铅酸蓄电池的结构组成

汽车使用的电池必须满足发动机起动的需要，即在短时间内给起动机提供大电流。汽车用的电池通常被称为启动电池。根据电解液的不同，启动电池可分为酸性电池和碱性电池。

铅酸电池结构铅酸电池结构简单，价格低廉，内阻小，启动性能好。它可以在短时间内提供起动机所需的大电流，因此得到了长期广泛的应用。铅酸电池是由两组极板插入装有稀硫酸的容器中组成的电能储存装置。它由正极板、负极板、隔板、电池盖、电解液、充液孔盖和电池壳组成。

容器分为3格或6格，每格装有电解液，正负极板浸入电解液中成为单格电池。每个单格电池的标称电压为2V，因此，3个串联起来成为6V蓄电池，6格串联起来成为12V蓄电池。1．蓄电池的极板1）构成极板是电池的基本部件，它的作用是接受充入的电能和向外释放电能。极板由栅架和活性物质组成。分为正极板和负极板，正极板上的活性物质是棕红色的二氧化铅，负极板上的活性物质是青灰色的海绵状纯铅，如图1-2所示。栅架一般由铅锑合金铸成，其作用是固结活性物质。如图1-3所示：为了降低蓄电池的内阻，改善蓄电池的起动性能，有些铅蓄电池采用了放射形栅架，右图为 桑塔纳 汽车蓄电池放射形栅架的结构。2）极板的片数将正、负极板各一片浸入电解液中，可获得2V左右的电动势。为了增大蓄电池的容量，常将多片正、负极板分别并联，组成正、负极板组，如图所示。在每个单格电池中，正极板的片数要比负极板少一片，这样每片正极板都处于两片负极板之间，可以使正极板两侧放电均匀，避免因放电不均匀造成极板拱曲。2．隔板，如图1-4所示：作用：放置在正负极板之间，以避免其接触而短路。要求：应具有多孔性，以便电解液渗透，且化学稳定性要好，具有耐酸和抗原氧化性。1）木质价格便宜，但耐酸性差，已很少使用。2）微孔橡胶性能好，寿命长，但生产工艺复杂、成本高，故尚未推广使用。3）微孔塑料其孔径小、孔率高、薄而软，生产效率高、成本低，所以目前推荐使用。4）玻璃纤维纸浆和玻璃纤维丝棉5）袋式隔板免维护蓄电池使用较多，它将正极板装入，起到良好的分隔作用，这样可以增大极板面积，进而增大蓄电池的容量。注意事项：隔板一面平整，一面有沟槽，沟槽应面对着正极板，且与底部垂直，以便充放电时，电解液能通过沟槽及时供给正极板，当正极板上的活性物质PbO2脱落时能迅速通过沟槽沉入容器底部。

3．电解液电解液是蓄电池内部发生化学反应的主要物质，它由纯净硫酸和蒸馏水按一定比例配制而成，也叫稀硫酸。水的密度为1g/c m3 ，硫酸的密度为1.84/cm3，两者以不同的比例混合后形成不同密度的电解液。电解液的密度对蓄电池的工作有重要影响，密度大，可减少结冰的危险并提高蓄电池的容量，但密度过大，则粘度增加，反而降低蓄电池的容量，缩短使用寿命。汽车用铅蓄电池的电解液密度一般为1.24～1.30g/cm3，使用中电解液密度应根据地区、气候条件和制造厂家的要求而定。不同地区和气候条件下电解液的相对密度表2—1@2019

铅蓄电池的工作原理：

1．铅蓄电池放电：

设铅蓄电池已经过别的电源充电，这时正极板表面是一层二氧化铅（Pbo2），而负极极为海绵状铅。电解波（稀硫酸溶液）中分子离解，形成正的氢离子（2H+）及负的硫酸根离子（SO24-2）。当铅蓄电池接入负载，闭合电路产生电流，在蓄电池内部的电流是离子电流，方向是由负极板向正极板。

所以正的氢离子向正极板移动，在正极板上产生如下的化学反应：

PbO2＋2H+＋H2SO4＝2H2O＋PbSO4

负的离子（SO24-2)）向负极板移动，在负极板上发生的化学反应为：

Pb2＋SO24-2)＝PbSO4

可见，在铅蓄电池放电终结时，两极板表面都生成硫酸铅，电解液中硫酸则随放电过程而被消耗，同时形成水，使硫酸溶液浓度变小。这样由于两极板都是同一种物质的导体，就不能作为化学电源了。

2．铅蓄电池充电：

将另一个电源的正、负极与被充电的铅蓄电池的正、负极相连。这时蓄电池内部电流方向是从正极板向负极板，硫酸溶液中的正的氢离子向负极板移动。在负极板上发生的化学反应为：

PbSO4＋2H+＝Pb2＋H2SO4

可见经过充电，负极板表面又重新形成一层海绵状的铅，同时形成硫酸，硫酸溶液中的硫酸根负离子（SO4-2)）向正极板移动，与正极板发生的化学反应为：

PbSO4＋2H2O＋SO4-2－＝PbO2＋2H2SO4

可见充电的结果，使两个极板表面成为不同物质的导体，硫酸的浓度也得到恢复，于是又成为化学电源。

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