铅酸蓄电池在汽车启动中的重要作用

1.铅酸蓄电池的种类

铅酸蓄电池的电极主要由铅及其氧化物制成,电解液则是硫酸溶液。铅酸蓄电池于1859年由法国科学家普兰特（G.Plante）发明。1881年由法国人发明的电动汽车就是以铅酸蓄电池为动力源的。铅酸蓄电池也广泛用于燃油汽车的起动。铅酸蓄电池按工作环境可分为移动式和固定式两大类。固定式铅酸蓄电池按电池槽结构分为半密封式与密封式两种。半密封式又可分为防酸式与消氢式。而依据排气方式,密封式铅酸蓄电池可分为排气式和非排气式两种。

铅酸蓄电池的特点是容量高、开路电压高、放电电压平稳、充电效率高,能够在常温下稳定工作,生产技术成熟,价格便宜,规格齐全。因此第一代电动汽车曾广泛使用铅酸蓄电池。

2.铅酸蓄电池的构造

图1-22所示为普通铅酸蓄电池的构造。铅酸蓄电池的基本单元是单体电池。每个单体电池都由正极板、负极板和装在正负两极板间的隔板组成。每个单体电池的基本电压为2V,将不同容量的单体电池按使用要求组合,装置在不同的塑料外壳中,可获得不同电压和不同容量的铅酸蓄电池。铅酸蓄电池总成经过灌装电解液和充电后,就可以从其接线柱上输出电流。铅酸蓄电池通常采用密封、无锑网隔板等技术措施。还可在普通铅酸蓄电池的电解液中加入硅酸胶（Na₂SiO₃）之类的凝聚剂,使电解质成为胶状物,形成一种胶体电解质。采用胶体电解质的铅酸蓄电池,使用起来更加方便。硅酸胶（Na₂SiO₃）与硫酸的反应式如下：

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图1-22 普通铅酸蓄电池的构造

3.铅酸蓄电池的工作原理

铅酸蓄电池的放电和充电反应过程,是其活性物质进行的可逆化学反应过程,它们可以用下列化学反应方程式表示：

铅酸蓄电池在放电过程中,化学反应正向进行,其逆向过程为充电过程的化学反应。充电是将外部直流电源连在蓄电池上进行充电,使电能转化为化学能储存起来。放电是电能从蓄电池中释放出来去驱动外部设备。在放电过程中,铅酸蓄电池中的H₂SO₄浓度会逐渐减小,因此可以用密度计来测定H₂SO₄的密度,再由铅酸蓄电池电解液密度确定铅酸蓄电池的放电程度。单体铅酸蓄电池的电压为2V,在使用或存放一段时间后,蓄电池的电压可能降至1.8V以下。