电池的分类及用途
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由于电池的种类很多,而且用途比较广泛,下面我们一起来看看电池的分类及用途 。
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电池的分类和应用
干电池
一种常用的是碳锌干电池(图3) 。负极是由锌制成的圆柱体,其中含有氯化铵作为电解液,少量氯化锌、惰性填料和水作为糊状电解液,正极是由掺杂二氧化锰的糊状电解液包围的碳棒 。电极反应是:负极的锌原子变成锌离子(Zn++),释放电子,正极的铵离子得到电子,变成氨和氢 。氢被二氧化锰赶走,消除极化 。电动势约为1.5伏 。
蓄电池
种类很多,共同的特点是可以经过多次充放电循环,可以重复使用 。
铅蓄电池
最常用的电极板是铅合金制成的栅格,电解液是稀硫酸 。两块极板上覆盖着硫酸铅 。但充电后,正极板上的硫酸铅变成了二氧化铅,负极上的硫酸铅变成了金属铅 。放电时,发生相反的化学反应 。
铅酸电池的电动势约为2伏,通常串联起来形成6伏或12伏的电池 。电池放电时,硫酸浓度降低 。测量电解液比重的方法可以用来判断电池是否需要充电或者充电过程是否可以结束 。
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铅酸蓄电池的优点是放电时电动势相对稳定,缺点是比能量小(单位重量储存的电能)和对环境腐蚀性强 。
它由正极板组、负极板组、电解液和容器组成 。充电后正极片为棕色二氧化铅(PbO2),负极片为灰色蓬松铅(Pb) 。将两块电极板置于27% ~ 37% H2SO4水溶液中,电极板的铅和硫酸发生化学反应,二价铅离子(Pb2+)转移到电解液中,在负极板上留下两个电子(2e-) 。由于正负电荷的吸引,铅正离子聚集在负极板周围,而少量二氧化铅(PbO2)在正极板电解液中水分子的作用下渗入电解液,其中二价氧离子与水结合,使二氧化铅分子成为可离解的不稳定物质——氢氧化铅(Pb (OH4)) 。氢氧化铅由4价铅离子(Pb4+)和4个羟基[4 (OH)-]组成 。正铅离子(Pb4+)留在正极板上,使正极板带正电 。因为负极板带负电,所以两块板之间有一定的电位差,这就是电池的电动势 。当外部电路接通时,电流从正极流向负极 。在放电过程中,负极板上的电子通过外部电路不断流向正极板 。此时硫酸分子在电解液中电离成氢正离子(H+)和硫酸负离子(SO42-) 。在离子电场力的作用下,两个离子分别向正负电极移动 。到达负极板后,硫酸根负离子与铅正离子结合形成硫酸铅(PbSO4) 。在正极板上,电子从外电路流入,与四价铅正离子(Pb4+)结合形成二价铅正离子(Pb2+),在正极板附近立即与硫酸根负离子结合,形成附着在正极板上的硫酸铅 。
随着电池的放电,正负极板都被硫化,而电解液中的硫酸逐渐减少,含水量增加,导致电解液比重下降 。在实际使用中,可以通过测量电解液的比重来确定电池的放电程度 。铅蓄电池在正常使用情况下,不应过放电,否则,混有活性物质的硫酸铅细晶体会形成较大的体,不仅增加了极板的电阻,而且使其在充电过程中难以恢复,直接影响蓄电池的容量和寿命 。铅酸电池的充电是放电的逆过程 。
铅酸蓄电池因其工作电压稳定、工作温度和电流范围宽、数百次充放电循环、储存性能好(特别适合干充储存)和成本低而得到广泛应用 。使用新型铅合金可以提高铅蓄电池的性能 。如果采用铅钙合金作为栅极,可以保证最小的浮动充电电流,减少加水量,延长使用寿命;采用铅锂合金铸造正极板栅可以减少自放电,满足密封的需要 。此外,应逐步将开放式铅蓄电池改为封闭式铅蓄电池,并开发耐酸、防爆、除氢铅蓄电池 。
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铅晶体蓄电池
铅晶电池采用专有技术,使用的高电导率硅酸盐电解液是对传统铅酸蓄电池电解液的复杂改性,无酸雾内成型工艺是成型工艺的创新 。这些技术在国内外都是首创,产品在生产、使用和废弃方面都没有污染问题,更符合环保要求 。由于铅晶电池使用硅酸盐代替硫酸溶液作为电解液,克服了铅酸电池使用寿命短、不能大电流充放电等一系列缺点,更符合动力电池的必备条件 。铅晶体电池也将对动力电池领域产生巨大的推动作用 。
铅晶体电池比铅酸电池有无可比拟的优势;
1.铅晶体电池使用寿命长
铅酸电池一般循环充放电350次左右,而铅晶电池在放电60%额定容量的前提下循环寿命在700次以上,相当于铅酸电池寿命的两倍 。
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