蓄電池充電技術的研究說明

蓄電池充電技術的研究說明

蓄電池具有電壓穩定、供電可靠、移動方便等優點，它廣泛地應用于發電廠、變電站、通信系統、電動汽車、航空航天等各個部門。蓄電池主要有普通鉛酸蓄電池、堿性鎘鎳蓄電池以及閥控式密封鉛酸蓄電池三類。普通鉛酸蓄電池由于具有使用壽命短、效率低、維護復雜、所產生的酸霧污染環境等問題，其使用范圍很有限，目前已逐漸被閥控式密封鉛酸蓄電池所淘汰。閥控式密封鉛酸蓄電池整體采用密封結構，不存在普通鉛酸蓄電池的氣漲、電解液滲漏等現象，使用安全可靠、壽命長，正常運行時無須對電解液進行檢測和調酸加水，又稱為免維護蓄電池。它已被廣泛地應用到郵電通信、船舶交通、應急照明等許多領域。堿性鎘鎳蓄電池的特點是體積小、放電倍率高、運行維護簡單、壽命長，但由于它單體電壓低、易漏電、造價高且容易對環境造成污染，因而其使用受到限制，目前主要應用在電動工具及各種便攜式電子裝置上。

普通鉛酸蓄電池主要由極板組、電解液和電池槽等部分組成。正、負極板都由板柵和活性物質構成，其中正極板上的活性物質是棕色的二氧化鉛（PbO2），負極板上的活性物質為深灰色的海綿狀純鉛（Pb）。電解液是用蒸餾水（H2O）和純硫酸（H2SO4）按一定的比例配成的。在充電過程中，電解液與正、負極板上的活性物質發生化學反應，從而把電能變成化學能貯存起來；在放電過程中，電解液也與正、負極板上的活性物質發生化學反應，把貯存在蓄電池內的化學能轉換成電能供給負載。為了使化學反應能正常進行，電解液必須具有一定的濃度。電池槽是極板組和電解液的容器，它必須具有較好的耐酸性能、緣性能和較高的機械強度。

在蓄電池正、負極板之間接入負載，便開始了蓄電池的放電過程。此時，正極板電位下降，負極板電位上升，正負極板上的活性物質（PbO2和Pb）都不斷地轉變為硫酸鉛（PbSO4），電解液中的硫酸逐漸轉變為水，電解液比重逐漸下降，從而使蓄電池內阻增加、電動勢降低。如果在蓄電池的正、負極板之間接入輸出電壓比蓄電池端電壓高的直流電源，蓄電池的充電過程便開始了。此時，正極板電位因正電荷聚集而上升，負極板電位因負電荷聚集而下降，正極板上的PbSO4逐漸變為PbO2，負極板上的PbSO4逐漸變為海綿狀Pb。同時，電解液中H2SO4合成逐漸增多，水分子逐漸減少，電解液比重逐漸增加，蓄電池端電壓也不斷提高。