鉅大LARGE | 點擊量：1795次 | 2021年05月12日
詳解鉛酸蓄電池原理結(jié)構(gòu)及爆炸原因
鉛酸蓄電池（VRLA）是一種電極重要由鉛及其氧化物制成，電解液是硫酸溶液的蓄電池。鉛酸電池荷電狀態(tài)下，正極重要成分為二氧化鉛，負極重要成分為鉛；放電狀態(tài)下，正負極的重要成分均為硫酸鉛。一個單格鉛酸電池的標稱電壓是2.0V,能放電到1.5V,能充電到2.4V；在應用中，經(jīng)常用6個單格鉛酸電池串聯(lián)起來組成標稱是12V的鉛酸電池，還有24V、36V、48V等。
VRLA電池是這樣設計的：在電池中，一部分數(shù)量的電解液被吸收在極片和隔板中，以此新增負極吸氧能力，阻止電解液損耗，使電池能夠?qū)崿F(xiàn)密封。
VRLA電池結(jié)構(gòu)
Parts組件材料用途
正極正極為鉛-銻-鈣合金欄板，內(nèi)含氧化鉛為活性物質(zhì)保證足夠的容量長時間使用中保持蓄電池容量，減小自放電
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
負極負極為鉛-銻-鈣合金欄板，內(nèi)含海綿狀纖維活性物質(zhì)保證足夠的容量長時間使用中保持蓄電池容量，減小自放電
隔板先進的多微孔AGM隔板保持電解液，防止正極與負極短路。防止正負極短路保持電解液防止活性物質(zhì)從電極表面脫落
電解液在電池的電化學反應中，硫酸作為電解液傳導離子使電子能在電池正負極活性物質(zhì)間轉(zhuǎn)移
外殼和蓋子在沒有特別說明下，外殼和蓋子為ABS樹脂供應電池正負極組合欄板放置的空間
安全閥材質(zhì)為具有優(yōu)質(zhì)耐酸和抗老化的合成橡膠。電池內(nèi)壓高于正常壓力時釋放氣體，保持壓力正常阻止氧氣進入
端子根據(jù)電池的不同，正負極端子可為連接片、棒狀、螺柱或引出線。密封端子有助于大電流放電和長的使用壽命
電極中的電化學反應
閥控鉛酸電池的電化學反應式如下所示。充電是將外部直流電源連在蓄電池上進行充電，使電能轉(zhuǎn)化成化學能儲存起來。放電是電能從電池中釋放出來去驅(qū)動外部設備。
當VRLA蓄電池充電將達到頂點時，充電電流只被用來分解電解液中的水，此時，電池正極出現(xiàn)氧氣，負極出現(xiàn)氫氣，氣體會從蓄電池中溢出，造成電解液減少，需不按時加水。
另一方面，充電末期或過充條件下，充電能量被用來分解水，正極出現(xiàn)的氧氣與負極的海綿狀鉛反應，使負極的一部分處于未充滿狀態(tài)，抑制負極氫氣的出現(xiàn)。
新舊電池串聯(lián)使用
新蓄電池由于化學反應物質(zhì)較多，端電壓較高，內(nèi)阻較小，而舊蓄電池端電壓較低，內(nèi)阻較大，一般12V新蓄電池內(nèi)阻為0.015-0.018歐姆，舊蓄電池的內(nèi)阻卻多在0.085歐姆以上，假如將新舊蓄電池串聯(lián)使用，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(jié)果造成新蓄電池尚未充滿，而舊蓄電池早已經(jīng)過高，而在放電狀態(tài)下，由于新蓄電池的容量比舊的蓄電池容量大，結(jié)果造成舊蓄電池過量放電，甚至引起舊蓄電池反極，蓄電池鼓脹造成副用途。它會損耗新蓄電池的電能，同時也會造成電器內(nèi)部的電壓不穩(wěn)，也存在著舊蓄電池使用過度所帶來的危險。
引起爆炸的三種原因：
蓄電池內(nèi)壓過高引起蓄電池殼爆炸
由鉛酸蓄電池工作原理，人們了解在蓄電池充電過程中，尤其是充電末期由于過充電，水分解為氫氣和氧氣，短路、嚴重硫化以及充電時電解液溫度急劇上升，都會使水分大量蒸發(fā)，這時若加液孔蓋的通氣孔堵塞，由于氣體太多來不及溢出，蓄電池內(nèi)部的壓力將升得很高，先引起蓄電池槽變形，當內(nèi)壓達到一定壓力會從蓄電池槽蓋結(jié)合處或其他薄弱處爆裂，這是一種物理過程。當蓄電池內(nèi)部壓力高于0.25MPa時蓄電池發(fā)生爆裂，爆裂位置位于槽蓋熱風結(jié)合處或應力集中的邊角處。
氫氣遇明火形成的蓄電池爆炸
氫氣和氧氣混合氣體的爆炸極限為氫氣占混合氣體體積的4%-96%,氫氣和空氣的混合氣體的爆炸極限為氫氣占混合氣體體積的4%-74%。假如過充電量的80%用于電解水，蓄電池內(nèi)部的氫氣含量大于爆炸范圍之內(nèi)，當蓄電池中或空氣中的含氫量累積至爆炸極限時，遇到明火就會形成爆炸，這是一種化學反應。研究發(fā)現(xiàn)蓄電池的爆炸屬于支鏈爆炸反應。此類爆炸太多發(fā)生在過充電情況下，假如蓄電池內(nèi)部極柱、穿壁焊等處存在虛焊點，蓄電池的爆炸幾率較高。一個合格的蓄電池在正常的使用條件下不會發(fā)生自發(fā)熱爆炸反應。當蓄電池充電電壓汽油車高于14.4V,柴油車高于28.8V，在火種同時存在的條件下，可能發(fā)生爆炸現(xiàn)象。通過對蓄電池爆炸的車輛檢查，發(fā)現(xiàn)大部分電壓調(diào)節(jié)器存在缺陷，蓄電池處于嚴重的過充電狀態(tài)。
排氣孔堵塞形成爆炸
由于蓄電池排氣孔堵塞，蓄電池先爆裂，爆裂引起蓄電池震動，極柱接線不牢出現(xiàn)火花，從而形成爆炸。
