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铅酸蓄电池原理结构及爆炸原因


发布时间:2018-06-07 21:38 来源:未知 浏览次数:
    
  
  由于人们在蓄电池的使用中并不十分了解,所以在蓄电池使用中多多少少会出现一些错误。
  产品概述
  铅酸蓄电池(VRLA)是一种电极主要由铅及其氧化物制成,电解液是硫酸溶液的蓄电池。铅酸电池荷电状态下,正极主要成分为二氧化铅,负极主要成分为铅;放电状态下,正负极的主要成分均为硫酸铅。一个单格铅酸电池的标称电压是2.0V,能放电到1.5V,能充电到2.4V;在应用中,经常用6个单格铅酸电池串联起来组成标称是12V的铅酸电池,还有24V、36V、48V等。
  VRLA电池是这样设计的:在电池中,一部分数量的电解液被吸收在极片和隔板中,以此增加负极吸氧能力,阻止电解液损耗,使电池能够实现密封。
  VRLA电池结构
Parts组件 材料 作用
正极 正极为铅-锑-钙合金栏板,内含氧化铅为活性物质 保证足够的容量 长时间使用中保持蓄电池容量,减小自放电
负极 负极为铅-锑-钙合金栏板,内含海绵状纤维活性物质 保证足够的容量 长时间使用中保持蓄电池容量,减小自放电
隔板 先进的多微孔AGM隔板保持电解液,防止正极与负极短路。 防止正负极短路 保持电解液 防止活性物质从电极表面脱落
电解液 在电池的电化学反应中,硫酸作为电解液传导离子 使电子能在电池正负极活性物质间转移
外壳和盖子 在没有特别说明下,外壳和盖子为ABS树脂 提供电池正负极组合栏板放置的空间
安全阀 材质为具有优质耐酸和抗老化的合成橡胶。 电池内压高于正常压力时释放气体,保持压力正常 阻止氧气进入
端子 根据电池的不同,正负极端子可为连接片、棒状、螺柱或引出线。 密封端子有助于大电流放电和长的使用寿命
 
  
  电极中的电化学反应
  阀控铅酸电池的电化学反应式如下所示。充电是将外部直流电源连在蓄电池上进行充电,使电能转化成化学能储存起来。放电是电能从电池中释放出来去驱动外部设备。
  当VRLA蓄电池充电将达到顶点时,充电电流只被用来分解电解液中的水,此时,电池正极产生氧气,负极产生氢气,气体会从蓄电池中溢出,造成电解液减少,需不定时加水。
  另一方面,充电末期或过充条件下,充电能量被用来分解水,正极产生的氧气与负极的海绵状铅反应,使负极的一部分处于未充满状态,抑制负极氢气的产生。
  新旧电池串联使用
  新蓄电池由于化学反应物质较多,端电压较高,内阻较小,而旧蓄电池端电压较低,内阻较大,一般12V新蓄电池内阻为0.015-0.018欧姆,旧蓄电池的内阻却多在0.085欧姆以上,如果将新旧蓄电池串联使用,那么在充电状态下,旧蓄电池两端的充电电压将高于新蓄电池两端的充电电压,结果造成新蓄电池尚未充满,而旧蓄电池早已经过高,而在放电状态下,由于新蓄电池的容量比旧的蓄电池容量大,结果造成旧蓄电池过量放电,甚至引起旧蓄电池反极,蓄电池鼓胀造成副作用。它会损耗新蓄电池的电能,同时也会造成电器内部的电压不稳,也存在着旧蓄电池使用过度所带来的危险。
  引起爆炸的三种原因:
  蓄电池内压过高引起蓄电池壳爆炸
  由铅酸蓄电池工作原理,人们知道在蓄电池充电过程中,尤其是充电末期由于过充电,水分解为氢气和氧气,短路、严重硫化以及充电时电解液温度急剧上升,都会使水分大量蒸发,这时若加液孔盖的通气孔堵塞,由于气体太多来不及溢出,蓄电池内部的压力将升得很高,先引起蓄电池槽变形,当内压达到一定压力会从蓄电池槽盖结合处或其他薄弱处爆裂,这是一种物理过程。当蓄电池内部压力高于0.25MPa时蓄电池发生爆裂,爆裂位置位于槽盖热风结合处或应力集中的边角处。
  氢气遇明火形成的蓄电池爆炸
  氢气和氧气混合气体的爆炸极限为氢气占混合气体体积的4%-96%,氢气和空气的混合气体的爆炸极限为氢气占混合气体体积的4%-74%。如果过充电量的80%用于电解水,蓄电池内部的氢气含量大于爆炸范围之内,当蓄电池中或空气中的含氢量累积至爆炸极限时,遇到明火就会形成爆炸,这是一种化学反应。研究发现蓄电池的爆炸属于支链爆炸反应。此类爆炸太多发生在过充电情况下,如果蓄电池内部极柱、穿壁焊等处存在虚焊点,蓄电池的爆炸几率较高。一个合格的蓄电池在正常的使用条件下不会发生自发热爆炸反应。当蓄电池充电电压汽油车高于14.4V,柴油车高于28.8V,在火种同时存在的条件下,可能发生爆炸现象。通过对蓄电池爆炸的车辆检查,发现大部分电压调节器存在缺陷,蓄电池处于严重的过充电状态。
  排气孔堵塞形成爆炸
  由于蓄电池排气孔堵塞,蓄电池先爆裂,爆裂引起蓄电池震动,极柱接线不牢产生火花,从而形成爆炸。




 

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