[科普中国]-双极铅酸系统

双极铅酸系统是铅酸蓄电池的充放电过程的生产过程控制系统。放电状态下，正极主要成分为二氧化铅，负极主要成分为铅；充电状态下，正负极的主要成分均为硫酸铅。电解液是硫酸溶液，分为排气式铅酸系统和免维护铅酸系统。主要优点是电压稳定、价格便宜；缺点是比能低、使用寿命短和日常维护频繁。老式普通铅酸系统一般寿命在2年左右，而且需定期检查电解液的高度并添加蒸馏水。不过随着科技的发展，铅酸蓄电池的寿命变得更长而且维护也更简单了1。

概述铅酸蓄电池是以铅和硫酸为基础而形成的一种能量储存和转化装置，对其的制造是一种多工序、多物料、密集形的作业方式，其过程中影响产品质量形成的因素较多，特别是在一些工序过程中受温度、湿度变化的影响而产生的物理、化学变化直观难以测量而易导致产品特性出现偏差。因此，在蓄电池的制造过程中实施科学有效的质量控制方法是十分重要的。

系统构成双极铅酸系统内有正极板、负极板、隔板、电解液和保护板等。

（1）极板：蓄电池的充、放电过程是靠正、负极板上的活性物质和电解液之间的电化学反应来实现的。正极板为二氧化铅，呈棕红色，负极板为海绵状纯铅，呈青灰色。在开始制造时，正，负极板均是以糊状氧化铅涂敷在栅架上，再经化成处理而成。

（2）隔板：为了增大蓄电池的容量，正、负极均用多片极板组成为极板组放在电池槽内。隔板是夹在正、负极板之间的绝缘板，其作用是防止正、负极板短路。隔板具有多孔性，以使电解液通畅无阻。隔板的种类有：木隔板、细孔塑料隔板、细孔橡胶隔板和玻璃纤维隔板等。

（3）壳体（电池槽）：壳体一般用硬橡胶或塑料等耐酸材料制成。

（4）电解液：铅酸蓄电池的电解液是由专用硫酸和蒸馏水配制而成的，其比重一般为1,24一1.285（15℃）2。

反应过程当放电进行时，硫酸溶液的浓度将不断降低，当溶液的密度降到1.18g/ml 时应停止使用进行充电。

充电：2PbSO₄+2H₂O=PbO₂+Pb+2H₂SO₄（电解池）

放电：PbO₂+Pb+2H₂SO₄=2PbSO₄+2H₂O（原电池）

阳极：PbSO₄ + 2H₂O－ 2e‐ === PbO₂ + 4H﹢ + SO₄²‐

阴极：PbSO₄ + 2e‐=== Pb + SO₄²‐

负极：Pb + SO₄²‐－ 2e=== PbSO₄

正极：PbO₂ + 4H ﹢ +SO4²‐ + 2e‐=== PbSO₄ + 2H₂O1

本词条内容贡献者为:

杜强 - 高级工程师 - 中国科学院工程热物理研究所