极板构造的介绍-汽车电器设备与维修

极板由栅架与活性物质组成，是蓄电池的关键部件。在蓄电池充电与放电过程中，电能与化学能的相互转换，依靠极板上的活性物质与电解液中的硫酸产生化学反应来实现。

1.栅架的结构

栅架由铅锑合金或铅钙锡合金浇铸而成，并制作成放射形状，如图2－2所示。干荷电蓄电池采用铅锑合金栅架，含锑量为1.5%～2.3%。在栅架中添加金属锑的目的是提高机械强度和改善浇铸性能。免维护蓄电池采用耗水量小、导电性能好的铅钙锡合金栅架，并采用热模滚压工艺制成。

图2-2　蓄电池栅架的结构

（a）汇流条连接端在栅架一角；（b）汇流条连接端靠近栅架中部

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耗水量（即蒸馏水的消耗量）是蓄电池的重要技术指标之一。蓄电池在使用过程中，消耗蒸馏水的途径：一是水的自然蒸发（约10%）；二是水的电解（约90%）。在化学反应过程中，栅架中的锑会不断地从正极板中析出，并迁移附着到负极板表面，使负极板的氢过电位大大降低，从而使蓄电池的电动势降低，充电电流增大，蒸馏水电解速度加快。为了减少耗水量，干荷电蓄电池普遍采用铅锑合金栅架，免维护蓄电池普遍采用铅钙锡合金栅架。

2.活性物质的成分

活性物质是指极板上参与化学反应的工作物质，主要由铅粉与一定密度的稀硫酸混合而成。铅粉是活物质的主要原料，由铅块放入球磨机研磨而成。

3.极板的结构特点

极板分为正极板和负极板两种。将铅粉与稀硫酸混合成膏状涂在栅架上即可得到生极板，生极板经热风干燥，再放入稀硫酸中进行化成（在蓄电池生产工艺中，对极板进行充电的过程称为“化成”，一般充电18～20 h）处理便可得到正极板和负极板。

在充电的过程中，连接充电机正极的极板为正极板，其活性物质为二氧化铅（PbO2），呈深棕色；连接充电机负极的极板为负极板，其活性物质为海绵状铅（Pb），呈深灰色。目前国内外都已采用厚度为1.1～1.5 mm、能提高蓄电池比能量（即单位质量所提供的电量）和起动性能的薄型极板。(www.xing528.com)

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干荷电蓄电池与免维护蓄电池都需采用干荷电极板。因为二氧化铅的化学活性在空气中比较稳定，所以正极板的荷电性能能够保持较长时间。由于海绵状铅的表面积大、化学活性高，因此当接触空气或水时容易发生氧化，使其荷电性能降低。为了提高负极板的荷电性能，得到干荷电极板，在制作负极板的工艺中采取了以下3项措施：

（1）在铅膏中添加松香、油酸和硬脂酸等抗氧化剂。

（2）在化成时至少进行一次深度充放电循环，使极板深层的活性物质能形成海绵状铅。

（3）化成后的负极板先用清水冲洗，然后放入抗氧化剂溶液（硼酸与水杨酸混合液）中进行浸渍处理，再放入抽成真空或充入惰性气体的干燥罐中进行干燥处理，使抗氧化剂在海绵状铅的表面形成一层保护膜，以防止负极板被空气氧化。

4.极板组的结构

单片极板的荷电量是有限的，为了增大蓄电池的容量，将多片正、负极板分别并联，并用汇流条焊接起来便分别组成正、负极板组，其结构如图2－3所示。汇流条上浇铸有极柱，各片极板之间留有空隙。安装时，各片正、负极板相互嵌合，中间插入隔板后装入电池槽内便可形成单格电池。

图2-3　蓄电池极板组的结构

（a）负极板组；（b）正极板组；（c）极板组嵌合情况
1—汇流条；2—负极板；3—正极板；4—极柱

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在每个单格电池中，负极板总比正极板多一片。这是因为正极板上的化学反应比负极板上的化学反应剧烈，所以将正极板夹在负极板之间，可使其两侧放电均匀，防止活性物质体积变化不一致而造成极板拱曲。将一片正极板和一片负极板浸入电解液中，便可得到2V左右的电压。汽车蓄电池由6个单格电池串联成12V电池供汽车选用，如图2－4所示。12V电气系统汽车选用一只电池，24V电气系统汽车选用两只电池。