柴油發(fā)電機(jī)蓄電池的作用
啟動(dòng)電機(jī)供給低壓大電流（200～600a）。柴油機(jī)工作后，發(fā)電機(jī)可向用電設(shè)備供電，并同時(shí)向蓄電池充電。柴油機(jī)在低速或停車(chē)時(shí)，發(fā)電機(jī)輸出電壓不足或停止工作，蓄電池又可向柴油機(jī)的電氣設(shè)備供給所需電流。柴油機(jī)常用蓄電池的電壓有6v、12v和24v三種。6v、12v蓄電池用于小型柴油機(jī)的啟動(dòng)及其照明設(shè)備的用電。多缸柴油機(jī)通常采用24v蓄電池，有的直接裝24v蓄電池，有的用兩只12v蓄電池串聯(lián)起來(lái)使用。
普通鉛蓄電池具有價(jià)格低廉、供電可靠和電壓穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，因此，廣泛應(yīng)用于通信、交通和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等部門(mén)。但是普通鉛蓄電池在使用過(guò)程中，需要經(jīng)常添加電解液，而且還會(huì)產(chǎn)生腐蝕性氣體，污染環(huán)境，損傷人體和設(shè)備。閥控式鉛蓄電池具有密封性好、無(wú)泄漏和無(wú)污染等特點(diǎn)，能夠保證人體和各種電氣設(shè)備的安全，在使用過(guò)程中不需添加電解液，其使用越來(lái)越普遍。
一、蓄電池結(jié)構(gòu)
普通鉛蓄電池與其他蓄電池一樣，主要由電極（正負(fù)極板）、電解液、隔板、電池槽和其他一些零件如端子、連接條及排氣栓等組成。如圖1所示。
圖1 鉛蓄電池的構(gòu)造（外部連接方式）
1、電極
電極又稱(chēng)極板，極板有正極板和負(fù)極板之分，由活性物質(zhì)和板柵兩部分構(gòu)成的。正、負(fù)極的活性物質(zhì)分別是棕褐色的二氧化鉛（pbo2）和灰色的海綿狀鉛（pb）。極板依其結(jié)構(gòu)可分為涂膏式、管式和化成式（又稱(chēng)化成式極板或普蘭特式極板）。
（1）極板在蓄電池中的作用：
一是發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)化學(xué)能與電能之間的相互轉(zhuǎn)換；二是傳導(dǎo)電流。
（2）板柵在極板中的作用：
如圖2所示，一是作活性物質(zhì)的載體，因?yàn)榛钚晕镔|(zhì)呈粉末狀，必須有板柵作載體才能成形；二是實(shí)現(xiàn)極板傳導(dǎo)電流的作用，即依靠其柵格將電極上產(chǎn)生的電流傳送到外電路，或?qū)⑼饧与娫磦魅氲碾娏鱾鬟f給極板上的活性物質(zhì)。為了有效地保持住活性物質(zhì)，常常將板柵造成具有截面積大小不同的橫、豎筋條的柵欄狀，使活性物質(zhì)固定在柵欄中，并具有較大的接觸面積。
圖2 發(fā)電機(jī)組蓄電池涂膏式與管式極板的板柵
常用的板柵材料有鉛銻合金、鉛銻砷合金、鉛銻砷錫合金、鉛鈣合金、鉛鈣錫合金、鉛鍶合金、鉛銻鎘合金、鉛銻砷銅錫硫（硒）合金和鍍鉛銅等。普通鉛蓄電池采用鉛銻系列合金作板柵，其電池的自放電比較嚴(yán)重；而閥控式密封鉛蓄電池采用無(wú)銻或低銻合金板柵，可減少電池的自放電，以減少電池內(nèi)水分的損失。
將若干片正或負(fù)極板在極耳部焊接成正或負(fù)極板組，以增大電池的容量，極板片數(shù)越多，電池容量越大。通常負(fù)極板組的極板片數(shù)比正極板組的要多一片。組裝時(shí)，正負(fù)極板交錯(cuò)排列，使每片正極板都夾在兩片負(fù)極板之間，目的是使正極板兩面都均勻地起電化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生相同的膨脹和收縮，減少極板彎曲的機(jī)會(huì)，以延長(zhǎng)電池的壽命。如圖3所示。
圖3 發(fā)電機(jī)組蓄電池正負(fù)極板交錯(cuò)排列
2、電解液
電解液在電池中的作用有三：一是與電極活性物質(zhì)表面形成界面雙電層，建立起相應(yīng)的電極電位；二是參與電極上的電化學(xué)反應(yīng)；三是起離子導(dǎo)電的作用。
鉛蓄電池的電解液是用純度在化學(xué)純以上的濃硫酸和純水配制而成的稀硫酸溶液，其濃度用15℃時(shí)的密度來(lái)表示。鉛蓄電池的電解液密度范圍的選擇，不僅與電池的結(jié)構(gòu)和用途有關(guān)，而且與硫酸溶液的凝固點(diǎn)、電阻率等性質(zhì)有關(guān)。
① 硫酸溶液的特性
純的濃硫酸是無(wú)色透明的油狀液體，15℃時(shí)的密度是1.8384kg/l，它能以任意比例溶于水中，與水混合時(shí)釋放出大量的熱，具有極強(qiáng)的吸水性和脫水性。鉛蓄電池的電解液就是用純的濃硫酸與純水配制成的稀硫酸溶液。
a．硫酸溶液的凝固點(diǎn)。
硫酸溶液的凝固點(diǎn)隨其濃度的不同而不同，將15℃時(shí)密度各不相同的硫酸溶液冷卻，可測(cè)得其凝固溫度，并繪制成凝固點(diǎn)曲線如圖4所示。由圖可見(jiàn)，密度（15℃）為1.290kg/l的稀硫酸具有最低的凝固點(diǎn)，約為-72℃。啟動(dòng)用鉛蓄電池在充足電時(shí)的電解液密度（15℃）為1.28～1.30kg/l，可以保證電解液即使在野外嚴(yán)寒氣候下使用也不凝固。但是，當(dāng)蓄電池放完電后，其電解液密度（15℃）可低于1.15kg/l，所以放完電的電池應(yīng)避免在-10℃以下的低溫中放置，并應(yīng)立即對(duì)電池充電，以免電解液凍結(jié)。
b.硫酸溶液的電阻率。
作為鉛蓄電池的電解液，應(yīng)具有良好的導(dǎo)電性能，使蓄電池的內(nèi)阻較小。硫酸溶液的導(dǎo)電特性，可用電阻率來(lái)衡量，而其電阻率的大小，隨溫度和密度的不同而有所不同，如表1和圖5所示。由圖可見(jiàn)，當(dāng)硫酸溶液的密度（15℃）在1.15～1.30kg/l之間時(shí)，電阻較小，其導(dǎo)電性能良好，所以，鉛蓄電池都采用此密度范圍內(nèi)的電解液。當(dāng)其密度（15℃）為1.200kg/l時(shí)，電阻率最小。由于固定用防酸隔爆式鉛蓄電池的電解液量較多，為了減小電池的內(nèi)阻，可采用密度（15℃）接近于1.200kg/l的電解液，所以選用密度（15℃）為1.200～1.220kg/l的電解液。
圖4 發(fā)電機(jī)組蓄電池硫酸溶液的凝固特性
圖5 發(fā)電機(jī)組硫酸溶液的電阻率
表1 各種密度的硫酸溶液的電阻率
密度（15℃）
/(kg/l)
電阻率
/(ω·cm)
溫度系數(shù)
/(ω·cm/℃)
密度（15℃）
/(kg/l)
電阻率
/(ω·cm)
溫度系數(shù)
/(ω·cm/℃)
1.10
1.90
0.0136
1.50
2.64
0.021
1.15
1.50
0.0146
1.55
3.30
0.023
1.20
1.36
0.0158
1.60
4.24
0.025
1.25
1.38
0.0168
1.65
5.58
0.027
1.30
1.46
0.0177
1.70
7.64
0.030
1.35
1.61


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