铅酸蓄电池的极板类型

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---负极板

基本上试涂膏式的、多孔的活性物质铅被压入很硬的铅板栅(与锑形成合金铅或在阀控式及少维护铅酸电池中与钙形成合金铅,同时添加少量其他元素)。

锑(Sb)不仅能改善铅的机械稳定性(硬度),而且可以改善浇铸性能及防腐性能。这些年来,固定型铅酸蓄电池的锑含量逐步降了下来,因为它决定自放电率及一定比例的水损耗。

为了进一步改善上述特性,在阀控式铅酸蓄电池中,锑已被钙取代。

在这里,钙也并不是最好的,因为它对活性物质和板栅界面间的性质产生副作用(抑制电荷转移)。

---正极板

正极板一般有如下几种类型,它对铅酸蓄电池的性能和应用起十分重要的作用。

大面积极板

由高纯铅组成(至少99.99%)。活性物质(PbO2)不是压入,而是通过极板本身的化学过程(氧化)形成。粘附到固体铅上的活性物质非常薄(和涂膏式极板相比),为0.11-0.15mm。

现在的大面积极板最早是由GastonPlante在年发明的,国际上统称是“Plante”(普兰特)极板,后来的大面积极板的设计对它做了很大的改进。

现在的大面积极板是板式结构,而Plante(普兰特)极板最早的形式是卷式铅皮。改进后的有效表面积增加了几倍。

大面积极板是一种薄片结构,这样设计是为了确保活性物质在大的电极表面上均匀分布。铅体上很薄的活性物质,有利于载流子交换使之在短时间内可提供大电流。铅体上的活性物质没有其他的防护措施,在某些情况下(如大的充放电流)可能发生脱落。

涂膏式极板

活性物质被压进板栅中成为负极板。和大面积极板不同,板栅借助筋条支撑和保持活性物质,同时活性物质以板栅为载体传导电流,尽管这不如大面积极板,单板栅结构同样能确保大电流放电。

管式或铠装极板

这种极板在成为现在这种设计之前已经经过了几个发展阶段。

“铠装”这个术语来源于覆盖层的作用,该覆盖层支撑着活性物质,以铠甲的方式一起围绕铅芯,但电解液可以透过它。

直到现在,极板的形状几乎没有改变,但是“铠甲”的材料发生了变化。现在使用特殊的合成纤维确保最佳的电荷交换并且具有更大的机械稳定性。

这些管式纤维口袋的出现导致“管状极板”的产生。管状极板和铠装极板这两个词语现在都在使用。

借助一个从底部封住纤维管的固定塑料支板,防止极板的脱落,即正极活性物质的损耗。因此,这种结构的极板非常适用于循环使用。

由于活性物质环绕着铅芯,所以管状极板的导电性能优于涂膏式极板。然而,内阻比涂膏式极板和大面积极板大,大电流放电性能也稍逊一筹。这是由于电荷传输的路径长(缺乏十字连接)以及管状极板的几何形状造成的(因为管的几何形状,电荷到负极的距离时长时短)。




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