空而有某種介質(zhì)時電容增加的倍數(shù)。

(2)電池殼的密封

閥控式密封鉛酸蓄電池外殼由槽、蓋板等塑料件構(gòu)成，蓋上有極柱輸出孔。電池密封除安全閥密封外，還有槽蓋密封及極柱密封。聚內(nèi)烯只能用熱封形式，而ABS可用膠封，也可用熱封形式。熱封指將槽蓋對接部位熔化，壓合而成為一體的一種粘接形式，這種工藝密封可靠，效率較高。

膠封指將槽與蓋用環(huán)氧膠或聚胺酯等膠粘接起來的一種密封形式?一般較小或較大的電池不易實現(xiàn)熱封而采用膠封。粘接膠要求對ABS有一定的腐蝕性，具有優(yōu)良的耐酸性、強度、韌性等。

5.匯流排與端極柱