密封铅酸蓄电池是如何工作的？邱健电池

铅酸电池的工作

       铅酸蓄电池的充放电状态涉及大量的化学过程。当酸溶解时，稀硫酸H2SO4分子会分裂成两部分。生成正离子2H+和负离子SO4-。正如我们之前所说，两个电极连接成一个板，即阳极和阴极。阳极捕获负离子，阴极吸引正离子。这种键合在阳极和SO4-和阴极与2H+交换电子，并进一步与H2O或与水（稀硫酸、硫酸+水）反应。铅酸电池的工作完全和化学有关，学起来很有意思。

       电池有两种化学反应状态，充电和放电。

铅酸电池充电

       纯铅太软无法支撑自身，因此添加了少量其他金属以获得机械强度并改善电气性能。密封铅酸蓄电池的板栅结构由铅合金制成。最常见的添加剂是锑、钙、锡和硒。这些电池通常被称为“铅锑”和“铅钙”。

       钙可以减少自放电，但是当正极铅钙板过充时，由于栅极氧化而产生生长的副作用。添加锑和锡可以改善深循环，但这会增加用水量，增加平衡需求。现代铅酸电池还使用硒、镉、锡、砷等掺杂剂来降低锑和钙的含量。

       完全放电会造成压力，每次放电/充电循环都会永久剥夺电池的少量容量。铅酸很重，在深度循环过程中不如镍基和锂基系统耐用。当电池处于良好的工作状态时，这种损耗很小，但一旦性能下降到标称容量的一半，衰减就会增加。这种磨损特性在不同程度上适用于所有电池。

       在深度循环过程中，铅酸很重，不如镍基和锂基系统耐用。完全放电会造成压力，每次放电/充电循环都会永久剥夺电池的少量容量。当电池处于良好的工作状态时，这种损耗很小，但一旦性能下降到标称容量的一半，衰减就会增加。这种磨损特性在不同程度上适用于所有电池。

       给铅酸电池充电很简单，但必须遵守正确的电压限制。选择低限电压可以保护电池，但是这样会导致性能变差，导致负极板硫酸化。高电压限制可以提高性能，但会导致正极板的栅极腐蚀。如果及时修复，硫酸盐化可以逆转，但腐蚀是永久性的。

       负极加碳可以减少这个问题，但是会降低比能。铅酸不适合快充。电池电量低会导致硫酸盐化，从而损害电池性能。对于大多数类型，充满电需要 14-16 小时。电池必须始终以充满电的状态存放。

       虽然镍镉电池会在三个月内损失大约 40% 的储存能量，但铅酸电池会在一年内自放电相同的量。铅酸电池在低温下工作良好，在零度以下条件下运行时优于锂离子电池。根据德国亚琛工业大学（RWTH）（2018）的数据，浸没式铅酸的成本约为每千瓦时 150 美元，是电池中最低的之一。铅酸的寿命适中，但不如镍基系统令人难忘，并且在可充电电池中具有最好的电荷保持能力。