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存起來，在合適的地方使用。它的工作原理就是把化學能轉化為電能。

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

放電時,電極反應為:PbO2 + 4H+ + SO42- + 2e- = PbSO4 + 2H2O

負極反應: Pb + SO42- - 2e- = PbSO4

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

蓄電池的應用

鉛酸蓄電池產品主要有下列幾種，其用途分布如下：

起動型蓄電池：主要用于汽車、摩托車、拖拉機、柴油機等起動和照明；

固定型蓄電池：主要用于通訊、發(fā)電廠、計算機系統作為保護、自動控制的備用電源；

牽引型蓄電池：主要用于各種蓄電池車、叉車、鏟車等動力電源；

鐵路用蓄電池：主要用于鐵路內燃機車、電力機車、客車起動、照明之動力；

儲能用蓄電池：主要用于風力、太陽能等發(fā)電用電能儲存；

構成鉛蓄電池之主要成份如下：　陽極板(過氧化鉛.PbO2)---> 活性物質陰極板(海綿狀鉛.Pb) ---> 活性物質電解液(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)動機不匹配

根據發(fā)動機類型和使用條件合理選用蓄電池的電荷容量，是提高蓄電池的經濟性，延長其使用壽命的重要途徑之一。起動機起動發(fā)動機時，蓄電池輸出的電流很大，在一般情況下為150A-200A，在低溫(-10℃)起動時輸出的電流高達250A-300A。如果蓄電池電荷容量與發(fā)動機不匹配，蓄電池電荷容量偏小，則在起動阻力大時，小電荷容量的蓄電池在劇烈放電的情況下，勢必加速單位時間內活性物質與硫酸的反應，使蓄電池溫度升高，極板因過負荷而彎曲，結果造成活性物質大量脫落，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，雖然不會發(fā)生上述問題，但不能充分利用其活性物質，使蓄電池經濟性下降。因此蓄電池的電荷容量，一定要與發(fā)動機相匹配。通常蓄電池電荷容量的選擇，應根據起動機功率、電壓和用電設備的負荷而定。

1.2蓄電池并聯混用

有些駕駛員在起動發(fā)動機時，因原有蓄電池存電不足，就并聯上一只充足電的蓄電池共同使用。實際上并聯后充足電的蓄電池會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脫落，影響其使用壽命。同時蓄電池并聯后并不能提供給起動機很大的起動電流，更不利于發(fā)動機的起動。正確的方法應當是把存電不足的蓄電池拆下，換上充足電的蓄電池，然后再起動發(fā)動機。

1.3蓄電池串聯混用

在蓄電池使用中，有時會出現新、舊蓄電池串聯使用的現象，殊不知，這種做法會縮短蓄電池的使用壽命。因為新蓄電池內的化學反應物質較多，端電壓較高，內阻較小(12V新蓄電池內阻只有0.015-0.018Ω)；而舊蓄電池端電壓較低，內阻較大(12V舊蓄電池的內阻在0.085Ω以上)。如果將新、舊蓄電池串聯混用，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，結果造成新蓄電池充電尚未充足而舊蓄電池充電早已過高；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，結果造成舊蓄電池過量放電，甚至造成舊蓄電池反極。因此對蓄電池決不能新、舊混用。

另外，不同電荷容量的蓄電池也不能串聯混用，因為兩種電荷容量不同的蓄電池串聯使用時，往往會使電荷容量小的蓄電池過量充電或放電，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)動機壓縮比較大，所需起動轉矩也較大，所以一般柴油機均采用24V電壓起動，以提高起動機的比功率，但發(fā)電機和全車用電設備仍用12V電壓，因此柴油車電路中裝有電壓轉換開關，起動時轉換開關將兩只12V蓄電池串聯工作，以24V電壓供電，在非起動狀態(tài)時，轉換開關又將兩只蓄電池恢復為并聯工作，以滿足12V電壓的需要。但當其中一只蓄電池某單格損壞時，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，會造成較大的放電電流和充電電流，導致蓄電池和發(fā)電機損壞，因此柴油車上的蓄電池單格損壞后應立即更換或修理，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

蓄電池在充放電過程中會產生氫氣和氧氣，尤其在過充電時，水被電解而產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散發(fā)這些氣體的。平時如果忽視通氣孔的疏通，造成通氣孔阻塞，蓄電池在化學反應時產生的熱量和氣體無法散發(fā)，會使蓄電池內部溫度和壓力不斷升高，最終導致蓄電池爆炸。因此在日常維護中應注意疏通通氣孔，防止臟物堵塞通氣孔。

2.電源總開關使用誤區(qū)

2.1電源總開關裝在蓄電池火線端

有些國產汽車在出廠時沒有安裝電源總開關。為了安全與方便，有些駕駛、維修人員便加裝了手動電源總開關，但卻錯誤地將電源總開關裝在了蓄電池的火線端上，因為大多數汽車的電源為負極搭鐵，所以這不僅沒有起到防范作用，而且會引發(fā)新的不安全因素。

2.2盲目對電噴車加裝電源總開關

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

2.3盲目切斷電源總開關

有些汽車上的電源總開關控制著所有用電設備的通斷。在汽車運行過程中，一旦電氣設備或線路出現故障，可迅速切斷電源總開關以避免故障擴大。可是有些維修人員，在發(fā)電機正常運轉情況下突然切斷電源總開關，企圖以此判斷發(fā)電機發(fā)電量是否不足和充電系統是否有故障。由于蓄電池在電系中猶如一個低內阻、大電荷容量的容電器、濾波器。在充電系統正常工作時，它可以吸收和抑制交流發(fā)電機可能出現的過電壓，如果蓄電池突然被切斷，發(fā)電機還在工作，會使充電回路中的電流發(fā)生突變，在發(fā)電機電樞繞組中會感應出一個瞬變高電壓，這時由于沒有蓄電池起瞬變抑制作用，該瞬變高電壓便會給汽車上的電器設備，特別是給作為汽車新技術應用的晶體管、集成電路等電子器件帶來較大的危害。

3.電解液密度、液面高度檢查調整誤區(qū)

3.1電解液密度“寧大勿小”

有些駕駛員認為，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冰而凍壞蓄電池，因而在調整電解液密度時，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加蒸餾水時也習慣補加一些不同密度的電解液，結果使電解液密度越來越高。其實這種做法是非常錯誤的。

電解液密度作為衡量蓄電池放電程度的一個重要標志，是以原始電解液密度已經確定為前提的，補加不同密度的電解液，只意味著提高原電解液的密度，即使測得的電解液密度較高也不能說明其放電程度就低；提高電解液密度可提高蓄電池端電壓和電荷容量是相對而言的，一方面提高電解液密度可以提高蓄電池的電動勢，使其端電壓和電荷容量增加，但另一方面電解液密度過大，電解液粘度增加、內阻增大，使其滲透能力降低，反而會使蓄電池端電壓和電荷容量下降，而且電解液密度過大還會造成極板硫化和隔板腐蝕等多種問題，使蓄電池使用壽命降低。

3.2忽視電解液液面高度的檢查

應定期檢查蓄電池電解液液面高度。若電解液數量不夠，會導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。一般在冬天半個月檢查1次，夏天高溫水易蒸發(fā)，應每周檢查1次。電解液液面高度一般為高出極板防護網10mm-15mm?，F在絕大多數蓄電池在外殼上都有電解液液面高度上、下限標記，所以電解液液面只要在規(guī)定范圍內即可。對于目前廣泛使用的免維護蓄電池，雖然使用中不需要添加蒸餾水，但也應結合汽車定期維護檢查電解液液面高度，不符合要求時應進行調整。

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加蒸餾水時，對其液面高度往往采取“寧高勿低”的錯誤做法。電解液液面過高，在車輛行駛過程中，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使正、負極柱連通而構成回路，致使蓄電池自行放電。同時電解液液面過高會造成蓄電池內部壓力過大，嚴重時還會造成蓄電池爆炸。

3.4隨意添加蒸餾水

在蓄電池日常維護中，當電解液不足時，一般應補加蒸餾水。但有時電解液減少是由于蓄電池殼體破損出現裂縫或加液孔蓋扣不嚴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生自行放電或損壞蓄電池極板，在嚴寒地區(qū)還會造成蓄電池局部結冰現象，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)電機不斷給蓄電池充電，可使所加的蒸餾水與蓄電池內原電解液充分混合，蓄電池性能不會受影響。因此應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

在汽車使用過程中，經常遇到蓄電池使用一段時間后，出現存電不足、電解液密度減小或缺水的現象。有些駕駛員不懂蓄電池的技術性能，誤認為只要添加電解液就可以使其恢復工作能力。殊不知，這樣會導致蓄電池電解液密度不斷升高，這不但會使其內阻增大，端電壓迅速下降，而且還會因電解液黏度增加，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，而是隨著放電的進行，存電量的減小，硫酸逐漸轉移到兩極板上，與活性物質生成硫酸鉛，使電解液密度減小，放電越多電解液密度越小。因此當蓄電池電解液密度下降時，應及時對蓄電池進行補充充電，切勿隨意添加電解液。

4.蓄電池充電誤區(qū)

4.1新蓄電池不進行初充電

蓄電池的首次充電稱為初充電，初充電對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；若充電過量，則蓄電池電氣性能雖然好，但也會縮短它的使用壽命，所以新蓄電池要小心謹慎地進行初充電。對于普通蓄電池在使用前一定要按充電規(guī)范進行初充電。對于干荷電鉛蓄電池，按使用說明書，雖然在規(guī)定的兩年儲存期內若需使用，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，如果儲存期超過兩年，由于極板上有部分氧化，為了提高其電荷容量，使用前應進行補充充電，充電5h-8h后再用。

4.2蓄電池不進行補充充電

有些駕駛員常忽視對在用車蓄電池的補充充電。由于蓄電池在車上充電不徹底，易造成極板硫化；同時，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期處于虧電狀態(tài)，蓄電池極板就會慢慢硫化。這種慢性硫化，會使蓄電池電荷容量不斷降低，直到起動無力，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及時得到還原，減少極板硫化，提高蓄電池電荷容量，延長其使用壽命，對在用車蓄電池應定期進行補充充電。

4.3蓄電池過充電

蓄電池經常過量充電，即使充電電流不大，但電解液長時間“沸騰”，除了活性物質表面的細小顆粒易于脫落外，還會使柵架過分氧化，造成活性物質與柵架松散剝離。

4.4充電時極性充反

由于蓄電池正負極板材料不同，除了活性物質外，負極板還添加了硫酸鋇、腐殖酸、炭黑和松香等材料，用來防止負極板收縮和氧化。另外，每個單格蓄電池的負極板數又總是比正極板數多一片，而且負極板比正極板略薄。當進行蓄電池的初充電或補充充電時，若不注意極性，會使蓄電池充反，使正、負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，甚至導致蓄電池報廢。因此，充電時一定要注意極性，切不可極性充反。