起动用蓄电池

1.起动用蓄电池的发展

起动用蓄电池是铅酸蓄电池中用途***、用量的蓄电池之一。汽车都需要1只或2 只12V铅酸蓄电池(有的也用6V或36V蓄电池)，其作用是汽车在起动时需要用蓄电池的电能开动起动机，将汽车的发动机带动起来，这是最主要的作用，另外还承担点火和照明的作用，所以也称为SIL蓄电池。

起动用蓄电池的使用有其自身的特点，首先大电流放电性能要好，这主要是根据汽车起动的要求而确定的，因为汽车起动机一般要求瞬时电流为160-600A,所以蓄电池必须具备这个性能。一般起动用蓄电池的极板较薄，极板活性物质的孔率较高，板栅的筋条较密，电解液量较多，这些都是为了大电流放电应考虑的。另外，在汽车开动后，汽车上的充电机绘蓄电池充电，在蓄电池一般的情况下，放电深度不大，往往会长期处于过充电的状态，因此要求起动用蓄电池抗过充电的性能要好。在北方寒冷地区的冬季，由于温度过低，起动因难，起动时消耗的电能增加，因此在寒带地区使用的蓄电池要有良好的冷起动性能。

早期的起动用蓄电池使用的是硬橡胶槽体，独立的小盖，各单体之间用外接连接条连接，小盖用沥青胶与槽体粘接，隔板用橡胶隔板，板栅用高锑或中锑合金重力浇铸，这种电池很重，使用一到两个月需要补充纯净水一次。

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如果单格出了问题，可以拆开，进行维修，目前这种蓄电池已经淘汰。塑料槽蓄电池是指蓄电池的槽盖用PP、ABS等材料制成外壳的蓄电池，目前除特种电池外，常用电池基本全部使用塑料槽盖。塑料槽蓄电池也经历了开口式普通蓄电池、少维护蓄电池、免维护蓄电池的过程，现在这些蓄电池都有使用，随着环保的要求越来越高，开口式蓄电池将会逐渐淘汰。

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起动用蓄电池的维护性能，指的是蓄电池失水后需要补充水的性能。即失水较多的蓄电池，要经常补加水，称加水维护；免维护表明蓄电池在使用寿命期间，不需要加水，不是蓄电池不需要维护，这只是一个专业的叫法(这个叫法确实在有的消费者中产生了误解)。蓄

电池的维护方面很多，包括亏电时需要充电，电池需要定期清洁，检查接线端等。

开口蓄电池是指每个单体有一个注酸孔，孔上有一个栓，具有排气和防止酸液溅出的作用，检查蓄电池电解液密度和状态时，可拧下排气栓，观察状况或测试。当由解液的液面低于要求时，可以补加纯净水。这种蓄电池在使用寿命终止后，蓄电池的由解液可以倒出，但是随意倒出会对环境造成污染。随着蓄电池的免维护性能的大幅度提高，起动用茗电池可以做到终身不需要加水维护，密封大盖的免维护蓄电池已成为主流产品，茗电池不能补加水，

也不能倒出电解液。目前，这种蓄电池逐步取代了带注酸孔的普通蓄电池。

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铅酸蓄电池的容量

1.6.1法拉第定律

英国科学家法拉第在1833年，阐述了电解过程中电极上通过的电量与反应物质的量之

间的关系，称为法拉第定律，它是电化学应用***的定律。表示电流通过电解质溶液时，

在电极上发生化学反应物质的量与通过的电量成正比。可写成: m=kQ 式中m--电极上发生反应的物质的质量(g); (1-37) Q-通过的电量(A·h); k--比例常数，称为电化学当量。

根据法拉第定律另一表述，1F(法拉第常数，96485C,也表示为26.8A·h)电量，在电极上分别产生1g当量(=1mol/n, n为一个分子反应的电荷数) 的物质。这个关系用式(1-38)的k表示: k-- 代入式(1-37)中，(1-38) - (1-39) 式中M--参加反应物质的摩尔质量(g); n--电极反应得到或失去的电子数；F--法拉第常数(26.8A·h); m--参加反应的物质质量(g); Q--通过的电量(A·h)。注:1C=1A·s,1F=96485C=(96485/3600)A·h=26.8A·h。

1.6.2铅酸蓄电池材料的电化学当量

从铅酸蓄电池的反应式(1-1),Pb+Pb02}+2H2SO4=2PbSo4+2H20可以看出，在正极

1molPb02}和1mol H,sO4反应，流过正极的电量是2F;负极1mol Pb和1mol H_2SO4反应，流铅酸蓄电池制造技术

过的电量同样是2F。正负极的反应写在一起，1 molPb02、1mol Pb和2mol H_{2 S04反应，电池放出的电量为2F,因此可以说在铅酸蓄电池中通过1F的电量使1 mol H2sO4参加了反应，同样生成了1mol PbSO,和1mol H,0。如果是充电反应道理相同。铅酸蓄电池按式(1-1)反应相关物质的电化当量见表1-6。

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表1-6铅酸蒿电池按式(1-1)反应相关物质的电化当量

摩尔质景/g·mol-1 电化当量/g(A·b)-1 电化当量/A·h"g-1 

3.865 0.2587 207.2 0.2241 

4.462 

239.2 0.0882 

11.314 

303.3 0.2733 

3.659 

98.078 1.4877 18.015 0.672 

物质

君PSO24 _2SO2 B0 

因此，从理论上讲，产生1A·h的电量，需要的物质重量的总和为

3.865g +4.462g+3.6593g=11.98g 

但实际上，蓄电池的重量远比理论重量重的多，首先活性物质要有支撑的载体，这就是板栅，板栅占到极板重量的25%~45%;连接件，如汇流排、中间极柱、端极柱等导电部件，也要占部分重量:正极板的活性物质的利用率一般为32%~55%,负极板的活性物质利用率一般为35%-68%,电解液除了使用37%~40%的稀硫酸外，其中的硫酸也不能全部利用；正负极之间要用隔板隔开，整个极群要装入塑料槽体中，这些都需要占据重量。

从上面的数据推出的1kg的活性物质可以产生的电量为83.47A·h,这一数值是铅酸蓄电池的理论比容量值。实际的蓄电池比容量为15~23A·h/kg(该值乘以电压，为30 -48W·h/kg)。1.6.3铅酸蓄电池的容量

蓄电池是储存电能的容器，如同一个水桶是储存水的容器一样。水桶的容积表明能够储存水的多少，容积大储水多，容积小储水少；同样蓄电池容量大，储电就多，容量小，储电就少。蓄电池容量的单位用安时(A·h)表示，即放电电流(A)与放电时间(h)的乘积。