蓄電池的四個發展階段

1、普通鉛酸蓄電池

在50年代，生產的鉛蓄電池叫普通電池，當時的產品用戶啟用時都要有“初充電”工藝環節。電解液注入電池后，電池發熱，待電解溫度降下來后，進行第一次充電。充電后再放出容量，這個循環叫充放電循環。初充電的工藝過程在早期有6次充電5次放電之多，后隨著技術的發展，充放電循環次數逐步減少。三充兩放的目的是檢測蓄電池的實際容量。電池電化反應方程式是:

pbO+2H2SO4+pb=pbSO4+2H2O+pbSO4....................(1)

電池放電的條件是右邊的三要素，缺一不可。放出的電容量是按桶板原理組成的，但新電池的放電卻得不到應有的容量，這是因為負板pb在硫酸電液注入前就被氧化了。

2pb+O2=2pbO....................(2)

在電池生產的化成工序中，生極板變成了熟極板，熟負極板上的鉛具有高度活化性，從化成槽中取出后，可同空氣中的氧迅速進行（2）式的反應，同時放出大量的熱。于是，極板就由高勢能狀態降低為低勢能狀態，這個反應使負極板失去了活性。在潮濕的條件下，反應進行的十分迅速。經水洗干燥后，這種反應并沒有停止。組裝成電池，直到啟用時仍在進行。注入硫酸電解液后。就再次發生電熱反應。

pbO+H2SO4=pbSO4+H20+Q....................(3)

這個反應使電池負極失去了電活性。初充電的充放電循環目的就是將負極板活化。

2、發展到干荷電電池

為了給用戶提供方便，取消初充電工藝環節，就需要保護負極板，使其在生產、儲運過程中不被氧化。這就需要使負極板活性物質具有抗氧化能力，現在采取的技術措施是:

①在鉛膏配方中添加抗氧化劑，如松香、乙二酸。

②將鉛微粒包裹一層抗氧化劑，如油、硼酸。

只要將負極保護好，不使其氧化，這樣就得到了在未注液前的干狀態下就能保持其帶電性的荷電極板，簡稱干荷電極板。用干荷電極板組裝電池一旦注液，30分鐘內電池就能達到80%的容量，電池就可投入使用。

3、發展到免維護電池

在電池的使用中，常需要補充水，因為一旦缺水電池就損壞了。補水是件十分麻煩的事，因為許多用戶在需要補水時找不到合格的電瓶水。

電池失水的原因是:

①物理失水:電解液會受熱蒸發。

②化學失水:由于雜質存在，雜質與鉛構成微電池，使水不斷分解成氣體。

③電化失水:過充電時，當充電電壓超過2.3V時，水分解就發生。要減少其耗電量，必須將水的分解電壓值提高。

在以上這三種失水形式中，后兩種是主要的，最后一種原因造成失水的比例最大。現已找到一種鉛鈣合金，使用鉛鈣合金制造電池時，水的分解電壓就由2.3V提高到2.45V。如果將充電電壓控制在2.45V以下，電池在使用時的耗水量就能降到很少，汽車電池充電電壓是14.4V±0.1V，平均到每個單格為2.4±0.016V。現已做到汽車電池連續裝車行駛6～8個月加一次水，生產廠家為了推銷方便，把這個耗水量很低的電池起名為“免維護電池”，即“MF”電池，這是這種電池的商業名字。事實上，這種電池維護工作包括:檢測技術狀態、補充電、補水。只把加水周期延長了，對維護的要求高了，并不是真正意義的“免維護”。從技術角度分析，真正免維護電池是沒有的。

4、發展到密閉電池

免維護電池的水耗電量能否再減少，使電池在整個使用期內不補水，在特殊情況下電池允許自由取向，立式、臥式都能工作。密閉電池的關鍵是如何將電池中產生的氣體在電池中重新合成為水。密閉電池早在50年代就有，那時是采用金屬鈀作催化劑，使電池中的氫氣和氧氣在無焰狀態下化合成水

H2+O2→H2O+Q....................（4）

由于化合是從高能態的氣體轉化成低能態的液體，所以會釋放出大量的熱，這些熱量能使鈀珠的溫度達300℃左右。由于鈀昂貴，電池使用條件十分嚴格，所以這種電池只有在特殊情況下使用，如特種、水電站等。到70年代，又發展一種陰極吸收式密閉電池，這種電池消除氣體的辦法是，首先使電池盡可能不產生氫氣H2，氧氣O2是通過負極吸收轉化成液體的成份。

O2+pb→pbO+H2SO4→pbSO4+H2O→pb+H2SO4....................（5）

消氣過程是:在正極pbO2上充電時產生O2，同負極上pb反應生成氧化鉛pbO，pbO同電解液中的硫酸H2SO4反應生成硫酸鉛pbSO4和水，負極上的pbSO4經充電又恢復成pb，硫酸根SO2-4又一次進入電液，使電液密度值升高。

在上述消氣過程中，其關鍵是隔板必須是透氣的。現采用的辦法是利用玻璃毛氈的吸液性，在用玻璃毛氈制成的隔板中保持氣相、液相、固相共存。這樣，在正極上產生O2能通過毛氈上的氣體通道，逐步擴散到負極上去。消除O2的過程是個動平衡的過程，產生O2的量與消除O2的量達到平衡時，電池使用才是安全的。一旦發生過充電，產生O2的量大于消除O2的量，會使電池內氣體壓力越來越大，為了避免發生爆炸事故，電池頂蓋上都設有安全閥，以防不測。所以這種電池都叫“閥控式陰極吸收密閉免維護電池”。

不難理解，密閉電池應使用電壓精度較高的恒壓充電機充電，絕對不允許用恒流充電進行補充電作業，過充電對密閉電池來講可謂是第一殺手。