铅酸蓄电池2.ppt

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1、4.3 PbO2 正极,4.3.1 PbO2的结晶变体及其特性,晶体：一种是-PbO2，一种是-PbO2,还有无定形的二氧化铅,-PbO2为Z形排列，-PbO2为线性排列,-PbO2与-PbO2性能比较,-PbO2斜方晶系（铌铁矿型） -PbO2 正方晶系（金红石型） 性能比较： 1.导电性：-PbO2大于-PbO2 2.稳定性： -PbO2大于-PbO2 3. 结晶颗粒： -PbO2结晶细， -PbO2结晶粗,4. 生成pH值：( -PbO2 )pH2-3 5. 在充放电过程中， -PbO2与-PbO2互相转化。一般主要发生-PbO2转化为-PbO2。 -PbO2 PbSO4 -PbO2 6

2、. -PbO2 比 -PbO2的电化学活性高。一般-PbO2 的放电容量是-PbO21.53倍。 7. -PbO2量增加，有利于提高正极循环寿命,二氧化铅颗粒的凝胶-晶体理论,正极活性物质的最小单元为 PbO2颗粒 组成： -PbO2+-PbO2 +周围水化带 晶体区：-PbO2、-PbO2 水化带：PbO(OH)2,二氧化铅聚合物链和水化的聚合物链,晶体区好似一个小岛，在岛上整个体积内电子可以自由移动。 晶体区与晶体区之间依赖水化聚合物链连接。岛上的电子借助于水化聚合物形成的桥，在晶体区之间移动。,聚合物链的长度不足以去连接任意两个晶体区。 平行链间距离或链的密度对凝胶的电子导电有重要影响。

3、 电导依赖于凝胶的密度和局外离子。局外离子可引起水化聚合物链彼此分开(增加链间距离、电导下降)或引起水化聚合物靠近(减少链间距离、促进电子传递)。,4.3.2 PbO2电极的充放电机理,一 、放电反应机理 1. 溶解沉积机理 (1) PbO2 + 4H+ Pb4+ + 2H2O(溶解) Pb4+ + 2e 2Pb2+(电子转移) Pb2+ + HSO4- PbSO4 + H+(沉积) (2) PbO2 PbO(OH)2 PbO(OH)+ + H2O PbO(OH)+ + 3H+ + 2e Pb2+ + 2H2O Pb2+ + SO42- PbSO4,(3) PbO2 + 4H+ + 2e Pb

4、2+ + 2H2O 2. 固相机理：首先还原为PbOx(1.3x1.6)，然后这一中间氧化物与H2SO4反应生成PbSO4 。,3. 胶体结构的反应机理,微孔聚集体上发生电化学反应； 大孔聚集体上进行离子的传递和形成PbSO4。,a) 电子从金属板栅通过腐蚀层到达正极活性物质； b) 电子沿着正极活性物质聚集体骨骼传递到A； c) H+和H2SO4从主体溶液沿着大孔结构进行传质； d) H+沿着聚集体的微孔传递至A； e) 发生电化学反应(1)； f) 发生化学反应(2)和形成PbSO4(溶液)； g) 在大孔结构中发生PbSO4的成核和长大； g) 水从A沿着大孔结构传递到主体溶液,二 、充

5、电反应机理 PbSO4 + 2H2O 2e PbO2 + HSO4- + 3H+ 1、 固态机理 正极放电结束后，总会残存一些被PbSO4包裹的不能放 电的PbO2，成为充电形成PbO2的生长中心，也有新的PbO2生长中心形成，整个过程是固态反应过程。,2 、溶解沉积机理 PbSO4先溶解形成Pb2+，然后由Pb2+转化形成PbO2，由五个步骤组成。 (1) PbSO4先溶解。 (2) Pb2+离子扩散。 (3) 电化学反应：Pb2+ Pb4+ Pb(OH)4 (4) 电中性化过程。 (5) PbO2微粒形成，进一步长大，形成聚集物。,3、凝胶-晶体机理,(1) PbSO4先溶解 (2) Pb

6、2+离子扩散 (3) 电化学反应：Pb2+ Pb4+ Pb(OH)4 (4) 溶胶Pb(OH)4部分脱水形成凝胶颗粒和晶体 nPb(OH) 4 PbO(OH)2n+nH2O (5) PbO(OH)2n进一步脱水，形成PbO2 PbO(OH)2n kPbO2 + (n-k) PbO(OH)2n+kH2O,4.3.3 正极自放电 （self-discharge),自放电导致容量损失，并引起不可逆PbSO4析出， 失效。 PbO2的电极电位=1.685V。 (1) 析氧腐蚀 PbO2 + HSO4- + H+ PbSO4 + H2O + 1/2O2,(2)PbO2与板栅合金中Pb、Sb、Ag等接触腐

7、蚀 PbO2 + Pb + H2SO4 2PbSO4 + 2H2O 5PbO2+2Sb+6H2SO4 (SbO2)2SO4+5PbSO4+6H2O PbO2 + 2Ag + 2H2SO4 PbSO4 + Ag2SO4 + 2H2O (3)PbO2与H2作用 PbO2+H2+H2SO4 PbSO4+2H2O (4)PbO2与Fe、Mn等杂质反应。电液要净化,4.4 铅负极,4.4.1、 铅负极的充放电机理溶解沉淀和固相反应机理。 Pb + HSO4- 2e PbSO4 + H+ 溶解沉淀：放电时发生阳极氧化，Pb2+离开电极表 面，当Pb2+的浓度与SO42-离子浓度积超过PbSO4浓度 积时，

8、在铅电极附近产生PbSO4沉淀。 固相反应机理：当铅电极电位正向移动，其值超过固相 成核的过电位时，发生固相反应， SO42-离子直接与铅表 面碰撞生成固态的PbSO4，不经过溶解成离子的过程。,放电,充电,在常温小电流放电时，电池的容量受正极的控制。 在大电流放电时，特别是低温大电流放电时，电池的容量转为受负极控制, 负极发生了阳极钝化,4.4.2 Pb负极的钝化,负极放电产物生成了致密的PbSO4层 ，过饱和硫酸铅 影响因素： 电流密度 温度 H2SO4浓度,4.4.3 负极活性物质的收缩和添加剂,海绵状铅，活性物质的收缩：海绵状Pb热力学不稳定；充电时，再结晶表面收缩 1. 膨胀剂： 无

9、机膨胀剂：硫酸钡、硫酸锶、炭黑。 放电：作为结晶中心 充电：高度分散，将Pb与Pb分开 有机膨胀剂：腐殖酸、木质素、木素磺酸盐等。 降低表面张力，防止铅负极比表面积收缩，推迟钝化。,2. 阻化剂： 抗氧化剂，防止化成后的铅被氧化。-羟基 -萘甲酸、甘油、木糖醇、抗坏血酸、松香 等。 析氢阻化剂：膨胀剂腐殖酸、木素磺酸盐,4.4.4 铅负极的不可逆硫酸盐化,不可逆硫酸盐化（unreversed sulfation) 铅蓄电池在使用和维护不当时，如经常充电不足或 过放电时，负极上会形成一种粗大坚硬的硫酸铅结晶。 这种硫酸铅很难充电的现象。,原因之一：PbSO4重结晶 负极放电生成PbSO4，充电时

10、微细晶体易于变成Pb，留下大晶粒。 表面积大，表面能大，有向能量减小方向自发变化趋势，表面积收缩。 浓度和温度的波动，一些小晶粒 就可能溶解而沉积在较大的PbSO4晶粒上，较大的晶粒就会逐渐长成粗大晶粒。 原因之二：添加剂在电极表面吸附,表面活性物质也可能会吸附在正极，为什么未引起正极不可逆硫酸盐化？,特征： 1. 充电时电压上升快，放电时电压下降迅速。 2. 充电时气泡产生过早。 3.电解液密度低于正常值，充电时，电解液易发热 。 4. 极板表面生成白色粒状斑点。 5. 电池容量明显下降。,消除方法 用蒸馏水代替硫酸，以小电流充电，待大量气体逸出，电解液密度增加到1.1g/cm3后停止充电，

11、再用蒸馏水替代硫酸，重复上述操作，直到电解液密度不再增加后，调整电解液至所需密度。,预防方法 及时充电，防止过放电,4.4.5 铅负极的自放电,1. 析氢 Pb + HSO4- PbSO4 + H+ + 2e 2H+ + 2e H2 总反应：Pb + H2SO4 PbSO4 + H2 析氢氢过电位：Pt, Au, Ni, Co, Fe, Cu, Sb, Ag, Bi, Sn, Pb,2. 与氧作用 Pb + HSO4- PbSO4 + H+ +2e 1/2O2 + 2H+ +2e H2O 总反应：Pb + 1/2O2 + H2SO4 PbSO4 + H2O 氧在硫酸中溶解度很小，自放电小，析氢

12、为主。 3.正极板栅合金组分向负极的迁移Sb 2SbO+ +3Pb +3H2SO4 2Sb+3PbSO4+H20,4.5 板栅,Grid of Lead-Acid Battery,4.5.1 板栅的作用及性能,活性物质的载体，保持和支撑活性物质,放电时，极板会因膨胀而变形。 充电时，活性物质体积减小，会发生收缩。,集流体，蓄电池在充放电过程中电流的传导、集散，并使电流分布均匀。 电阻率：PbO2：32.510-1 cm Pb-Sb合金：2.462.8910-5 cm 负极中的惰性PbSO4的电阻率更大,材料的要求： a 机械性能好：抗机械形变和物质膨胀，抗腐蚀变形 b 板栅材料电阻要小 c 化

13、学稳定性好 。降低腐蚀速率；使腐蚀均匀进行。 d 浇铸性好 e 可焊性好 f 价格便宜,4.5.2 板栅合金的分类及特点,1.铅锑系列板栅合金 2.低锑系列板栅合金 3.铅钙系列板栅合金,1.铅锑系列板栅合金,优点： 1）改善板栅机械加工性能，减小板栅变形 2) 改善板栅与活性物质间的结合力 缺点： 1）电阻较铅高 2）耐蚀性不如纯铅 3）板栅中锑在充电时可转移至负极表面，降低析氢过 电位 4）降低正极氧过电位，使用中必须加水维护。,铅锑系列板栅合金 1）. Pb-Sb合金：Pb+(质量分数4%12%)Sb,孔隙、裂缝：电解液进入板栅，板栅内部腐蚀 原因：枝晶状纯铅熔融物富Sb，熔点低 充满枝

14、晶间隙在模具较冷部分凝结温度下降，铅枝晶收缩共熔体补充但若模腔内富锑液体不足最后凝结部分为多孔、裂缝。 （锑含量小于4%的板栅合金） 晶间夹层：合金变脆，耐磨性下降 原因：由于 -型固溶体在常温下的含锑量较252以前少，分解出-型固溶体，通常在晶粒边缘析出，形成晶间夹层。,Pb-Sb二元合金体系平衡相图,图4-5 修正后的铅锑合金二元相图（实际板栅铸造中的相变情况）,时效硬化： 刚铸造的铅板栅较软，易变形（由于铅结晶结构内有很多 易滑动的平面，使铅晶粒间可能有一些移动），必须经过 一段时间的存放，析出的Sb倾向于沿滑行面在晶间空间 内积存，从而阻碍了变形，使合金内部晶体结构趋于稳 定，硬度和强

15、度逐渐增加的现象。 注意：时间过长会导致板栅变脆,成核剂：S，Se，As，Cu,作用： 降低合金结晶的过冷度，有利于剩余熔体在晶粒的缝隙内填充，获得无裂缝铸件。 新晶粒不断生成，避免枝晶长大，晶粒尺寸小，硬度 增加。 减少或消除富锑相的晶界，提高板栅的耐腐蚀性能， 减少锑向由正极板栅向负极的迁移，降低水的分解速 率,2） Pb-Sb-As 合金： Pb+(4%7%)Sb+(0.1%0.15%)As 提高板栅耐蚀性，硬度和抗拉强度。缺点砷有毒。 3 ）Pb-Sb-As-Sn 合金 Pb+(47%)Sb+(0.10.15%)As+(0.050.5%)Sn 改善流动性和可铸性，降低因Sb和As引起的

16、脆性。,4） Pb-Sb-Ag合金： Pb+(4%7%)Sb+(0.1%0.5%)Ag 提高板栅耐蚀性，使腐蚀膜形成-PbO2。 5）Pb-Sb-As-Cu合金,2.低锑系列板栅合金,正负极采用低锑板栅，或负极采用无锑板栅，可以减少电 极析气，有利于电池维护。 需要加成核剂，克服含锑量过低在铸造时产生的裂纹。 1） 含Cu、Se、S成核剂的Pb-Sb-As-Sn合金。 Pb+(13%)Sb+(0.150.2%)As+(0.020.5%)Sn+ (0.030.35%)Cu+(0.0050.5%)Se(S) 2） 含Co、Sn的 Pb-Sb-Ag合金 Pb+(1%3%)Sb+(0.05%0.25%

17、)Ag+ (0.001%0.1%)Co+0.5%Sn Co是正极板栅防腐添加剂。 3） Pb-Sb-Cd合金 Pb+(1%2%)Sb+(1%2%)Cd,3.铅钙系列板栅合金,采用铅锑合金板栅，无论含量多低，都会降低析氢过电位，都必须加水维护。 全密封免维护铅酸蓄电池的关键是减少贮存时电池的自放电和充电时水的损失，铅钙合金的使用是一关键技术。 Pb-Ca合金 质量分数组成为：Pb+(0.060.10%) Ca 沉淀硬化：在铅基质中形成的Pb3Ca金属晶间化合物在铅基中成为硬化网络，因此无Ca的迁移和溶出。,优点： 析氢过电位比Pb-Sb合金高200mV 导电性比Pb-Sb合金好 无Sb的迁移。

18、缺点： Ca易氧化 且不适于用作深度放电电池的正极板栅。,Pb-Ca-Sn合金 改善铸造性能，提高深放能力。 Pb+(0.060.10%) Ca+(0.30.5%)Sn Pb-Ca-Sn-Al合金 减少铸造时的氧化损失，是目前最 常用最稳定的板栅合金 。 Pb+(0.060.10%) Ca+(0.050.5%)Sn+(0.0030.02%) Al,Pb-Ca-Sn-Al-Bi (适量) 减少电池充电时的析出， 增强合金的强度和耐蠕变能力 Pb-Ca-Sn-Al-Cd (适量) Cd的氢过电势高，可降低合金析氢反应，提 高电池的过充深放能力。是目前大容量耐深放 电循环的性能优良的板栅材料之一,板

19、栅合金成分,4.5.3 正极板栅腐蚀和长大,正极板栅应比负极板栅厚。 1.腐蚀原因 无论是搁置状态还是充电状态（过充） 由于PbO2与Pb-Sb合金的电位差，整个正极形成 一个以PbO2为正极， Pb-Sb合金板栅为负极的腐 蚀微电池。,2. 影响腐蚀速率的主要因素,1）. 正极板栅晶相结构。 当Pb-Sb合金形成亚共晶体时，固溶体分布在铅枝晶 间形成晶间夹层。腐蚀沿晶界进行，夹层优先被腐蚀。 冷却速度快，形成晶粒细，晶间夹层薄，腐蚀产物覆盖晶 间夹层，如腐蚀膜完整致密，腐蚀速度降低。 加成核剂可增加合金结构分散度，如As、Ca、Ti、S等 保证晶间夹层形成致密的耐腐蚀惰性相，抑制板栅腐蚀。,

20、2）正极板栅腐蚀性能的影响 正极板栅腐蚀膜如果是小孔致密的，能减缓板栅腐蚀。 -PbO2膜比较致密，减轻板栅腐蚀作用。 Pb-Sb合金中加少量Ag，有利于形成-PbO2膜。 3） 硫酸浓度和温度的影响 电位小于1.0V时，H2SO4，腐蚀速度。电位大于 1.0V时，H2SO4，腐蚀速度。 温度，腐蚀速度,正极板栅长大,正极板栅在使用过程中变形，结果导致板栅线形尺寸加长、弯曲以及板栅个别筋条断裂 导致：板栅破坏，电池寿命终结 原因：1）板栅阳极腐蚀生成氧化膜Pb02，密度小，体 积大于铅的1.4倍 2）腐蚀膜存在微孔，使表面积增加 解决办法：增强合金机械强度,4.6 隔板及电解液,4.6.1 隔

21、板（Separator） 1、微孔硬橡胶隔板 2、聚氯乙烯塑料隔板 3、聚烯烃树脂微孔隔板 4、玻璃棉纸浆复合隔板 5、玻璃丝隔板及套管,4.6.2 电解液 （Electrolyte) 蒸馏水配置，不同用途不同密度,4.7 铅酸蓄电池制造工艺过程,浇注 模具 脱模剂,4.7.1、板栅制造 （Grid production),板栅结构示意图,4.7.2、铅粉的制造 1.球磨法 球磨机 控制铅球量，鼓风量和空气湿度,2.气相氧化法,铅粉的技术指标, 氧化度：oxidation degree 铅粉中氧化铅所占的重量百分比称为氧化度，一般为65%80% 铅粉氧化度适当提高，可以提高活性物质利用率，增加

22、电池初期容量，但是极板易出现裂纹，电池寿命短。 汽车起动用：70%以上；长寿命固定用：65%以上, 视密度（堆积密度） 铅粉自然堆积起来的密度，g/cm3（kg/dm3）：1.5 g/cm3 2.1g/cm3 堆积密度包括了粒子之间的空隙体积，其值是颗粒粗细比例及氧化度高低的综合量度。一般来说，颗粒越小，氧化度越高，则堆积密度越小。,堆积密度的大小还与制备方法有关，球磨1.72.0,巴顿式1.42.3 测量方法：振动筛自由抖落法 铅粉通过振动筛，自由抖落在容积为100 cm3的量筒中，轻轻刮平，称重，（绝对不能振动量筒）, 粒度分布 各种不同尺寸颗粒大小的铅粉占总铅粉的比例，以及这种分布状态与

23、氧化度的关系。一般颗粒越细，铅粉氧化度增加。,测量方法：筛析法 一般要求通过300目(43m)的粉量55%，不通过100目(147m)的铅粉量7%，不通过42目的大颗粒铅粉量3% 。 不同用途的电池中铅粉粒径要求不同，起动用：120筛余1%；牵引用或固定用：100目或80目筛余1% 。, 吸水率 每公斤铅粉吸收水的mL数或每100g铅粉吸收水的g数。 铅粉的吸水率与铅粉的孔隙率或孔率有关，一般控制在95130 mL/kg，因为水的密度为1，因此又可表示为9.5%13%，即每100g铅粉吸收水的量为9.513g。, 吸酸值 铅粉与硫酸的反应程度称为吸酸值。 一般说来，吸酸值越大，表示氧化度越高。

24、通常规定为0.10.3g/g铅粉。,4.7.3、铅膏的配制（paste production),组分： 正极铅膏：铅粉、硫酸、短纤维、水 负极铅膏：铅粉、硫酸、短纤维、水、负极添加剂,短纤维,聚酯纤维(涤纶材料) PP纤维(丙纶材料) 聚丙烯腈纤维(腈纶材料) 不同的材料具有不同的性质，对极板添加剂中使用的短纤维除纤维直径、长度外，在70酸中的耐酸性以及在酸中分散性(是否沉降)对极板的性能都有影响。 主要作用：增加活性物质的机械强度，防止脱落，从而提高循环性能，有些文献报道，少量添加时有利于H2SO4向电极内部扩散，可以提高正极板的孔率，提高初容量；但加入量多时初容量无利。,硫酸钡,硫酸钡有两

25、种： 一种是重晶石粉，它从溶液中沉淀出来，其颗粒直径 为1 m； 种是重晶石，圆形的精矿石，其颗粒直径为35m， 重晶石比重晶石粉的作用差许多。 硫酸钡具有与PbSO4相似的结构，硫酸钡在硫酸中难溶且电化学活性低，这些特性确保负极板保持化学性质稳定。 电池放电时为PbSO4沉积提供晶核，推迟钝化，且防止收缩。,一种汽车用蓄电池的砂型铅膏配方,正极铅膏配方： 铅粉100kg(表观密度1.75-1.95g/cm3，氧化度70%-80%)，纯水11-12kg，化学短纤维50g，密度1.400(25)的硫酸10.5kg 负极铅膏配方： 铅粉100kg，沉淀硫酸钡600g，木素磺酸钠250g，炭黑200

26、g，化学短纤维50g，密度1.400(25)的硫酸10.5kg，纯水9-11kg,铅膏配方应按极板厚薄，产品的用途对产品性能的要求，采用不同的铅膏配方及和膏工艺，不可千篇一律地采用一种工艺配方。,和膏时化学反应,PbO平衡的是3PbOPbSO4H2O。 当PH增大时，平衡向右移动，在和膏时直至生成稳定的三碱式硫 酸铅（ 3PbOPbSO4H2O ）。 2PbSO4 + H2O PbOPbSO4 + SO42- + 2H+ 2(PbOPbSO4) + H2O 3PbOPbSO4H2O + SO42- + 2H+ 和膏、干燥固化时发生铅的继续氧化 O2 + 2Pb 2PbO,铅-硫酸水溶液的电极电

27、势-pH图,和膏注意事项, 负极膏严禁混入正极膏，最好分别有固定设备； 铅膏搅拌时最高温度不应超过60，否则会影响电极孔隙率和真实表面积，应有降温措施；强制水冷。（高温时会生成4PbOPbSO4H2O）, 先加水，后加酸；快加水，慢加酸。 先加酸易形成结块，搅拌不匀。 快加水，防止铅大量氧化； 慢加酸，防止铅膏温度急剧上升，影响相组成。） 粉状添加剂与铅粉干粉混合，短纤维用水分散后加入；,4.7.4 生极板的制造,涂片压实淋酸表面干燥固化,压板：使铅膏与板栅接触紧密。压力太大会降低孔率。布纹，增大表面积 淋酸：将比重为1.101.15的硫酸喷淋到涂好的极板表面，形成薄层硫酸铅，防止干燥后出现裂

28、纹，防止极板密排时相互粘连。手工操作时浸酸。,表面干燥：去掉生极板表面的部分水份，防止极板密排时相互粘连。表面干燥后铅膏的含水率应控制在9%11%。,生极板的固化（Curing）与干燥,极板的固化是指涂好膏的极板在一定的温度、湿度和时间等条件下，使其失去水分，形成微孔均匀的固态物质，此过程称为固化。经过固化的极板具有良好的机械强度和电性能,定义：在稀硫酸溶液中，正极板与直流电源正极相接，发生氧化反应，生成Pb02；负极板与负极相接，发生氧化反应，生成海绵状铅。这种采用直流电解方法形成铅酸蓄电池活性物质的过程。 方式：槽式化成； 电池化成,4.7.5、极板化成（formation),1.化成初期

29、：干燥好的极板浸入稀硫酸中。化学反应 PbO +H2SO4 = PbSO4 + H20 3PbOPbSO4H2O + 3H2SO4 = 4PbSO4 + 4H20 PbOPbSO4 + H2SO4 = 2PbSO4 + H20 2.化成中期：电化学反应 正极： PbO + H2O 2e = -PbO2 + 2H+ 3PbOPbSO4H2O + 4H2O 2e = 4-PbO2 + 10H+ + SO42- PbOPbSO4 + 3H2O 4e = 2-PbO2 + 10H+ + SO42-,化成各阶段的反应,负极： 3PbOPbSO4H2O + 6H+ + 8e= 4Pb + SO42- +

30、4H2O PbO + 2H+ + 2e = Pb + H2O PbOPbSO4 + 2H+ + 4e = 2Pb + H2O + SO42-,3. 化成后期：析气量增加 正极： PbSO4+2H2O2e =-PbO2+4H+SO42- PbSO4+2H2O2e = -PbO2+3H+HSO42- 2H2O 4e = 4H+ + O2 负极： PbSO4 + 2e = Pb + SO42- PbSO4 + H+ + 2e = Pb + HSO42- 2H+ + 2e = H2 到化成后期，析气量增加。,化成时生极板中各组分含量的变化,（a）负极板 （b）正极板,化成时槽电压及电极电势的变化,化成

31、时生极板中铅膏的变化,化成时注意事项,1.电解液纯度要求高 2.温度适中 15-30 3.化成电流密度2-10mA/cm2 4.化成后干燥二次干燥 正极稳定要求不高 80%PbO2 负极在干燥室中冷风吹干 90%海绵状铅,4.7.6、电池组装 （Battery assembly),装配,4.8 铅酸蓄电池的电性能（自学）,一、电压与充放电特性 二、容量及其影响因素 三、失效模式(failure mode)与循环寿命(cycle life) 四、荷电保持能力(charge retention) 思考：计算铅酸蓄电池的理论比能量，并分析 为什么其理论比能量与实际比能量（35-45wh/kg) 差别

32、较大？ 如何改进？,4.9阀控密封铅酸蓄电池（VRLA）,Valve Regulated Lead-Acid Battery 优点：免维护 酸雾少，污染小 可作为安全品运输 缺点：充电制度要求严格，2.3V 温度变化敏感 深循环能力差,密封技术关键： 1. 设计上限制正极容量，保证正极析氧，负极不 析氢，氧气在负极被复合。 2.正负极均采用无锑合金板栅，或正极用低锑合金，减少负极自放电析出氢气。 3. 以玻璃纤维毡为隔膜，吸酸能力强，可压缩，有利于氧气扩散。 4. 严格控制电解液用量，隔膜充满8590%，剩下一定空隙作为气体通道。 5. 安装安全阀。用耐酸耐老化橡胶制造，0.020.1MPa开

33、启。,铅吸收的途径,1）消化道：成人对铅的吸收率5-10%，儿童则高达42-53% 儿童的胃排空较成人快，在胃排空状态下铅的吸收会增加；儿童的单位体积摄入量多，吃食物（零食）次数较多，因此通过食物摄入铅量增加；儿童的除痰能力差，部分呼吸道吸入的铅也会由消化道吸收；此外，一般吸收入体量的铅由大、小便排出，而儿童的排泄率低，成人的排泄率99%，儿童仅66%。,（2）呼吸道：成人对铅的吸收率25-30%,儿童呼吸道铅吸收率较成人高，约是成人的1.6-2.7倍 儿童机体的代谢旺盛，对氧的需要量大，故单位体积通气量远较成人大，吸入铅的机会增加。铅多积聚在离地面1米左右的大气中，而距地面075-1米左右又

34、正好是儿童的呼吸带。,预防措施,提高自动化水平 加强机械通风 穿好工作服，和膏、涂板工人戴口罩、手套、帽子 地面保持潮湿 工作服不带回家 饭前簌口、洗手、洗脸 下班淋浴 不饮酒，酒会促进铅的吸收,思考题,1.比较-PbO2和- PbO2的性能，为什么- PbO2电化学活性高？ 2.负极为什么容易钝化？ 3.什么是硫酸盐化，产生原因，如何避免？ 4.铅锑合金和铅钙合金有何优缺点？如何改进？ 5.什么为时效硬化，什么为沉淀硬化？ 6.为什么正负极要分开和膏？ 7.为什么化成时硫酸浓度先降后升，正极电位先降后升？ 8.生极板和熟极板主要成分是什么？ 9. 总结铅酸蓄电池的生产工艺流程。 10.什么是固化？其作用有哪些？,11.计算铅酸蓄电池的理论比能量，分析铅酸蓄电池实际比能量较低的原因。（提示：考虑影响铅酸蓄电池容量的因素和失效模式） 12.为什么铅酸蓄电池的开路电压值主要与所用硫酸的浓度和工作温度有关？,思考,12.VRLA如何实现密封免维护？ 13. VRLA的性能可从哪些方面进行改进提高？,