阀控铅酸非凡电池的简单工作原理

所谓“阀控”又俗称全密封免维护，就是利用电池加液口上的一个控制阀（盖）来控制电池内部的压力，尽量减少内部由于化学反应而造成的水分损失，以延长电池的使用寿命。因为电池在化学反映中释放气体，使电池内部气压升高，如果这些被释放出的气体不能及时被内部重新吸收和化合，就将使外壳膨胀甚至裂开。这些气体是如何产生的，又如何控制气体的产生速度、如何控制电池内部的压力，这就牵涉到一个使用和维护问题，为了更好地做好上述工作，有必要了解一下电池的工作原理和工作情况。

　　以往的电池都是开放式的，由于充放电时的电化学反映中造成水分的消耗，所以在使用过程中要经常测相对密度和加电瓶水等。水分是如何消耗的、电解液的相对密度是如何变大的、这会带来什么副作用等等，都和密封有关。因此首先看一下电化学反应的一般方程式：

                 （1）

　　放电时，正极板中的二氧化铅和负极板中的绒状铅与电解液中的硫酸反应，生成硫酸铅和水。随着反应的进行，硫酸的浓度逐渐降低。

　　充电时，硫酸铅又分别转化成二氧化铅和绒状铅，硫酸的浓度也逐渐升高，并有还原成原来状态的倾向。所谓倾向，就是说一般不能还原成原来的样子，这是因为在充电后期的电压上升至某一值时，正极板上开始产生氧气：

　　2H₂O→O₂↑+4H⁺+4e^-                                                    (2)

　　生成的氧气传到负极板上，与绒状铅反应生成氧化铅：

　　2Pb+O₂→2PbO                                                          (3)

　　氧化铅进一步与附近的硫酸反应，生成硫酸铅：

　　2PbO+2H₂SO₄→2PbSO₄+2H₂O                                             (4)

　　硫酸铅正好是负极放电的产物，充电时转化成绒状铅，即

　　2PbSO₄+4H⁺+4e^-→2Pb+2H₂SO₄                                             (5)

　　负极板上的总反应应该是式(3)+(4)+(5)，即

　　O₂+4H⁺+4e^-→2H₂O                                                       (6)

　　这正是反应式(2)的逆反应。{{分页}}

　　总结地说，正极板上由于电解水而产生的氧气可以与负极板上的活性物质进行反应并在充电时还原成水。这样一来，由于整个化学反应都是在密闭的情况下进行的，化学成分并没有发生变化，达到了密封免维护的目的，这是理想情况。所谓理想情况，是指所有这些反应都是在适合原设计的条件下进行的，包括温度、湿度、放电率和充电电流等。遗憾的是在实际使用中往往不能完全满足这些规定的条件，比如温度过高或过低、放电电流和充电电流过大等，都会使电池内部的反应超过设计要求，反应过程中产生的气体也会因超过额定值而使气压升高，冲开安全阀将气体逸出体外，造成了水的损耗；另一方面，也可能由于安全阀的质量达不到要求，或由于极板过薄而造成加速损坏，从而使反应面积减小等等因素，都难以保证上述的理想情况，这就造成了设计寿命和使用寿命的不一致。

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