鉅大LARGE | 點擊量：1812次 | 2021年05月12日
詳解鉛酸蓄電池原理結構及爆炸原因
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。鉛酸電池荷電狀態下，正極重要成分為二氧化鉛，負極重要成分為鉛；放電狀態下，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，經常用6個單格鉛酸電池串聯起來組成標稱是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，使電池能夠實現密封。
VRLA電池結構
Parts組件材料用途
正極正極為鉛-銻-鈣合金欄板，內含氧化鉛為活性物質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，內含海綿狀纖維活性物質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間轉移
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
安全閥材質為具有優質耐酸和抗老化的合成橡膠。電池內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，使電能轉化成化學能儲存起來。放電是電能從電池中釋放出來去驅動外部設備。
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，電池正極出現氧氣，負極出現氫氣，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，抑制負極氫氣的出現。
新舊電池串聯使用
新蓄電池由于化學反應物質較多，端電壓較高，內阻較小，而舊蓄電池端電壓較低，內阻較大，一般12V新蓄電池內阻為0.015-0.018歐姆，舊蓄電池的內阻卻多在0.085歐姆以上，假如將新舊蓄電池串聯使用，那么在充電狀態下，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，結果造成新蓄電池尚未充滿，而舊蓄電池早已經過高，而在放電狀態下，由于新蓄電池的容量比舊的蓄電池容量大，結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部的電壓不穩，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，這時若加液孔蓋的通氣孔堵塞，由于氣體太多來不及溢出，蓄電池內部的壓力將升得很高，先引起蓄電池槽變形，當內壓達到一定壓力會從蓄電池槽蓋結合處或其他薄弱處爆裂，這是一種物理過程。當蓄電池內部壓力高于0.25MPa時蓄電池發生爆裂，爆裂位置位于槽蓋熱風結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，蓄電池內部的氫氣含量大于爆炸范圍之內，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。研究發現蓄電池的爆炸屬于支鏈爆炸反應。此類爆炸太多發生在過充電情況下，假如蓄電池內部極柱、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生自發熱爆炸反應。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，可能發生爆炸現象。通過對蓄電池爆炸的車輛檢查，發現大部分電壓調節器存在缺陷，蓄電池處于嚴重的過充電狀態。
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，極柱接線不牢出現火花，從而形成爆炸。
