淺論蓄電池工作原理及使用誤區(qū)

蓄電池是電池中的一種，它的作用是能把有限的電能儲(chǔ)存起來(lái)，在合適的地方使用。它的工作原理就是把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。

它用填滿海綿狀鉛的鉛板作負(fù)極，填滿二氧化鉛的鉛板作正極，并用22～28％的稀硫酸作電解質(zhì)。在充電時(shí)，電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，放電時(shí)化學(xué)能又轉(zhuǎn)化為電能。電池在放電時(shí)，金屬鉛是負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，被氧化為硫酸鉛；二氧化鉛是正極，發(fā)生還原反應(yīng)，被還原為硫酸鉛。電池在用直流電充電時(shí)，兩極分別生成鉛和二氧化鉛。移去電源后，它又恢復(fù)到放電前的狀態(tài)，組成化學(xué)電池。鉛蓄電池是能反復(fù)充電、放電的電池，叫做二次電池。它的電壓是2V，通常把三個(gè)鉛蓄電池串聯(lián)起來(lái)使用，電壓是6V。汽車上用的是6個(gè)鉛蓄電池串聯(lián)成12V的電池組。鉛蓄電池在使用一段時(shí)間后要補(bǔ)充蒸餾水，使電解質(zhì)保持含有22～28％的稀硫酸。

放電時(shí),電極反應(yīng)為:PbO2 + 4H+ + SO42- + 2e- = PbSO4 + 2H2O

負(fù)極反應(yīng): Pb + SO42- - 2e- = PbSO4

總反應(yīng): PbO2 + Pb + 2H2SO4 === 2PbSO4 + 2H2O (向右反應(yīng)是放電,向左反應(yīng)是充電)

蓄電池的應(yīng)用

鉛酸蓄電池產(chǎn)品主要有下列幾種，其用途分布如下：

起動(dòng)型蓄電池：主要用于汽車、摩托車、拖拉機(jī)、柴油機(jī)等起動(dòng)和照明；

固定型蓄電池：主要用于通訊、發(fā)電廠、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)作為保護(hù)、自動(dòng)控制的備用電源；

牽引型蓄電池：主要用于各種蓄電池車、叉車、鏟車等動(dòng)力電源；

鐵路用蓄電池：主要用于鐵路內(nèi)燃機(jī)車、電力機(jī)車、客車起動(dòng)、照明之動(dòng)力；

儲(chǔ)能用蓄電池：主要用于風(fēng)力、太陽(yáng)能等發(fā)電用電能儲(chǔ)存；

構(gòu)成鉛蓄電池之主要成份如下：　陽(yáng)極板(過(guò)氧化鉛.PbO2)---> 活性物質(zhì)陰極板(海綿狀鉛.Pb) ---> 活性物質(zhì)電解液(稀硫酸) ---> 硫酸(H2SO4) +水(H2O) 電池外殼 隔離板 其它(液口栓.蓋子等)

1.蓄電池使用誤區(qū)

1.1蓄電池電荷容量與發(fā)動(dòng)機(jī)不匹配

根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)類型和使用條件合理選用蓄電池的電荷容量，是提高蓄電池的經(jīng)濟(jì)性，延長(zhǎng)其使用壽命的重要途徑之一。起動(dòng)機(jī)起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，蓄電池輸出的電流很大，在一般情況下為150A-200A，在低溫(-10℃)起動(dòng)時(shí)輸出的電流高達(dá)250A-300A。如果蓄電池電荷容量與發(fā)動(dòng)機(jī)不匹配，蓄電池電荷容量偏小，則在起動(dòng)阻力大時(shí)，小電荷容量的蓄電池在劇烈放電的情況下，勢(shì)必加速單位時(shí)間內(nèi)活性物質(zhì)與硫酸的反應(yīng)，使蓄電池溫度升高，極板因過(guò)負(fù)荷而彎曲，結(jié)果造成活性物質(zhì)大量脫落，極板早期損壞，從而使蓄電池壽命大大縮短。如果蓄電池電荷容量偏大，雖然不會(huì)發(fā)生上述問(wèn)題，但不能充分利用其活性物質(zhì)，使蓄電池經(jīng)濟(jì)性下降。因此蓄電池的電荷容量，一定要與發(fā)動(dòng)機(jī)相匹配。通常蓄電池電荷容量的選擇，應(yīng)根據(jù)起動(dòng)機(jī)功率、電壓和用電設(shè)備的負(fù)荷而定。

1.2蓄電池并聯(lián)混用

有些駕駛員在起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，因原有蓄電池存電不足，就并聯(lián)上一只充足電的蓄電池共同使用。實(shí)際上并聯(lián)后充足電的蓄電池會(huì)以很大的充電電流向存電不足的蓄電池充電，極易造成極板活性物質(zhì)脫落，影響其使用壽命。同時(shí)蓄電池并聯(lián)后并不能提供給起動(dòng)機(jī)很大的起動(dòng)電流，更不利于發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)。正確的方法應(yīng)當(dāng)是把存電不足的蓄電池拆下，換上充足電的蓄電池，然后再起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。

1.3蓄電池串聯(lián)混用

在蓄電池使用中，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)新、舊蓄電池串聯(lián)使用的現(xiàn)象，殊不知，這種做法會(huì)縮短蓄電池的使用壽命。因?yàn)樾滦铍姵貎?nèi)的化學(xué)反應(yīng)物質(zhì)較多，端電壓較高，內(nèi)阻較小(12V新蓄電池內(nèi)阻只有0.015-0.018Ω)；而舊蓄電池端電壓較低，內(nèi)阻較大(12V舊蓄電池的內(nèi)阻在0.085Ω以上)。如果將新、舊蓄電池串聯(lián)混用，那么在充電狀態(tài)下，舊蓄電池兩端的充電電壓將高于新蓄電池兩端的充電電壓，結(jié)果造成新蓄電池充電尚未充足而舊蓄電池充電早已過(guò)高；在放電狀態(tài)下，由于新蓄電池的電荷容量比舊蓄電池的電荷容量大，結(jié)果造成舊蓄電池過(guò)量放電，甚至造成舊蓄電池反極。因此對(duì)蓄電池決不能新、舊混用。

另外，不同電荷容量的蓄電池也不能串聯(lián)混用，因?yàn)閮煞N電荷容量不同的蓄電池串聯(lián)使用時(shí)，往往會(huì)使電荷容量小的蓄電池過(guò)量充電或放電，縮短其使用壽命。

1.4柴油車蓄電池單格損壞仍繼續(xù)使用

由于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮比較大，所需起動(dòng)轉(zhuǎn)矩也較大，所以一般柴油機(jī)均采用24V電壓起動(dòng)，以提高起動(dòng)機(jī)的比功率，但發(fā)電機(jī)和全車用電設(shè)備仍用12V電壓，因此柴油車電路中裝有電壓轉(zhuǎn)換開關(guān)，起動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)換開關(guān)將兩只12V蓄電池串聯(lián)工作，以24V電壓供電，在非起動(dòng)狀態(tài)時(shí)，轉(zhuǎn)換開關(guān)又將兩只蓄電池恢復(fù)為并聯(lián)工作，以滿足12V電壓的需要。但當(dāng)其中一只蓄電池某單格損壞時(shí)，有些駕駛員便將其短路后繼續(xù)使用，這樣由于兩只蓄電池端電壓不等，會(huì)造成較大的放電電流和充電電流，導(dǎo)致蓄電池和發(fā)電機(jī)損壞，因此柴油車上的蓄電池單格損壞后應(yīng)立即更換或修理，而不可將單格蓄電池短路后繼續(xù)使用。

1.5忽視疏通通氣孔

蓄電池在充放電過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生氫氣和氧氣，尤其在過(guò)充電時(shí)，水被電解而產(chǎn)生大量的氫氣和氧氣。蓄電池加液孔蓋上的通氣孔就是用來(lái)散發(fā)這些氣體的。平時(shí)如果忽視通氣孔的疏通，造成通氣孔阻塞，蓄電池在化學(xué)反應(yīng)時(shí)產(chǎn)生的熱量和氣體無(wú)法散發(fā)，會(huì)使蓄電池內(nèi)部溫度和壓力不斷升高，最終導(dǎo)致蓄電池爆炸。因此在日常維護(hù)中應(yīng)注意疏通通氣孔，防止臟物堵塞通氣孔。

2.電源總開關(guān)使用誤區(qū)

2.1電源總開關(guān)裝在蓄電池火線端

有些國(guó)產(chǎn)汽車在出廠時(shí)沒(méi)有安裝電源總開關(guān)。為了安全與方便，有些駕駛、維修人員便加裝了手動(dòng)電源總開關(guān)，但卻錯(cuò)誤地將電源總開關(guān)裝在了蓄電池的火線端上，因?yàn)榇蠖鄶?shù)汽車的電源為負(fù)極搭鐵，所以這不僅沒(méi)有起到防范作用，而且會(huì)引發(fā)新的不安全因素。

2.2盲目對(duì)電噴車加裝電源總開關(guān)

有些駕駛員為了安全起見，在電噴車上加裝電源總開關(guān)，這種做法有很大的危害性。因?yàn)檫@種汽車上裝有電腦，對(duì)電源電壓要求非常嚴(yán)格，而蓄電池在電路中既能儲(chǔ)存電能，又能吸收電路中的浪涌電壓和脈沖高電壓。如果電源總開關(guān)接觸不良，會(huì)因瞬間高電壓而損壞電腦，而且一旦斷開電源、總開關(guān)，電腦記憶、電子鐘等也會(huì)失去功能。

2.3盲目切斷電源總開關(guān)

有些汽車上的電源總開關(guān)控制著所有用電設(shè)備的通斷。在汽車運(yùn)行過(guò)程中，一旦電氣設(shè)備或線路出現(xiàn)故障，可迅速切斷電源總開關(guān)以避免故障擴(kuò)大?？墒怯行┚S修人員，在發(fā)電機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)情況下突然切斷電源總開關(guān)，企圖以此判斷發(fā)電機(jī)發(fā)電量是否不足和充電系統(tǒng)是否有故障。由于蓄電池在電系中猶如一個(gè)低內(nèi)阻、大電荷容量的容電器、濾波器。在充電系統(tǒng)正常工作時(shí)，它可以吸收和抑制交流發(fā)電機(jī)可能出現(xiàn)的過(guò)電壓，如果蓄電池突然被切斷，發(fā)電機(jī)還在工作，會(huì)使充電回路中的電流發(fā)生突變，在發(fā)電機(jī)電樞繞組中會(huì)感應(yīng)出一個(gè)瞬變高電壓，這時(shí)由于沒(méi)有蓄電池起瞬變抑制作用，該瞬變高電壓便會(huì)給汽車上的電器設(shè)備，特別是給作為汽車新技術(shù)應(yīng)用的晶體管、集成電路等電子器件帶來(lái)較大的危害。

3.電解液密度、液面高度檢查調(diào)整誤區(qū)

3.1電解液密度“寧大勿小”

有些駕駛員認(rèn)為，電解液密度越大，蓄電池的放電程度就越低，蓄電池的端電壓就越高，電荷容量就越大，并且可防止冬季電解液結(jié)冰而凍壞蓄電池，因而在調(diào)整電解液密度時(shí)，不僅使原始電解液密度高于規(guī)定值，而且在正常使用中需補(bǔ)加蒸餾水時(shí)也習(xí)慣補(bǔ)加一些不同密度的電解液，結(jié)果使電解液密度越來(lái)越高。其實(shí)這種做法是非常錯(cuò)誤的。

電解液密度作為衡量蓄電池放電程度的一個(gè)重要標(biāo)志，是以原始電解液密度已經(jīng)確定為前提的，補(bǔ)加不同密度的電解液，只意味著提高原電解液的密度，即使測(cè)得的電解液密度較高也不能說(shuō)明其放電程度就低；提高電解液密度可提高蓄電池端電壓和電荷容量是相對(duì)而言的，一方面提高電解液密度可以提高蓄電池的電動(dòng)勢(shì)，使其端電壓和電荷容量增加，但另一方面電解液密度過(guò)大，電解液粘度增加、內(nèi)阻增大，使其滲透能力降低，反而會(huì)使蓄電池端電壓和電荷容量下降，而且電解液密度過(guò)大還會(huì)造成極板硫化和隔板腐蝕等多種問(wèn)題，使蓄電池使用壽命降低。

3.2忽視電解液液面高度的檢查

應(yīng)定期檢查蓄電池電解液液面高度。若電解液數(shù)量不夠，會(huì)導(dǎo)致極板上部與空氣接觸而硫化，降低蓄電池的電荷容量，縮短其使用壽命。一般在冬天半個(gè)月檢查1次，夏天高溫水易蒸發(fā)，應(yīng)每周檢查1次。電解液液面高度一般為高出極板防護(hù)網(wǎng)10mm-15mm?，F(xiàn)在絕大多數(shù)蓄電池在外殼上都有電解液液面高度上、下限標(biāo)記，所以電解液液面只要在規(guī)定范圍內(nèi)即可。對(duì)于目前廣泛使用的免維護(hù)蓄電池，雖然使用中不需要添加蒸餾水，但也應(yīng)結(jié)合汽車定期維護(hù)檢查電解液液面高度，不符合要求時(shí)應(yīng)進(jìn)行調(diào)整。

3.3電解液液面“寧高勿低”

有些駕駛員在給蓄電池加注電解液或補(bǔ)加蒸餾水時(shí)，對(duì)其液面高度往往采取“寧高勿低”的錯(cuò)誤做法。電解液液面過(guò)高，在車輛行駛過(guò)程中，電解液很容易從通氣孔溢出而腐蝕極柱，造成極柱接觸不良或早期損壞。聚積在蓄電池蓋上的電解液會(huì)使正、負(fù)極柱連通而構(gòu)成回路，致使蓄電池自行放電。同時(shí)電解液液面過(guò)高會(huì)造成蓄電池內(nèi)部壓力過(guò)大，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)造成蓄電池爆炸。

3.4隨意添加蒸餾水

在蓄電池日常維護(hù)中，當(dāng)電解液不足時(shí)，一般應(yīng)補(bǔ)加蒸餾水。但有時(shí)電解液減少是由于蓄電池殼體破損出現(xiàn)裂縫或加液孔蓋扣不嚴(yán)使電解液泄漏而造成的。而有些駕駛員往往在檢查液面高度時(shí)不注意區(qū)分是因蓄電池殼體破損或其他原因造成電解液泄漏，還是正常損耗，只要電解液液面一降低就加蒸餾水，結(jié)果造成電解液密度明顯降低，使蓄電池不能正常工作。還有些駕駛員常常在收車后添加蒸餾水，結(jié)果所添加的蒸餾水不能與蓄電池原電解液充分混合，因而極易使蓄電池產(chǎn)生自行放電或損壞蓄電池極板，在嚴(yán)寒地區(qū)還會(huì)造成蓄電池局部結(jié)冰現(xiàn)象，影響蓄電池的使用壽命。反之，若在出車前給蓄電池添加蒸餾水，由于汽車在行駛中發(fā)電機(jī)不斷給蓄電池充電，可使所加的蒸餾水與蓄電池內(nèi)原電解液充分混合，蓄電池性能不會(huì)受影響。因此應(yīng)在出車前添加蒸餾水，而不宜在收車后添加蒸餾水。

3.5隨意添加電解液

在汽車使用過(guò)程中，經(jīng)常遇到蓄電池使用一段時(shí)間后，出現(xiàn)存電不足、電解液密度減小或缺水的現(xiàn)象。有些駕駛員不懂蓄電池的技術(shù)性能，誤認(rèn)為只要添加電解液就可以使其恢復(fù)工作能力。殊不知，這樣會(huì)導(dǎo)致蓄電池電解液密度不斷升高，這不但會(huì)使其內(nèi)阻增大，端電壓迅速下降，而且還會(huì)因電解液黏度增加，滲透能力變差，使蓄電池電荷容量降低。在使用過(guò)程中，電解液密度減小并不是硫酸消耗了，而是隨著放電的進(jìn)行，存電量的減小，硫酸逐漸轉(zhuǎn)移到兩極板上，與活性物質(zhì)生成硫酸鉛，使電解液密度減小，放電越多電解液密度越小。因此當(dāng)蓄電池電解液密度下降時(shí)，應(yīng)及時(shí)對(duì)蓄電池進(jìn)行補(bǔ)充充電，切勿隨意添加電解液。

4.蓄電池充電誤區(qū)

4.1新蓄電池不進(jìn)行初充電

蓄電池的首次充電稱為初充電，初充電對(duì)蓄電池的使用壽命和電荷容量有很大的影響。若充電不足，則蓄電池電荷容量不高，使用壽命也短；若充電過(guò)量，則蓄電池電氣性能雖然好，但也會(huì)縮短它的使用壽命，所以新蓄電池要小心謹(jǐn)慎地進(jìn)行初充電。對(duì)于普通蓄電池在使用前一定要按充電規(guī)范進(jìn)行初充電。對(duì)于干荷電鉛蓄電池，按使用說(shuō)明書，雖然在規(guī)定的兩年儲(chǔ)存期內(nèi)若需使用，只要加入規(guī)定密度的電解液擱置15min，不需要充電即可投入使用。但是，如果儲(chǔ)存期超過(guò)兩年，由于極板上有部分氧化，為了提高其電荷容量，使用前應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)充充電，充電5h-8h后再用。

4.2蓄電池不進(jìn)行補(bǔ)充充電

有些駕駛員常忽視對(duì)在用車蓄電池的補(bǔ)充充電。由于蓄電池在車上充電不徹底，易造成極板硫化；同時(shí)，在使用中充、放電的電量是不平衡的，倘若放電大于充電而使蓄電池長(zhǎng)期處于虧電狀態(tài)，蓄電池極板就會(huì)慢慢硫化。這種慢性硫化，會(huì)使蓄電池電荷容量不斷降低，直到起動(dòng)無(wú)力，大大縮短蓄電池的使用壽命。為使蓄電池極板上的活性物質(zhì)及時(shí)得到還原，減少極板硫化，提高蓄電池電荷容量，延長(zhǎng)其使用壽命，對(duì)在用車蓄電池應(yīng)定期進(jìn)行補(bǔ)充充電。

4.3蓄電池過(guò)充電

蓄電池經(jīng)常過(guò)量充電，即使充電電流不大，但電解液長(zhǎng)時(shí)間“沸騰”，除了活性物質(zhì)表面的細(xì)小顆粒易于脫落外，還會(huì)使柵架過(guò)分氧化，造成活性物質(zhì)與柵架松散剝離。

4.4充電時(shí)極性充反

由于蓄電池正負(fù)極板材料不同，除了活性物質(zhì)外，負(fù)極板還添加了硫酸鋇、腐殖酸、炭黑和松香等材料，用來(lái)防止負(fù)極板收縮和氧化。另外，每個(gè)單格蓄電池的負(fù)極板數(shù)又總是比正極板數(shù)多一片，而且負(fù)極板比正極板略薄。當(dāng)進(jìn)行蓄電池的初充電或補(bǔ)充充電時(shí)，若不注意極性，會(huì)使蓄電池充反，使正、負(fù)極幾乎都變成粗晶粒的PbSO4，造成蓄電池電荷容量不足，不能正常工作，甚至導(dǎo)致蓄電池報(bào)廢。因此，充電時(shí)一定要注意極性，切不可極性充反。