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车用蓄电池是如何产生电能的?这要先从铅酸转换说起

作者:佚名 2019-11-11 10:50:16

汽车中使用的电池都是铅酸电池,铅酸电池是将化学能转化为电能的装置,是可逆的低压直流电源。

其功能是在发动机起动时向起动机、点火系统和其他主要电气设备供电,并在发电机缺电时协助供电。同时,它可以吸收电路中的瞬态过电压,保护电气设备。

根据结构不同,大致可以分为普通蓄电池、免维护蓄电池、干充电蓄电池和胶体蓄电池。整体结构由极板、电解液、隔板和壳体组成。

铅酸蓄电池中的“铅酸”是指蓄电池中极板和电解液的材料。“铅”是指极板的材料,分为正极板和负极板,正极板上有二氧化铅,负极板上有纯铅。

所谓“酸”是指电解质材料,是由纯硫酸和蒸馏水按一定比例配制而成的硫酸水溶液(密度为1.24 ~ 1.31克/立方厘米),具有一定的腐蚀性。

电解质的密度对电池的容量和使用寿命有很大影响。一般来说,密度越高,电池的充电容量越充足,冰点越低,在寒冷的冬天不会结冰。如果电解质的密度很低,电池的电量基本上会发光。此时,电池在寒冷地区有结冰的危险。

蓄电池的工作过程是这些“铅酸”的相互转化过程。在静止状态下,在正极板上,二氧化铅与硫酸反应生成带正电荷的铅离子,铅离子漂浮在正极板上,因此正极板具有2v的正电势。

在负极板上,纯铅电离成铅离子和电子,这两个电子留在负极板上,使得负极板具有约-0.1v的负电位;这样,在正极和负极之间形成大约2.1v的电位差,这是铅酸电池可以建立电动势的原理。

当电池放电时,硫酸与正负极板上的铅和二氧化铅发生化学反应,生成硫酸铅和水。在此过程中,大量电子从负极板流向正极板,从而形成放电电流。

由于电解质中水分的增加,电解质的密度逐渐降低。放电越多,电解质的密度越低。随着反应的进行,极板上的硫酸铅越来越多,反应速度越来越慢,放电越来越少。

当大多数电极板被硫酸铅覆盖时,反应基本终止。此时,所谓的“放电”,电解质的密度降至最低。

蓄电池充电时,在外部电源的作用下,极板上的硫酸铅还原成纯铅和二氧化铅,电解液中的水还原成硫酸,大量电子从正极极板返回负极极板。

从而形成充电电流;随着充电的进行,电解液中的硫酸增加,电解液的密度逐渐增加。充满电越多,电解质的密度越高。

然而,当极板上的硫酸铅完全转化时,电解质的密度也达到最高。如果此时继续充电,电将电解水产生氢气和氧气,这就是电池在充电过程中会“起泡”的原因。

因此,铅酸蓄电池的充放电过程实际上是硫酸与蓄电池中纯铅和二氧化铅的化学反应过程,这将伴随着电解液密度的变化。因此,可以通过检查电解质的密度来粗略判断电池的充电状态,并且电池的电池指示器pro通过使用该原理来制造。

早期的电池是打开的。每个电池都有一个通气孔,所以一些电解质会从孔中挥发出来。此外,充电过程中产生的氢气和氧气也会从孔中逸出,因此电解液会越来越少,在使用过程中需要定期添加和调整电解液的密度。

后来,人们开发了免维护电池,其特点是使用安全通气孔,并在排气室内安装氧化铝过滤器和钯催化剂,以防止内部硫酸蒸汽的排放。

腐蚀效果降低,化学反应中产生的氢离子和氧离子重新结合,产生的水返回电解质,从而减少水的消耗。

免维护电池使用寿命长,使用过程中不需要添加电解液,自放电少,不需要补充充电,因此在汽车中得到广泛应用,并将逐步取代现有的普通铅酸电池。

铅酸电池最怕两件事:低温和过度放电。实践证明,当环境温度升高1℃时,电池容量也将增加0.8%。相反,当环境温度降低1℃时,电池容量将相应降低0.8%。

当温度低至-10℃时,电池容量仅为正常值的72%;当温度低至-20℃时,电池容量仅为正常值的64%。

此外,汽车电池是浅充电和浅放电的铅酸电池,过度放电对电池极其有害。数据显示,当电池完全放电然后再充电时,它只能充电到原来容量的80%。

因此,我们必须避免在日常使用中出现这两种情况,如不频繁启动发动机、停车后不使用大量电池等。(文/卡简诺。:老侯街车)

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