所謂統(tǒng)一蓄電池即是貯存化學(xué)能量，于必要時放出電能的一種電氣化學(xué)設(shè)備。
構(gòu)成鉛蓄電池之主要成份如下：
陽極板(過氧化鉛.PbO2)---> 活性物質(zhì)
陰極板(海綿狀鉛.Pb) ---> 活性物質(zhì)
電解液(稀硫酸) ---> 硫酸(H2SO4) + 水(H2O)
電池外殼
隔離板
其它(液口栓.蓋子等)
一、鉛蓄電池之原理與動作 鉛蓄電池內(nèi)的陽極(PbO2)及陰極(Pb)浸到電解液(稀硫酸)中，兩極間會產(chǎn)生2V的電力，這是
根據(jù)鉛蓄電池原理，經(jīng)由充放電，則陰陽極及電解液即會發(fā)生如下的變化：
(陽極) (電解液) (陰極)
PbO2 + 2H2SO4 + Pb ---> PbSO4 + 2H2O + PbSO4 (放電反應(yīng))
(過氧化鉛) (硫酸) (海綿狀鉛)
(陽極) (電解液) (陰極)
PbSO4 + 2H2O + PbSO4 ---> PbO2 + 2H2SO4 + Pb (充電反應(yīng))
(硫酸鉛) (水) (硫酸鉛)
1. 放電中的化學(xué)變化
蓄電池連接外部電路放電時，稀硫酸即會與陰、陽極板上的活性物質(zhì)產(chǎn)生反應(yīng),生成新化合物『硫酸鉛』。經(jīng)由放電硫酸
成分從電解液中釋出，放電愈久，硫酸濃度愈稀薄。所消耗之成份與放電量成比例，只要測得電解液中的硫酸濃度，亦即測
其比重，即可得知放電量或殘余電量。
2. 充電中的化學(xué)變化
由于放電時在陽極板，陰極板上所產(chǎn)生的硫酸鉛會在充電時被分解還原成硫酸,鉛及過氧化鉛,因此電池內(nèi)電解液的濃度
逐漸增加, 亦即電解液之比重上升，并逐漸回復(fù)到放電前的濃度，這種變化顯示出蓄電池中的活性物質(zhì)已還原到可以再度供
電的狀態(tài)，當(dāng)兩極的硫酸鉛被還原成原來的活性物質(zhì)時，即等于充電結(jié)束，而陰極板就產(chǎn)生氫，陽極板則產(chǎn)生氧，充電到最
后階段時，電流幾乎都用在水的電解，因而電解液會減少，此時應(yīng)以純水補(bǔ)充之�！�
二、電動車用蓄電池的構(gòu)造
電動車用蓄電池,必須具備以下條件:
◎ 高性能
◎ 耐震.耐沖擊
◎ 壽命長
◎ 保養(yǎng)容易
由于玻璃纖維管式鉛蓄電池是累積多次實驗結(jié)果而制成，故具有多項優(yōu)點。
1.極板
根據(jù)蓄電池容量選擇適當(dāng)規(guī)格極板及數(shù)量組合而成。于充放電時,兩極活性物質(zhì)隨著體積的變化而反復(fù)膨脹與收縮。兩極
活性物質(zhì)中，陰極板之海綿狀鉛的結(jié)合力較強(qiáng)，而陽極板之過氧化鉛的結(jié)合力弱，因而在充放電之際，會徐徐脫落，此即為
鉛蓄電池壽命受到限制的原因。期使蓄電池使用期限延長，能耐震并耐沖擊，則陽極板的改良即成當(dāng)急要務(wù)。
玻璃纖維管式的陽極板: 此乃以玻璃纖維制的軟管接在鉛合金制的櫛狀格子(蕊金)上，在軟管和蕊金間充填鉛粉之后，
將軟管密封，使其發(fā)生變化，產(chǎn)生活性化物質(zhì)，由于活性化物質(zhì)不會脫落，與電解液接觸亦良好,是一種非常好的極板材料。
使用具有這種極板的蓄電池是電動車唯一的選擇。編織式軟管乃以9microm(μ)的玻璃纖維編成管袋狀，彈性好，可耐膨脹或
收縮，而且對電解液的滲透度也非常良好，此軟管乃是最佳產(chǎn)品，長久以來，實用績效良好.
糊狀式極板: 就是將稀硫酸煉制之糊狀鉛粉涂覆在鉛合金制的格子上，俟其干燥后所形成之活性物質(zhì)。這種方式一直被
采用在鉛蓄電池的陰極板上，同時亦使用在汽車，小貨車的蓄電池陽極板上�！�
2.隔離板
能防止陰、陽極板間產(chǎn)生短路，但不會妨礙兩極間離子的流通。而且經(jīng)長時間使用，也不會劣化，或釋放雜質(zhì)。鉛蓄電
池一般都使用膠質(zhì)隔離板。
3.電池外殼
耐酸性強(qiáng)，兼具機(jī)械性強(qiáng)度。電動車用的蓄電池外殼乃使用材質(zhì)強(qiáng)韌之合成樹脂經(jīng)特殊處理制成，其機(jī)械性強(qiáng)度特別強(qiáng)
，上蓋亦使用相同材質(zhì)，以熱熔接著。
4.電解液
電解液比重以20℃的值為標(biāo)準(zhǔn)，電動車用的蓄電池完全充電時之電解液標(biāo)準(zhǔn)比重為1.280。
5.液口栓
液口栓的功能為排出充電時所產(chǎn)生的氣體及補(bǔ)充純水，測定比重。
三、蓄電池的容量
電動車用蓄電池的容量以下列條件表示之：
◎ 電解液比值 1.280/20℃
◎ 放電電流 5小時的電流
◎ 放電終止電壓 1.70V/Cell
◎ 放電中的電解液溫度 30±2℃
1.放電中電壓下降 放電中端子電壓比放電前之無負(fù)載電壓（開路電壓）低，理由如下：
(1)V=E-I.R
V：端子電壓(V) I：放電電流(A)
E：開路電壓(V) R：內(nèi)部阻抗(Ω)
(2)放電時，電解液比重下降，電壓也降低。
(3)放電時，電池內(nèi)部阻抗即隨之增強(qiáng)，完全充電時若為１倍，則當(dāng)完全放電時，即會增強(qiáng)２～３倍。
用于起重時之電瓶電壓之所以比用于行走時的電壓低，乃是由于起重用之油壓馬達(dá)比行走用之驅(qū)動馬達(dá)功率大，因此放電流
大，則上式的I.R亦變大。
2.蓄電池之容量表示
在容量試驗中，放電率與容量的關(guān)系如下：
5HR....1.7V/cell
3HR....1.65V/cell
1HR....1.55V/cell
嚴(yán)禁到達(dá)上述電壓時還繼續(xù)繼續(xù)放電，放電愈深，電瓶內(nèi)溫會升高,則活性物質(zhì)劣化愈嚴(yán)重，進(jìn)而縮短蓄電池壽命。
因此，堆高機(jī)無負(fù)重?fù)P升時的電池電壓若已達(dá)1.75v/cell(24cell的42v,12cell的21v)，則應(yīng)停止使用，馬上充電。
3.蓄電池溫度與容量
當(dāng)蓄電池溫度降低，則其容量亦會因以下理由而顯著減少。
(A)電解液不易擴(kuò)散，兩極活性物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)速率變慢。
(B)電解液之阻抗增加，電瓶電壓下降,蓄電池的5HR容量會隨蓄電池溫度下降而減少。
因此:
(1)冬季比夏季的使用時間短。
(2)特別是使用于冷凍庫的蓄電池由于放電量大，而使一天的實際使用時間顯著減短。
若欲延長使用時間，則在冬季或是進(jìn)入冷凍庫前，應(yīng)先提高其溫度。
4.放電量與壽命
每日反復(fù)充放電以供使用時，則電池壽命將會因放電量的深淺，而受到影響。
5.放電量與比重
蓄電池之電解液比重幾乎與放電量成比例。因此，根據(jù)蓄電池完全放電時的比重及10%放電時的比重，即可推算出蓄電池的放
電量。
測定鉛蓄電池之電解液比重為得知放電量的最佳方式。因此，定期性的測定使用后的比重，以避免過度放電，測比重的同時
，亦側(cè)電解液的溫度，以20度C所換算出的比重，切勿使其降到80%放電量的數(shù)值以下。
6.放電狀態(tài)與內(nèi)部阻抗
內(nèi)部阻抗會因放電量增加而加大，尤其放電終點時，阻抗最大，主因為放電的進(jìn)行使得極板內(nèi)產(chǎn)生電流的不良導(dǎo)體─硫酸鉛
及電解液比重的下降，都導(dǎo)致內(nèi)部阻抗增強(qiáng)，故放電后，務(wù)必馬上充電，若任其持續(xù)放電狀態(tài)，則硫酸鉛形成安定的白色結(jié)
晶后(此即文獻(xiàn)上所說的硫化現(xiàn)象),即使充電,極板的活性物資亦無法恢復(fù)原狀,而將縮短電瓶的使用年限。
★白色硫酸鉛化
蓄電池放電，則陰、陽極板同時產(chǎn)生硫酸鉛(PbS04)，若任其持續(xù)放電，不予充電，則最后會形成安定的白色硫酸鉛結(jié)晶(即
使再充電，亦難再恢復(fù)原來的活性物質(zhì))此狀態(tài)稱為白色硫化現(xiàn)象。
7.放電中的溫度
當(dāng)電池過度放電，內(nèi)部阻抗即顯著增加，因此蓄電池溫度也會上升。放電時的溫度高，會提高充電完成時溫度，因此，將放
電終了時的溫度控制在40℃以下為最理想。
四、充電的管理
1.蓄電池的充電特性
蓄電池充電的端子電壓如下式表示
V= E+I.R，在此
E=電瓶電壓(V) I=充電電流(A) R=內(nèi)部阻抗(Ω)
2.蓄電池溫度與壽命
蓄電池溫度（電解液溫度）升高，則陰陽極板上的活性物質(zhì)即會劣化，并腐蝕陽極格子，而縮短電池壽命，相對的，電池溫
度太低時，會使電池蓄電容量減少，容易過度放電，進(jìn)而使電池壽命縮短。此種關(guān)系也會因電池型式，極板材質(zhì)而有變化。
故應(yīng)遵守下列之使用條件：
通常蓄電池之電解液溫度應(yīng)維持在15~55℃為理想使用狀態(tài)，不得已的情況下,也不可超過放電時-15~55℃,充電時0~60℃的范
圍。實際使用時，由于充電時溫度會上升，因此，放電終了時之電解液溫度以維持在40℃以下為最理想。 |
