? ? ? ?( 1 )負(fù)極吸收原理
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? ? ? ?閥控式密封鉛蓄電池是利用負(fù)極吸收原理,實(shí)現(xiàn)氧復(fù)合循環(huán)來達(dá)到密封目的的。負(fù)極吸收原理就是利用負(fù)極析氫比正極析氧晚的特點(diǎn),并采用特殊的電池結(jié)構(gòu),使鉛蓄電池在充電后期負(fù)極不能析出氫氣,同時(shí)能夠吸收正極產(chǎn)生的氧氣,從而實(shí)現(xiàn)電池的密封。
? ? ? ?研究發(fā)現(xiàn),鉛蓄電池在充電達(dá)70%時(shí),正極就開始析出氧氣,而負(fù)極的充電態(tài)要達(dá)到90%時(shí)才開始析出氫氣。當(dāng)充電態(tài)達(dá)70%時(shí),正極的析氧反應(yīng)為:
? ? ? ?由于閥控式密封鉛蓄電池采用特殊的電池結(jié)構(gòu)，使氧氣能順利地?cái)U(kuò)散到負(fù)極,并被負(fù)極吸收。氧氣在負(fù)極被吸收的途徑有兩個(gè),一是與負(fù)極活性物質(zhì)鉛發(fā)生化學(xué)反應(yīng),二是在負(fù)極獲得電子后發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)。各自的化學(xué)反應(yīng)方程式如下:
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? ? ? ?以上反應(yīng)稱氧復(fù)合循環(huán)反應(yīng),如圖5-5所示。與此同時(shí),負(fù)極除了發(fā)生上述吸收氧氣的反應(yīng)外,還會繼續(xù)發(fā)生負(fù)極的充電反應(yīng):
? ? ? ?(2)氧氣的傳輸實(shí)際上,充電末期閥控式密封鉛蓄電池在正極析出氧氣,并形成輕微的過壓,而負(fù)極吸收氧氣使負(fù)極產(chǎn)生輕微的負(fù)壓,于是在正、負(fù)極之間壓差的作用下,氧能夠通過氣體擴(kuò)散通道順利地向負(fù)極遷移。正極析出的氧氣要能在負(fù)極充分地被吸收,就須先順利地傳輸?shù)截?fù)極。氧可以兩種方式在電池內(nèi)傳輸: -是溶解在電解液中的方式,即通過液相擴(kuò)散到負(fù)極表面;二是以氣體的形式經(jīng)氣相擴(kuò)散到負(fù)極表面。
? ? ? ?顯然,氧的擴(kuò)散過程越容易,則氧從正極向負(fù)極遷移并在負(fù)極被吸收的量越多,因此就允許電池通過較大的電流而不會造成電池中水的損失。如果氧能以氣體形式向負(fù)極擴(kuò)散,那么氧的擴(kuò)散速度就比單靠液相中溶解氧的擴(kuò)散速度大得多。所以為了有效地吸收氧氣,在閥控式密封鉛蓄電池中,須提供氧氣的氣相擴(kuò)散通道。
? ? ? ?為了提供氧氣擴(kuò)散通道,閥控式密封鉛蓄電池采取了特殊的電池結(jié)構(gòu)。一是貧電解液結(jié)構(gòu) ,就是使超細(xì)玻璃纖維隔膜中大的孔道不被電解液充滿,作為氧氣的擴(kuò)散通道，使氧氣能順利地?cái)U(kuò)散到負(fù)極。二是緊密裝配，使極板表面與隔膜緊密接觸,一方面使電解液能充分濕潤極板,另一方面保氧氣經(jīng)隔膜孔道擴(kuò)散到負(fù)極,而不至于使氧氣沿極板向上逸出。
